Méthode Sm-Nd
Le 147Sm se désintègre en 143Nd selon l’équation :
Où le rapport (143Nd/144Nd)i représente la composition isotopique initiale du magma et t l’âge de la roche.
Comme pour la méthode Rb-Sr, la cristallisation est un processus géologique ne fractionne pas les isotopes d'un même élément lourd et deux minéraux ou deux roches cristallisant à partir d'un même magma intégreront dans leur réseau cristallin du Néodyme (Nd) avec un rapport isotopique 143Nd/144Nd identique à celui du magma d'origine.
En revanche, ces processus vont impliquer des variations des quantités relatives de Sm et de Nd.
Dans ces conditions, 2 échantillons de roches issus du refroidissement d'un même magma auront le même rapport initial (143Nd/144Nd)i mais des rapports (143Nd/144Nd)m et (147Sm/144Nd)m différents que l'on peut mesurer.
Le schéma ci-dessous illustre le raisonnement en fonction du temps dans un diagramme (143Nd/144Nd) en fonction (147Sm/144Nd) pour des minéraux ayant cristallisé à partir d'un même magma de départ (qui ont donc le même rapport (143Ndr/144Nd)i). Le raisonnement sera le même pour des roches cogénétiques.
Les mêmes principes peuvent s’appliquer aux systèmes isotopiques Lu-Hf et La-Ce