Geochemische und isotopische Tracer des Elementkreislaufs
Beschreibung:
Die chemische Entwicklung der Erdkruste wird durch eine Reihe von Transportprozessen kontrolliert. Dazu zählen die Erosion, die Umlagerung von Sedimenten auf den Kontinenten bzw. deren Transport an die Kontinentalränder, und die Stoffrückführung in den Mantel oder die Kruste durch Fluide und Schmelzen bei Subduktion und/oder Kontinentkollision. Geochemie und Isotopenverhältnisse von Krustengesteinen liefern entscheidende Informationen über die Stoffquellen sowie über Bildung und Überprägung von Krusteneinheiten, inklusive Minerallagerstätten. Das Variszische Orogen ist ein erstklassiges Fallbeispiel für die Untersuchung der Stoffumlagerung in Orogenen, weil die Äquivalente lokal erhaltener unmetamorpher Protolithe durch die prograde metamorphe Abfolge hindurch bis zum Endstadium, der partiellen Anatexis und Granitbildung, verfolgt werden können. Darüber hinaus enthält das Variszische Orogen in Europa eine Vielzahl bedeutender Erzlagerstätten, deren Entstehung eine unmittelbare Folge von Stofftransport und damit verbundenen Elementanreicherungen ist.
Anwendungen:
Die Gehalte und Isotopenverhältnisse der in Fluiden mobilen Elemente Bor und Lithium werden genutzt, um Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen bei prograder und retrograder Metamorphose, Verwitterungsprozesse und hydrothermale Überprägungen zu untersuchen. Wir haben die Verteilung und die isotopische Fraktionierung von Li und B zwischen Mineralen und Fluiden in synthetischen Systemen (in Kooperation mit der Sektion 4.3) kalibriert und konnten durch Kombination der Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen mit Felduntersuchungen i) die mineralogisch kontrollierte Entkopplung der Li- und B-Isotopenverhältnisse und ii) die Kontrolle des prograd-metamorphen Li- und B-Verlusts durch die Phasenstabilität statt durch Rayleigh-Fraktionierung aufzeigen.
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