Cl-Br-F-Systematik von kontinentalen Plutoniten unterschiedlicher geotektonischer Stellung
Final Report Abstract
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.
Publications
-
(2012): Chemical changes in fluid composition due to CO2 injection in the Altmark gas field: preliminary results from batch experiments. Environmental Earth Sciences 67, 385- 394
Huq, F., Blum, P., Marks, M.A.W., Nowak, M., Haderlein, S.B. and Grathwohl, P.
-
(2012): The volatile inventory (F, Cl, Br, S, C) of magmatic apatite: An integrated analytical approach. Chemical Geology 291, 241-255
Marks, M.A.W., Wenzel, T., Whitehouse, M.J., Loose, M., Zack, T., Barth, M., Worgard, L., Krasz, V., Eby, G.N., Stosnach, H. and Markl, G.
-
. (2012): Analysis of crush leach solutions from hydrothermal ore deposits by combining ion chromatography (IC) and total reflections X-ray fluorescence spectroscopy (TXRF). Abstract Volume European Mineralogical Conference
Ladenburger, S., Marks, M., and Markl, G.
-
(2014): Apatites from the Kaiserstuhl Volcanic Complex, Germany: new constraints on the petrogenetic relationship between carbonatite and associated silicate rocks. European Journal of Mineralogy 26, 397-414
Wang, L.-X., Marks, M.A.W., Wenzel, T., von der Handt, A., Keller, J., Teiber, H. and Markl, A.
-
(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.
-
(2014): Halogen variations in alkaline rocks from the Upper Rhine Graben (SW Germany): Insights into F, Cl and Br behavior during magmatic processes. Chemical Geology 380, 133-144
Wang, L.-X., Marks, M.A.W., Keller, J. and Markl, A.
-
(2014): Halogens (F, Cl and Br) at Oldoinyo Lengai volcano (Tanzania): Effects of magmatic differentiation, silicate-natrocarbonatite melt separation and surface alteration of natrocarbonatite. Chemical Geology 365, 43-53
Mangler, M.F., Marks, M.A.W., Zaitzev, A.N., Eby, G.N. and Markl, G.
-
(2014): The distribution of halogens (F, Cl, Br) in granitoid rocks. Chemical Geology 374-375, 92-109
Teiber, H., Marks, M.A.W., Wenzel, T., Zack, T., Siebel, W., Altherr, R. and Markl, G.
-
(2014): Weathering of cobalt arsenides: Natural assemblages and calculated stability relations among secondary Ca-Mg-Co arsenates and carbonates. The American Mineralogist 99, 44-56
Markl, G., Marks, M.A.W. Derrey, I. and Gühring, J.-E.
-
(2015): Compositional variation in apatite from various host rocks: clues with regards to source composition and crystallization conditions. Neues Jahrbuch Mineralogie Abhandlungen 192, 151-167
Teiber, H., Marks, M.A.W., Arzamatsev, A.A., Wenzel, T., and Markl, G.
-
(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
Teiber, H., Scharrer, M., Marks, M.A.W., Arzamatsev, A.A., Wenzel, T., and Markl, G.
-
Compositional variation of apatite from rift-related alkaline igenous rocks of the Gardar Province, south Greenland. The American Mineralogist (2016) 101 (3): 612-626
Ladenburger, S., Marks, M.A.W., Upton, B., Hill, P., Wenzel, T., and Markl, G.
-
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
Burisch, M., Marks, M.A.W., Nowak, M. and Markl, G.
