1) O documento discute o método de datação absoluta de rochas usando o método Rb-Sr, no qual o rubídio-87 radioativo decai em estrôncio-87. 2) É explicado o histórico do método, princípios, procedimentos, aplicações em rochas ígneas, metamórficas e sedimentares. 3) Diagramas isocrônicos são usados para determinar a idade do fechamento do sistema isotópico.

2. Nomes:
Augusto Massina
Casilda Simango
Ernesto Alberto Guilengue
Iolanda preso
Nicolas Merces João Mavume
Titulo:
Datação Absoluta das Rochas (método Rb – Sr)
Universidade Pedagógica
Delegação da Beira
Docente: Meque
Beira aos 13 de Outubro de 2016

3. Objectivos
• Objectivo Geral
• Analisar detalhadamente o método Rubídio – Estrôncio (Rb/Sr)
• Objectivos Específicos
• Conceituar o método de datação radiométrica
• Conhecer o historial da datação radiométrica
• Demonstrar os princípios aplicados na datação radiométrica
• Citar os principais métodos aplicados na datação radiométrica
• Classificar especialmente o método Rb/Sr
• Apontar todos procedimentos usados para a datação mediante o método
Rb/Sr

4. Introdução
• Com a descoberta da emissão de raios de urânio, por Becauerel em 1896, e
a sua transformação em outros elementos radioactivos mais estáveis como
o hélio e o chumbo, foi possível determinar a escala do tempo profundo, e
acabar com algumas ideias catastróficas que alguns cientistas como Lord
Kevin propunham, ao afirmar que a idade da terra não passava de 40
milhões de anos.
• Sendo assim ao longo dos anos, foram descobertos vários elementos
químicos que se desintegravam em outros mais estáveis, tal como exemplo
o Rubídio que se transforma em Estrôncio. Para se determinar a idade de
um sistema que contenha estrôncio que sofreu desintegração do Rubídio,
nos é necessário obedecer vários critérios, dos quais todos eles serão
bordados nas páginas subsequentes.

5. Datação radiometria
• Conceitos fundamentais
• A datação radiométrica é o procedimento do cálculo da idade absoluta de
uma rocha e dos minerais que contém certos radioisótopos (isótopos
radioactivos).
• Utilizam-se princípios físicos da radioactividade que fornecem a
idade da rocha com precisão baseada nas leis do decaimento
radioactivo.
• Desta maneira, o uso desse método, só foi possível depois da
descoberta da radioactividade (1896).

6. Breve historial
• Segundo (Celso Del Re Carneiro, 2005), A radioactividade foi detectada
pela primeira vez há aproximadamente 100 anos atrás, com o uso de meios
mecânicos
• Em 1896, um físico francês, Henri Becquerel, descobriu que o urânio
emite misteriosos raios que podem realmente activar placas fotográficas em
escuridão total.
• Ernest Ruthrford e Frederick Soddy postularam, em 1902 que os elementos
radioactivos se transformam em outros elementos durante a emissão de
raios radioactivos, sendo o hélio, a partir de partículas alfa, um dos produto
• da desintegração radioactiva de urânio.
• Então em 1906, Ruthrford fez na Inglaterra a primeira tentativa de medir a
idade de minerais a partir de sua razão Hélio- urânio

7. Princípios básicos na datação radiométrica
• Em geral, no processo de desintegração radioactiva, o núcleo do
elemento-pai pode emitir partícula alfa, beta ou ainda capturar um
electrão quando da desintegração.
• A desintegração radioactiva envolve apenas o núcleo de um átomo-
pai; a taxa não se altera quaisquer que sejam as condições físicas e
químicas, como pressão, temperatura e soluções-tampão.
• As rochas são formadas por minerais, os quais são constituídos por
elementos químicos, ou seja, são nuclídeos radioactivos, e o conceito
de decaimento radioactivo envolve uma constante da física
denominada de cálculo de meia-vida, que é o tempo necessário para
que metade da massa do elemento-pai se transforme no elemento-
filho.

