Les isotopes 238 et 235 de l'uranium et le thorium 232 sont radioactifs. Dans les trois cas, les produits radiogéniques formés sont des isotopes du plomb : 238U donne 206Pb + 84He (T = 4,51 × 109 ans), 235U donne 207Pb + 74He (T = 7,13 × 108 ans), 232U donne 208Pb + 62He (T = 1,39 × 1010 ans)
Ces trois réactions nucléaires sont à l'origine de l'accumulation d'hélium 4 dans les minéraux, sièges de ces désintégrations.
Ainsi, quatre âges peuvent être déterminés : t1, t2, t3, t4 ; t1 par le couple 206Pb-238U, t2 par le couple 207Pb-235U, t3 par le couple 208Pb-232Th et t4 en composant le rapport 207Pb/206Pb (variable) et le rapport 238U/235U (constant et égal à 137,8). S'ils sont égaux, on les dit concordants. En fait, ce cas est relativement rare. En général, l'âge réel du minéral est donné par la suite d'inégalités suivantes : âge réel ⪆ t4 ⪆ t2 ⪆ t1 ⪆ t3.
En reportant les points dans un diagramme : x : 207Pb/235U, y : 206Pb/238U, si les âges t1 et t2 sont égaux, les points se distribuent sur une courbe appelée concordia, graduée en âges.
Si les âges sont discordants, les points sont alors distribués sur une corde de la concordia, appelée droite discordia, qui recoupe la concordia en un point haut et un point bas.
L'intersection haute correspond à t0. Elle est généralement interprétée comme l'âge de cristallisation du minéral dans son milieu. L'âge t1 de l'intersection basse est diversement interprété.
Deux types de mesures sont donc nécessaires : mesure de la constitution isotopique du plomb dans l'échantillon ; dosage de la concentration des produits pères et fils dans l'échantillon, par dilution isotopique avec des traceurs. Ces mesures sont réalisées par spectrométrie de masse à source solide.
Les minéraux utilisés sont avant tout les zircons, mais également les sphènes et les monazites.
Hervé BELLON
Retour en haut
