Abstract

A 6 in. (15 cm) bentonite in the Z coal (Cretaceous–Tertiary boundary) in eastern Montana was sampled at four different places, and biotite, sanidine, and zircon were separated from the clay. U–Pb analyses of purified zircons yielded small systematic variations from concordant U–Pb dates. Plotting the data on a concordia diagram, a short linear discordia line intersects the concordia at graphic with an MSWD of 1.16. The systematic variation of the four sets of zircon U–Pb data on the concordia plot may be an artifact of the sampling and purification procedure, or could result from natural sample variation from minor contamination. Biotite fractions of varying specific gravity were obtained for each of the four Z coal bentonite samples and (together with the matching purified sanidine fraction) were analysed for Rb–Sr dating. Excluding those lighter biotite fractions found to have lost 30% or more of their original Rb, an isochron was obtained giving an age of 63.7 ± 0.3 Ma with an initial 87Sr/86Sr ratio of 0.7061 ± 1 and an MSWD of 1.07.To investigate further the Rb–Sr variations in altered bentonite biotite, a large biotite sample from the Ordovician Kinnekulle A1 bentonite of southwestern Sweden was separated into 11 fractions of decreasing specific gravity. Rb–Sr analysis of these fractions also showed a departure from a linear isochron when more than about 30% of the original Rb had been lost. Chemical analysis and X-ray diffraction revealed the biotite-alteration process to be vermiculitization, but gave no definite reason why biotites that retain more than 70% of their original Rb give usable Rb–Sr data. Though some of the alteration may have taken place when the bentonite was deposited as an ash, most of the alteration probably occurred in recent times. The Kinnekulle A1 bentonite Rb–Sr isochron for biotite and sanidine gives an age of 447 ± 1 Ma with an initial 87Sr/86Sr ratio of 0.7094 ± 0.0003 and an MSWD of 3.7.

Des échantillons furent recueillis à quatre endroits dans un horizon de bentonite de 6 po (15 cm) d'épais intercalé dans la couche de charbon-Z (frontière crétacé–tertiaire), et la biotite, la sanidine et le zircon furent séparés de la bentonite. Les analyses de l'U–Pb des zircons purifiés présentaient de faibles variations systématiques par rapport aux dates concordantes d'U–Pb. Les données sont rapportées sur un diagramme concordia et une courbe de discordance linéaire courte intersecte la courbe concordia à graphic avec une déviation pondérée quadratique moyenne (DPQM) de 1,16. La variation systématique pour les quatre ensembles de données de l'U–Pb des zircons par rapport à la courbe concordia peut être un artéfact dû à l'échantillonnage et au processus de purification, ou pourrait résulter de faibles contaminations naturelles différentes des échantillons. Les fractions à biotite de masse spécifique variable extraites de chacun des quatre échantillons de l'horizon de bentonite dans la courbe de charbon-Z et (conjointement avec la fraction à sanidine correspondante) furent analysées pour datation au Rb–Sr. Si on exclut les fractions à biotite de faible masse spécifique ayant perdu 30% ou plus de leur Rb original, on obtient alors un isochrone établissant un âge de 63,7 ± 0,3 Ma avec un rapport initial 87Sr/86Sr de 0,7061 ± 1 et une DPQM de 1,07.Pour mieux connaître les variations Rb–Sr de la biotite altérée contenue dans la bentonite, nous avons isolé 11 fractions de masse spécifique décroissante à partir d'un volumineux échantillon de biotite extrait de la bentonite A1 de Kinnekulle, d'âge ordovicien, du sud-ouest de la Suède. Les analyses Rb–Sr de ces fractions exhibaient également une déviation d'avec l'isochrone linéaire lorsque la perte en Rb original dépassait environ 30%. L'analyse chimique et la diffraction des rayons-X ont démontré une vermiculisation de la biotite, mais n'ont pas indiqué pour quelles raisons les biotites qui retenaient plus de 70% de leur Rb original donnaient des résultats de Rb–Sr utilisables. Le processus d'altération était sûrement actif durant la période de sédimentation de la bentonite sous forme de cendre volcanique, mais l'altération s'est intensifiée durant les temps récents. L'isochrone Rb–Sr de la biotite et de la sanidine extraites de la bentonite A1 de Kinnekulle donne un âge de 447 ± 1 Ma avec un rapport initial 87Sr/86Sr de 0,7094 ± 0,0003 et une DPQM de 3,7. [Traduit par le journal]