8. Cont…
• Segundo (Thomas R. Faichild, 2006), a obtenção de idades de
minerais e rochas, independentemente do método adoptado é feita
utilizando a equação fundamental da geocronologia, baseada no processo
de decaimento radioactivo representada pela seguinte fórmula:
• 𝑡 = 1
𝜆 . ln[1 + ( 𝐹
𝑁)]
• Onde:
• N- é o número de átomos do isótopo radioactivo (elemento pai) medido
hoje na amostra.
• No- Quantidade inicial de isótopo radiactivo no momento de fechamento
do sistema.
• F- número de átomos do isótopo radiogénico (elemento filho) medido hoje
na amostra.
• t- Tempo decorrido desde o fechamento do sistema isotrópico ( idade do
sistema).
• 𝜆- Constante de desintegração do elemento pai.

9. Métodos usados na datação radiométrica
• Os métodos de datação radiométrica são baseados ou na acumulação de
filhos atómicos produzidos por um pai radioactivo, ou na depleção de
um nuclídeo radiactivo pai. A datação na maioria das rochas e minerais
utiliza o méto.
• do de acumulação

10. Método Rubídio- Estrôncio
• Historial
• O método geocronológico Rb-Sr foi utilizado pela primeira vez, na
determinação de Idades em lepidolita da Silver Mine.
• O método parte do princípio de que o isótopo radioactivo instável ou
nuclídeo pai 87Rb se desintegra formando o isótopo radiogénico estável
ou nuclídeo filho 87Sr , segundo a reacção:
• 87Rb37 → 87Sr38 + ß- + v- + Q (emissão de ß-)
• Onde:
• ß- = e-,- é antineutrino e
• Q= energia de decaimento

11. Cont…
• Geoquímica do Rubídio (Rb)
• O Rubídio (Rb) é um metal alcalino do grupo IA da tabela periódica. No
ciclo geoquímico acompanha o potássio (K). O Rb tem Z = 37, A =
85,46776; raio 1,48 Å (K = 1,33 Å) e carga +1.
• Este não forma minerais e ocorre principalmente em minerais contendo
K (micas como biotita, muscovita, flogopita e lepidolita). Também em
ortoclásio, microclínio, evaporitos (siderita, carnallita) em alguns
argilominerais. Nos minerais piroxénios, olivina, anfibólios e
plagioclásios, ocorre em baixas concentrações. Em rochas ultrabásicas,
a concentração é relativamente baixa quando comparada com a
concentração nas rochas graníticas. (Silva, 2006).
• Composição Isotópica natural
• 87Rb = 27,8346% (instável)
• 85Rb = 72,1654% (estável)

12. Cont…
Tabela 1- Concentrações médias de Rb e Sr em alguns minerais e rochas

13. Cont…
• Geoquímica do Estrôncio (Sr)
• Ocorre principalmente em minerais portadores de Ca, tipo
plagioclásios, anfibólios, piroxénios, apatita e carbonatos de cálcio.
Os minerais do grupo das micas e feldspatos alcalinos possuem
baixas concentrações.
• Composição isotópica:
• 84Sr = 0,56%
• 86Sr= 9,86%
• 87Sr = 7,00%
• 88Sr = 82,58%
• Onde: 84Sr, 86Sr e 88Sr são isótopos não radiogénicos e
• 87Sr isótopo radiogénico.

14. Procedimentos Rb-Sr
• O rubídio – 87 radioactivo, que constitui 28% de todo o rubídio natural,
desintegra-se por uma fase beta única em estrôncio 87 (figura abaixo). As
micas e os feldspatos potássicos são os minerais mais adequados para
determinações de idades por esse método, como ilustrado na tabela 1.

15. Cont…
• Conhecendo- se a relação inicial 87Sr/86Sr da amostra, podemos
determinar a quantidade de 87Sr que é original e aquela que é
proveniente da desintegração do 87Rb. Do qual resume-se na seguinte
equação:
Onde:
Lambda (𝝀) é a constante de decaimento e t é a idade do
sistema.

16. Diagramas isocrónicos
• Para se construir uma isócrona é necessário:
Termos pelo menos 3 amostras de rochas com variadas razões
Rb/Sr originadas em um mesmo evento (fusão parcial, cristalização
fraccionada, etc.)
Com análises de rocha total e de minerais constituintes, dessa
mesma rocha, é possível se determinar a idade da formação desses
minerais.
• Na colecta de amostras para a confecção do diagrama isocrónico Rb-
Sr deve-se tomar as seguintes precauções:
As amostras devem ser cogenéticas, ou seja, formadas em um
mesmo processo genético, seja ele tectónico, metamórfico, ígneo ou
hidrotermal;
Para haver um espalhamento dos pontos que definam uma isócrona
confiável, deve-se colectar amostras com distinta composição
mineralógica, portanto, diferentes razões 87Sr/86Sr e 87Rb/86Sr.

