Cl-Br-F-Systematik von kontinentalen Plutoniten unterschiedlicher geotektonischer Stellung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Durch die Anschaffung eines TRFA-Spektrometers im Rahmen diese Projektes wurde es möglich, Br Konzentrationen im niedrigen µg/g- und sub-µg/g Bereich in Geomaterialien (Minerale und Gesteine) verlässlich zu bestimmen. Neben Br können mit dieser Methode auch andere Spurenelemente (z.B. Sr, Ce, Fe, Mn, As) in sehr geringen Probenmengen (wenige mg) schnell (wenige Minuten Messzeit pro Probe) und zuverlässig bestimmt werden. Es wurde weiterhin gezeigt, dass auch die ortsaufgelöste Bestimmung von Br in Apatit mittels geeigneter SIMS-Techniken möglich ist, und Untersuchungen zu F, Cl und Br Gehalten in gängigen Referenzgläser (BHVO-2G, BIR-G, NIST SRM610 und 612, GSD-1G und GSE-1G) zeigen, dass vor allem die beiden letztgenannten Gläser ausreichend hohe und homogene Br Konzentrationen zeigen und diese potentiell als zukünftigen Referenzgläser geeignet sind, was neue Möglichkeiten zur ortsaufgelösten Analytik von Br mittels SIMS aber auch LA-ICP-MS Techniken eröffnet. Systematische Untersuchungen an Plutoniten unterschiedlicher geotektonischer Stellung und den darin enthaltenen Halogen-haltigen Mineralphasen (vor allem Apatit, Biotit, Muskovit und Amphibol) auf ihre Halogengehalte zeigten, dass in solchen Gesteinen Br im niedrigen µg/g bis sub-µg/g Bereich in Apatit, Biotit und Amphibol vorkommt, wohingegen Muskowit relativ Br-arm ist. Die Br-Gehalte in Apatit sind dabei meist niedriger als in Biotit und/oder Amphibol derselben Probe. Die Cl/Br Massenverhältnisse in einer gegebenen Gesteinsprobe sind in der Regel am höchsten für Apatit, gefolgt von Amphibol und am niedrigsten für Biotit. Diese drei Minerale können also in unterschiedlichem Maße Cl von Br fraktionieren. Von den drei Halogen F, Cl und Br stellt letzteres das inkompatibelste dar. Diffusive Reequilibrierung bzw. hydrothermale Überprägung führt daher generellen zu einem Verlust an Br aus den betroffenen Mineralien. Die Br-Gehalte in Mineralen und Gesteinen können also in vielen Fällen sekundären Veränderungen unterliegen, was Implikationen für die generelle Interpretation von Halogensystematiken in Gesteinen und Mineralen hat und möglicherweise neue Erklärungsmöglichkeiten für die enorme Variation an Cl/Br Verhältnissen in hydrothermalen sowie meteorischen Fluiden eröffnet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2014): Effect of injected CO2 on geochemical alteration of the Altmark gas reservoir in Germany. Environmental Earth Sciences 72, 3655-3662
Huq, F., Haderlein, S.B., Schröder, C., Marks, M.A.W. and Grathwohl, P.
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Teiber, H., Marks, M.A.W., Arzamatsev, A.A., Wenzel, T., and Markl, G.
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(2015): Equilibrium partitioning and subsequent re-distribution of halogens among apatite-biotite-amphibole assemblages from mantle-derived plutonic rocks: Complexitites revealed. Lithos 220-223, 221-237
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Compositional variation of apatite from rift-related alkaline igenous rocks of the Gardar Province, south Greenland. The American Mineralogist (2016) 101 (3): 612-626
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The effect of temperature and cataclastic deformation on the composition of upper crustal fluids — An experimental approach. Chemical Geology, Volume 433, 1 September 2016, Pages 24-35
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