Die Auswirkung von Fluid-Entmischung auf die isotopische Zusammensetzung von Molybdän in silikatischen Magmen - Ein Beitrag zur besseren Abschätzung der Zusammensetzung der oberen kontinentalen Kruste
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das stabile Mo Isotopensystem kannst wichtige Aussagen über die chemische Entwicklung der silikatischen Erde sowie der Redox-Bedingungen des Paläo-Ozeans liefern. Damit verbundene Massenbilanzmodelle hängen insbesondere von der Zusammensetzung der oberen kontinentalen Kruste (OKK) ab. Diese ist stark an Mo angereichert und steht in direktem Kontakt mit der Hydrosphäre. Während die Mo Isotopenzusammensetzung (δ98/95Mo) der OKK vor der sogenannten Großen Sauerstoffkatastrophe (Great Oxidation Event - GOE; ~ 2,4-2,2 Ga) relativ genau eingeschätzt werden kann, gibt es für die Zeit nach dem GOE nur wenige und widersprüchliche 98/95Mo Werte für die OKK. Das liegt daran, das Mo redox-sensitiv ist und unter oxidierenden Bedingungen fluid-mobil wird. Ein Ansatz die δ98/95Mo der modernen OKK zu bestimmen besteht darin Molybdänite (MoS2), die hauptsächlich aus magmatisch-hydrothermalen Fluiden gebildet werden, als Proxy für Gesteine der OKK zu untersuchen. Es wird argumentiert, dass ein globaler Durchschnitt aller δ98/95Mo Werte von MoS2 einen Maximalwert für die phanerozoische OKK darstellen könnte. Im Gegensatz hierzu zeigen Berechnungen anhand von magmatischen Gesteinen der phanerozoischen OKK eine sichtbar schwerere δ98/95Mo Signatur auf als die des MoS2-Durchschnittswertes. Diese widersprüchlichen Ergebnisse machen ein besseres Verständnis der Auswirkungen magmatisch-hydrothermaler Prozesse auf die Fraktionierung von Mo Isotopen notwendig. Zu diesem Zweck haben wir experimentell Gleichgewichtswerte der Mo-Isotopenfraktionierung zwischen Fluiden und Schmelzen (Δ98/95Mofluid-Schmelze) bei Temperaturen, Fluidensalzgehalten, Schmelzzusammensetzungen und Sauerstoffflüchtigkeiten bestimmt, die für felsische magmatische Systeme der oberen Kruste relevant sind. Die Ergebnisse legen nahe, dass sich leichte Mo-Isotope bevorzugt in entmischten Fluiden in felsischen Magmakammern verteilen. Vorausgesetzt, dass 1) das meiste MoS2, für das δ98/95Mo gemessen und zusammengestellt wurde, aus Fluiden kristallisiert, die aus felsischen Magmen entmischt wurden, oder aus Magmen, die in diesen Fluiden stark angereichert sind; und 2) der δ98/95Mo von magmatischen OKK-Gesteinen wird überwiegend durch den von kieselsäurehaltigen Plutonen kontrolliert; unsere Ergebnisse können die leichteren globalen Durchschnittswerte von δ98/95Mo von MoS2 im Vergleich zu denen von magmatischen Gesteinen der OKK erklären. Die Isotopenfraktionierung während der Entmischung von Fluiden kann daher die Diskrepanz zwischen den aktuellen OKK-Schätzungen 98/95Mo des Phanerozoikums beseitigen und neue Schätzungen liefern. Die Ergebnisse stellen einen wichtigen Schritt zur Bestimmung einer robusteren OKK 98/95Mo-Schätzung dar.