17. • Figura 3 - Diagrama Isocrónico Rb-Sr. Os pontos A, B, C, D, representam
valores isotópicos de quatro amostras no momento do fechamento de seus
sistemas isotópicos no passado. Com o decaimento do 87Rb, estas amostras
apresentam valores actuais de Aʼ, Bʼ, Cʼ, Dʼ . A recta definida por estes
pontos, a isócrona, terá o ângulo, 𝜶, directamente proporcional á idade da
amostra, calculada na equação: tg 𝜶 =((℮ 𝝀 𝒕 − 𝟏) = 𝝀𝒕, Portanto, t = tg 𝜶/𝝀.
• O intercepto da isócrona com o eixo 87Sr/86Sr define a razão inicial de Sr no
sistema, (87Sr/86Sr), um importante indicador da origem (se do manto ou
crosta) do material analisado.

18. Aplicações dos dados obtidos do diagrama isocrónico
• Em rochas sedimentares:
• Os diagramas isocrónico indicam idades de processos digenéticos, idade
de protolitos, dependendo da granulometria dos sedimentos, e
dependendo da intensidade da diagénese, dificilmente vai ocorrer uma
homogeneização. Para sedimentos finos, tipo fracção argila dos
sedimentos pelíticos marinhos, pode ocorrer uma homogeneização
isotópica.
• Em rochas metamórficas
• Tanto pode ocorrer uma homogeneização total, como uma parcial. No
primeiro caso, a idade isocrónica data o evento e no segundo caso, a
idade é mista (desprovida de significado geológico).

19. Cont…
• Rochas Ígneas:
 Vulcânicas:
Normalmente mostram idades inferiores a de extrusão. Isso dá se em
função de eventos tardios de espilitização ou de metamorfismo. Também
pela interacção com fluidos, granulometria fina e composição pobre em Ca
(o 87Sr radiogénico não encontra sítios estruturais para ser retido no
sistema rocha total).
 Em rochas plutónicas:
Em função da granulometria grossa e seu maior isolamento da encaixante,
os resultados Rb-Sr datam a cristalização ou o resfriamento.

20. Datação de rochas ígneas e metamórficas
• Para se obter idades significativas para uma rocha pelo método Rb-
Sr parte-se das Premissas de que:
 Não houve perda ou ganho de nuclídeos pais e filho durante um
evento sofrido pela rocha a não ser através do decaimento
espontâneo do nuclídeo pai.
 A meia vida do nuclídeo pai tem que ser conhecida com exactidão
 A quantidade inicial de átomos do elemento filho seja conhecida, ou
possa ser calculada
 O intervalo de tempo da formação do mineral ou rocha tem que ser
pequeno quando comparado com a idade real.
• As idades Rb-Sr em rocha total tem sido associadas ao processo
petrogenético que originou as principais paragéneses minerais
observadas nas rochas durante um evento geológico (por exemplo:
cristalização magmática, metamorfismo, diagénese, etc.)

21. Datação de rochas sedimentares
Para (Don.L.Eicher), este método também tem sido aplicado para
glauconita em rochas sedimentares, mas não tão amplamente como o
método potássio-argonio. Isso porque:
o ambiente sedimentar, caracterizado por temperaturas mais baixas, o
comportamento dos íons de Rb e Sr é diferenciado. O Rb é mais
facilmente absorvido pelos argilominerais, enquanto que o Sr tende a
ser liberado da estrutura cristalina dos minerais para os fluidos
intersticiais.

22. o sucesso de uma datação radiométrica pelo método Rb-Sr em rochas
sedimentares resulta, da obtenção das amostras com alto teor de
fracção argila, composta por argilominerais expansivos como a
esmectita e o interestratificado ilita-esmectita.
Vantagens do método Rb e Sr
• Flexibilidade do método
• Aplicações em vários tipos de rochas
• Aplicações em vários processos geológicos: (metamorfismo,
magmatismo)
Desvantagens do método Rb e Sr
. Comportamentos geoquímicos distintos entre o Rb e Sr
• Facilidade de abertura do sistema

23. • Esta técnica, em certas circunstâncias, contorna o problema de
não se conhecer a quantidade filha inicial, e também fornece um
auto-verificação para determinar se as amostras testadas são
propensos a ter a mesma idade
Cuidados a ter durante a datação radiometrica (em especial ao
método Rb/Sr)
Durante a determinação da idade radiometrica, existe o problema da
contaminação, ou seja, eventual acrescimento do elemento a ser
dosado, não associado ao processo de desintegração radioactiva.

