U-Th vs. AMS 14C dating of shells from the Achenheim loess (Rhine Graben)

• Autores: Christophe Innocent, Christine Flehoc, Francis Lemeille
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 176, Nº. 3, 2005, págs. 249-256
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Datation U-Th et AMS 14C de niveaux coquilliers des loess d'Achenheim (graben du Rhin)
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• Resumen
  • English

    Shells extracted from loess deposits at Achenheim (Rhine Graben) have been investigated for AMS 14C and for U-Th dating by the isochron method on single shells. The two chronometers provide results that are not in agreement : the obtained 14C date is 38 ka B.P. In contrast, U-Th results provide much older ages. The 238U/232Th --230Th/232Th isochron diagram gives an age of 69 kyr, whereas a slightly younger age of 64 kyr is derived from the other, 234U/232Th -- 230Th/232Th, diagram. 234U/238U ratios have not been found to vary from a shell to another : the average value is 1.199, slightly higher than radioactive equilibrium. For both isochrons, the Y-axis intercept is slightly negative, which indicates that there is no evidence for a significant detrital component. Thorium 232 that is present in the shells is probably incorporated in the material. The negative intercepts suggest that the two ages have been probably "aged" resulting from a slight mobilisation of uranium. By constraining the Y-axis intercepts at 0, ages that are in good agreement from one to another, can be calculated at 60.9 kyr and 60.4 kyr, respectively. In both cases, the statistical quality of the alignment is only slightly deteriorated.

    Since U-Th ages are in agreement with stratigraphic data, in contrast to the 14C date, one may believe that they date the end of early diagenesis, with uranium trapping. In contrast, the AMS 14C date is either thought to reflect analytical limitations of AMS 14C dating for such type of material, or to date a younger geologic event. In this latter case, a possible hypothesis is that this event has triggered the slight opening of the 238U -- 234U system.

    In any case, this study demonstrates once again that surface formations often tell such complex stories that only one single dating method cannot usually be sufficient to describe precisely these histories. Instead, informations derived from different independent chronometers have to be compared.

  • français

    Des niveaux coquilliers extraits des formations loessiques d'Achenheim (graben du Rhin supérieur) ont fait l'objet de datations conjointes par AMS 14C et par remise à l'équilibre des chaînes de désintégration U-Th, en utilisant la méthode des isochrones sur coquilles simples. Les résultats obtenus sont nettement en conflit : l'âge 14C est de 38 ka B.P., alors que les datations U-Th indiquent des âges plus anciens. L'isochrone 238U/232Th -- 230Th/232Th donne un âge de 69 ka, tandis que le diagramme 234U/232Th -- 230Th/232Th aboutit à un âge de 64 ka. Les rapports 234U/238U sont quasi-constants d'une coquille à l'autre, la moyenne des coquilles analysées s'établissant à 1,199, légèrement au-dessus de la valeur d'équilibre. Dans les deux cas, l'intercept à l'origine est légèrement négatif, ce qui suggère l'absence de composant détritique dans les coquilles. Le thorium 232 présent a probablement été incorporé directement aux coquilles. Les intercepts négatifs indiquent que les deux âges ont été probablement "vieillis" du fait d'une légère mobilisation de U. En contraignant l'intercept à l'origine à 0, les âges calculés sont en bon accord, respectivement de 60,9 ka et 60,4 ka, avec dans les deux cas une qualité statistique d'alignement peu altérée.

    Les âges obtenus par U-Th s'accordant avec les données stratigraphiques, au contraire de l'âge AMS 14C, il est lé-gitime de penser qu'ils représentent celui de la fin de la diagenèse précoce avec fixation d'uranium. L'âge obtenu par AMS 14C, quant à lui, peut soit résulter des limites analytiques inhérentes à ce type de matériau, soit être le témoin d'un événement postérieur. Dans ce cas, une hypothèse plausible est que cet événement a pu légèrement affecter le système 238U -- 234U.

    Quoi qu'il en soit, cette étude montre, s'il en était encore besoin, que les sytèmes de sub-surface portent en eux-mêmes des histoires géologiques très complexes, et que l'utilisation d'un seul chronomètre ne suffit généralement pas à traduire cette complexité. Il est nécéssaire de confronter les informations fournies par plusieurs géochronomètres indépendants.