Die Verteilung von Sr, Pb und SEE zwischen Fluid, Epidotmineralen und Lawsonit: Ihre geochemische Bedeutung für Subduktionsprozesse
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Elemente Strontium (Sr) und Blei (Pb) bzw. ihre Isotope sind sehr gute Tracer, um geochemische Kreisläufe zu betrachten, um z.B. die Anteile der kontinentalen Kruste, der ozeanischen Kruste sowie des Erdmantels bei der Entstehung subduktionsbezogener Magmen auseinanderzuhalten. Zum Verständnis der Stoffkreisläufe ist es notwendig zu wissen, wie sich Sr und Pb auf Festphasen und auf fluide Phasen verteilen, da der Elementtransport von der subduzierten Platte zur Quellregion der Magmen via Fluide erfolgt. Maßgebliche Träger von Sr und Pb in typischen subduktionsbezogenen Gesteinen sind Epidotminerale und Lawsonit, in Gesteinen aus dem typischen regionalmetamorphen Bereich Glimmer, Feldspäte und Amphibole. Sr-Verteilungskoeffizienten zwischen wässrigen Fluiden und Mineralen wurden experimentell bei verschiedenen Druck- und Temperaturbedingungen bestimmt. Hierzu wurden Sr Mischkristalle von Epidotmineralen bzw. Lawsonit (bzw. anderen Mineralen) in Anwesenheit chloridischer Lösungen bei Druck bed ing ungen von 1,5 bis 4,0 GPa und Temperaturen von 600 bis 900 °C syntheüsiert. Die gemessenen Verteilungskoeffizienten bzw. Gleichgewichtskonstanten der Austauschreaktionen Festkörper - Fluid zeigten, dass Fluide sich bei der Metamorphose systematisch mit Sr anreichern, bis letztendlich ein Gestein entsteht, in dem keine (OH)-haltigen Phasen mehr vorhanden sind. Solche Sr-rreichen Fluide können lokal zu Sr-Anreicherungen führen, aber auch - sofem sie über größere Strecken transportiert werden können - einen Sr-Eintrag z.B. in die Quellenregion von Magmen erzeugen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Dörsam, G., Liebscher A., Wunder, B., Franz G., Gottschalk M., (2007) Crystal chemistry of synthetic Ca2Al3Si30i20H - SrjAJgSijOijOH solid solution series of zoisite and clinozoisite. Amer Mineral 92: 1133-1147
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Dörsam, G., Liebscher, A., Wunder, B., Franz, G. (2008) Crystal structure of synthetic melanotekite (PbjFejSijOg), kentrolite (PbjMPsSijOc,) and the aluminium analogue Pb2Al2Si209. Amer Mineral 93: 573-583
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Dörsam, G.; Liebscher, A.; Gottschalk, M.; Franz, G.; Wunder, B. (2005): Sr-Ca distribution between fluid, zoisite and lawsonite. 83. Jahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft (Aachen 2005)
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Dörsam, G.; Liebscher, A.; Wunder, B.; Franz, G. (2007): Structure determination of synthetic Pb2AJ2Si209, the Al-anaJogue ofthe mineral kentrolile (Pb2Mn2 81209). 15. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie (Bremen 2007) Dörsam, G.; Liebscher, A.; Gottschalk, M.; Franz, G. (2006): High-pressure syntheses of Pbzoisite and Pb-lawsonite. 84. Jahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft (Hannover 2006)
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Dörsam, G.; Liebscher, A.; Wunder, B.; Gottschalk, M.; Franz, G. (2007): Experimental determination of Ca-Sr distribution between zoisite-fluid and lawsonite-fluid. Goldschmidt Conference (Köln 2007)
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Hartmann, K.; Koch-Müller, M.; Dörsam, G.; Wirth, R.; Gottschalk, M. (2005): Hydrogen in Sr-Anorthite, synthesised at 20 kbar. 83. Jahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft (Aachen 2005)
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Thiele, M.; Dörsam, G.; Franz, G.; Liebscher, A.; Gottschalk, M. Ca-Sr fractionation between margarite, anorthite, calcite, and fluid at 400-500 °C and 3.5-5 kbar. Goldschmidt Conference (Köln 2007)