24. A contaminação por Sr, usando da aplicação do método Rb/Sr,
pode ocorrer de diversas maneiras como, por exemplo, com
cimento comum de construção civil. O cimento contem cálcio
que, por sua vez, tem Sr associado. A presença deste material no
laboratório, mesmo em quantidades mínimas acarretará,
contaminação por Sr, e consequente problema com as idades
determinadas.
A geocronologia caracteriza-se pela necessidade de laboratórios
super limpos onde não haja possibilidade de contaminação e onde
valores muito pequenos de isótopos possam ser precisamente
determinados.

25. Amostragem
Inicialmente, os pontos de amostragem e as amostras devem ser
precisamente seleccionados bem como a definição de qual método
deverá ser aplicado e como os resultados deverão ser avaliados. Com
essa base poderemos definir se trabalharemos com amostras do tipo
rocha total, minerais separados (fracções) ou ambas as formas. O tipo
e a quantidade de amostra dependem do método a ser empregado,
mas sempre é interessante repetir-se a análise ou complementá-la
com outro tipo de dados .

26. Etapas principais na determinação

27. Conclusão
• Após longas horas de pesquisa, concluímos que o Método Rubídio-Estrôncio
permite a datação de rochas muito antigas, incluindo amostras de rochas lunares
(colectadas pelas missões Apolo) até rochas com poucos milhões de anos. É muito
utilizado em Geocronologia, pela versatilidade. O Rb não é um elemento comum
na natureza e não forma mineral isolado, ou seja, ocorre como impureza em
minerais de K, aos quais se associa devido à semelhança de raios atómicos. O
isótopo radioactivo 87Rb desintegra-se para o isótopo 87Sr, em um único passo e
com meia-vida de aproximadamente 48,8 Ga. Encontra-se Rb em minerais
potássicos como as micas, feldspatos potássicos, piroxénios, anfibólios e olivinas,
entre outros. Nesses minerais também ocorre Sr em sua forma original, não
radioactiva (86Sr) o qual deverá ser precisamente determinado como parte do
processo de datação. Essa quantidade será subtraída quando do cálculo final da
idade da amostra, para evitar erros, uma vez que não foi originada pela
desintegração do 87Rb contido. O Sr original sempre contém 86Sr não-radiogénico,
que é facilmente detectado. Inicialmente, a análise de uma amostra pobre em Rb
permite determinar a razão 87Sr/86Sr que se mantém no material a ser datado;
uma vez que a quantidade de 86Sr na amostra não muda com o passar do tempo,
procura- se em seguida uma amostra rica em Rb pois precisamos conhecer o valor
do 86Sr.

28. Bibliografia
• Celso Del Re Carneiro, A. M. (Junho de 2005). A determinação de idade das
rochas. Terra e didáctica, p. 30.
• Don.L.Eicher. (s.d.). Tempo geológico. Brazil: Edgard Blucher.
• Frank Press, R. S. (2006). Para entender a terra (Vol. 4). (Bookmen, Ed.) são
Paulo, Brasil: Artemed.
• Jacobsen S.B, W. J. (2000). Seawater isotope records, crustal evolution,
tectonics and atmospheric evolution. Conference.
• Silva, D. R. (12 de maio de 2006). Aplicação de métodos radiométricos (Rb-Sr e
Sm-Nd). Porto alegre, riu grande do sul, Brasil.
• Thomas R. Faichild, W. T. (2006). Decifrando a Terra (em busca do passado
do planeta). São Paulo: bookman.
• Trindade, I. R. (Maio de 2000). Estudo geoquímico e geocronológico Rb-Sr e
Sm-Nd em zinas de cisalhamento mineralizadas em ouro e suas relações com rochas
encaixantes. Rio grande do norte, Natal, Brasil.
• wikipedia. (2 de Junho de 2016). Datação radiométrica. Obtido em 15 de
Setembro de 2016, de wikipedia: Datação radiométrica – Wikipédia, a enciclopédia
livre
• Wikipedia. (17 de agosto de 2016). Geocronologia. Obtido em 15 de Setembro
de 2016, de Wikipedia: Geocronologia – Wikipédia, a enciclopédia livre
•