TD1 – Chronologie Relative et Absolue

Chronologie relative:

Grâce à différents critères de recoupement, définir la chronologie relative des événements géologiques dans les cas suivants:

- Discordances- Failles- Dykes- Intrusion- Transgression

- Synthèse: bloc diagramme 3D

Concordance: - surfaces de stratifications sont parallèles

- continuité de sédimentation (pas de mouvement

tectonique ou d’érosion)

Discordance: - discontinuité angulaire entre 2 surfaces strati

- déformation tectonique (puis érosion)

Chronologie Absolue:

Age absolu de ce granite?

Géochronologie isotopique

Les datations radiométriques1) Rappel: Isotope?

Exemple du Rubidium

Elément Z A Période (T) Constante de désintegration (λ)

Rubidium (Rb) 37 8587 4.88*1010 a 1.42*10-11 a-1

- même numéro atomatique (Z) ou nombre de protons (37)

- masse atomique différente car ils ont un nombre de neutrons différent (48 ou 50)

- 87Rb = un isotope radioactif qui se désintègre en un isotope radiogénique, le 87Sr

1) Principe de la désintégration radioactive: exemple du 87Rb/87Sr

87Rb = isotope radioactif (père - P)Z = 37A = 87

transformation d’unneutron en proton par perted’un e-

87Sr = isotope radiogénique (fils – F*)Z = 38A = 87

1) Principe de la désintégration radioactive:

Le taux de désintégration d'un élément radiogénique Père P (ou le taux de production en éléments radioactifs fils F*) est proportionnel

(a) au temps (t)(b) au nombre d'atome père initiaux présents (Po):

T

0

1

1/2

temps

chaque isotope radioactif se caractérise par sa période ou 1/2 vie (T)

temps pour que la moitie des isotopes Père de départ disparaissent

Au bout de 3 ou 4 périodes, l’essentiel des éléments radioactifs ont disparus

taux de désintégration (λ)λ = Ln2 / T

1) Principe de la désintégration radioactive:

Loi de désintégration radioactive:

Pt = Po.e-λt ou Po = Pt.eλt (1)

En réalité dans une roche on mesure le nb d'éléments Pères Pt et fils radiogénique F* avec:

F* = Po - Pt (2)

En remplaçant Po dans (2) par sa valeur dans l'équation (1):

F* = Pt.eλt - Pt = Pt.(eλt -1) (3)

Or le nb d’isotope fils total a un instant t (Ft) est égal a la somme des isotope fils initiaux (Fo) et des isotopes fils radiogéniques (F*)

Ft = Fo + F* (4)

On en déduit en combinant (3) et (4): Ft = Fo + Pt.(eλt-1)

1) Application au systeme Rb/Sr:

* Condition indispensable :

SYSTEME CLOS

La Roche n’a pas subie de perte ou gain en isotope Pere (87Rb) ou Fils (87Sr) après sa cristallisation

Ft = Fo + Pt.(eλt-1)

87Sr = 87Sro + 87Rb.(eλt-1)

* Par spectrométrie de masse on mesure des rapports isotopiques :

87Sr / 86Sr et + 87Rb / 86Sr86Sr = isotope stable

87Sr / 86Sr = 87Sr / 86Sro + 87Rb / 86Sr.(eλt-1)

1) Application au systeme Rb/Sr:

Dans un diagramme isochrone avec des valeurs mesurées de 87Sr/86Sr en ordonnée et 87Rb/86Sr en abscisse:

L’equation de désintégration radioactive a la forme d’une équation de droite: isochrone

87Sr / 86Sr = 87Sr / 86Sro + 87Rb / 86Sr.(eλt-1)

Y = b + X . a

a (pente) = eλt – 1

la pente est proportionnel à l’age:

t = (1/λ) . ln (A +1)

Pour 87RbT = 4.88*1010 aλ = 1.42*10-11 a-1