"High field strength" Elemente in Eklogiten als Tracer für die Entwicklung von Kruste und Mantel
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das vorliegende Projekt hatte 2 Schwerpunkte: 1) Kommt es bei der Subduktion von ozeanischer Kruste zu einer Fraktionierung des Nb/Ta Verhältnisses und bilden Eklogite ein langzeitstabiles Reservoir im Mantel? 2) Ist das Lu-Hf Isotopensystem geeignet um Hochdruckereignisse, wie im Dabie-Orogen (China) zu datieren ? Zu 1) wurden sowohl hochpräzise HFSE Konzentrationen und Nb/Ta & Zr/Hf Verhältnisse verschiedener orogener Eklogite mit Hilfe der Multi- Isotopenverdünmmgsanalyse bestimmt, als auch in situ Analysen einzelner Minerale mit LAICP- MS durchgeführt. Dabei stellte sich heraus, dass sich die Nb/Ta Verhältnisse der Eklogite (im Mittel ~ 14.6) nicht von denen von MORB und OIB unterscheiden. Somit kommen Eklogite, bzw. subduzierte ozeanische Kruste im Mantel, nicht als Reservoir in Frage um abweichende Nb/Ta Verhältnis zwischen der Erde (~ 14) und Chondriten (~ 20) zu erklären. Unsere derzeitigen Ergebnisse deuten auch nicht darauf hin, dass Eklogite bzgl. Nb/Ta ein komplementäres Reservoir zur Kruste (Nb/Ta ~ 12) darstellen. Des Weiteren stellte sich heraus, dass Rutile, die Hauptträger von Nb-Ta in Eklogiten, häufig zoniert sind, so dass einzelne LA-ICP-MS Analysen von Rutilen ungeeignet sind, um das Nb/Ta Verhältnis der Eklogite zu bestimmen. Zu 2) wurden Lu-Hf Datierungen, sowie ergänzend auch zwei Sm-Nd Datierungen, an Granaten und Klinopyroxenen von Eklogiten, sowohl aus dem südlichen (Dabie Shan), als auch aus dem nördlichen Teil des Orogens (Dabie Sulu) durchgeführt. Verglichen mit U-Pbimd Sm-Nd-Altem aus der Literatur ergeben unsere Lu-Hf Daten ein enges Zeitfenster (219- 224 Ma für beide Teile des Orogens zusammen). Im Granat noch vorhandene prograde Zonierungen von Lu (und anderen Spurenelementen) deuten darauf hin, dass es sich bei den Altem um prograde Granatwachstumsalter handelt, und dass somit die Eklogitbildung im gesamten Orogen wahrscheinlich innerhalb weniger Millionen Jahre stattfand.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Schmidt A, Weyer S, Brey G (2005) High field strength elements in rutile bearing eclogites: Implications for crust-mantle evolution. European Joumal of Mineralogy, Beihefte 17, S120.
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Schmidt A, Weyer S, Brey GB (2006) BSE reservoirs: Insights from Nb/Ta of rutile-bearing eclogites. Goldschmidt meeting, Melboume.
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Schmidt A, Weyer S, Brey GB (2006) Lu-Hf gamet geochronology of eclogites from the Qinling- Dabie orogenic belt, eastem China. AGU Fall 2006.
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Schmidt A, Weyer S, John T; Brey G (2008) Nb/Ta systematics of orogenic eclogites. Goldschmidt meeting, Vancouver.
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Schmidt A, Weyer S, Xiao Y, Hoefs J, Brey GP (2007) Lu-Hf analysis of eclogites from the Dabie- Sulu terrane: Constraints on the timing of eclogite-facies metamorphism. Joint Goldschmidt and DMG meeting,.Cologne.
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Schmidt, A., Weyer, S., John, T. and Brey, G. (2009) High Field Strength Element systematics of riitile-bearing, orogenic eclogites: Implications on the slap contribution to subduction zone magmas. Geochimica et Cosmochimica Acta 73, 455-468.
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Schmidt, A., Weyer, S., Mezger, K., Xiao, Y., Hoefs, J., Brey, G.P. (2008) Rapid eclogitisation ofthe Dabie-Sulu UHP terrane? Constraints from Lu-Hf chronology. Earth and Planetary Science Letters 273, 203-213.
