Der Beitrag von Thorium zur (U+TH)/He-Datierung (PDF)

Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Diese Arbeit untersucht den Beitrag von Thorium zur Heliumproduktion in verschiedenen Eisenerzen unterschiedlicher Lokalitäten im Hinblick auf die physikalische Altersbestimmung der Minerale mit der (U+Th)/He-Methode.
Die (U+Th)/He-Datierungsmethode beruht auf der Anreicherung von Helium in Mineralen durch Zerfälle der Uran- und Thoriumreihen. Die Eignung der untersuchten Eisenerze für die Datierungsmethode wurde in vorangegangenen Arbeiten gezeigt. Aus diesen Arbeiten sind die Uran- und Heliumkonzentrationen der untersuchten Proben bekannt. Die Thoriumkonzentrationen waren nur für einige der Proben bestimmt worden. Sie wurden a-spektroskopisch ermittelt. Die Meßungenauigkeit der Thoriumbestimmung führte zu Datierungen, die heutigen Ansprüchen nicht mehr gerecht werden. Für die übrigen Proben waren keine Thorium-Bestimmungen durchgeführt worden und zur Datierung Annahmen bezüglich ihrer Thoriumkonzentrationen gemacht worden, die überprüft werden mußten.
Aufgabe der vorliegenden Arbeit war es, zu den vorhandenen Uran- und Helium-Datensätzen Thorium-Analysen zu ergänzen bzw. zu präzisieren. Die Thorium-Konzentrationsbestimmungen dieser Arbeit erfolgten photometrisch mit Arsenazo III als Komplexbildner. Zur Vorbereitung wurden die Proben (mineralogisch reine Körnerpräparate) chemisch aufgeschlossen und das enthaltene Thorium durch Ionenchromatographie mit Anionenaustauschern separiert. Das vorhandene Meßverfahren wurde überprüft und zu großen Teilen neuentwickelt. Die Kalibrierung erfolgt jetzt mit Einwaagen eines verdünnten Thorium-Flüssigstandards NBS-SRM 3159. Die neue Zusammensetzung der Photometrie-Lösung wurde auf die Bestimmung kleinster Thoriummengen eingerichtet. Durch die Verwendung einer Blindlösung ohne Zusatz des Komplexbildners gelang es, eine früher vorhandene zeitabhängige Drift der Meßergebnisse zu beseitigen. Die Veränderungen führten zu einer Erhöhung der Präzision des Verfahrens um nahezu eine Größenordnung, wie Fehleranalysen ergaben. Für Thoriummengen nahe der Nachweisgrenze von 60 ng Thorium in 0,8 g Probeneinwaage gilt dies auch für die Steige-rung der Genauigkeit.
Für Proben mit hohen Thoriumkonzentrationen (> 0,2 mg/g) weichen die Meßergebnisse deutlich von den früheren Annahmen ab. Auch für einige der Proben mit vorhandenen früheren Thoriummessun-gen ergaben sich signifikant veränderte Werte. Mit den Meßergebnissen wurden die Th/U-Verhält-nisse und Heliumindizes der Proben neu berechnet. [...]