Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

Abb. 4.9: (a) Brom-Konzentrationen in koexistierendem Dampf und Flüssigkeit
bei 450, 430, 400 und 380 °C. Wie Chlor fraktioniert Brom sehr stark
in die Flüssigkeit. (b) Berechnete Austauschkoeffizienten K D(Br-Cl) Flüssigkeit-Dampf
für die Reaktion Br Dampf + Cl Flüssigkeit = Br Flüssigkeit + Cl Dampf als Funktion von D Cl Flüs-
sigkeit-Dampf . Berechnete KD(Br-Cl) Flüssigkeit-Dampf sind generell > 1 und belegen bevorzugte
Fraktionierung von Brom gegenüber Chlor in die Flüssigkeit.
(a) Bromine concentration in coexisting vapour and liquid at 450, 430, 400
and 380 °C. Like chlorine, bromine strongly fractionates into the liquid. (b)
Calculated exchange coefficients K D(Br-Cl) liquid-vapour for the reaction Br vapour +
Cl liquid = Br liquid + Cl vapour as function of D Cl liquid-vapour . Calculated KD(Br-Cl) liquid-vapour
are general > 1 and prove preferential fractionation of bromine over chlorine
into the liquid.
infolge des Zerfalls eingebauter radioaktiver Elemente (U,
Th) und deren Tochterisotope. Beispielsweise wurden
weltweit in schwach metamorphen archaischen und paläozoischen
Gesteinen detritische Zirkonkörner gefunden,
die angelöst waren oder kleine aufgewachsene Zirkonkri-
Abb. 4.10: Modellierung der Br/Cl Signatur eines hydrothermalen
Fluids mit initialer Meerwasser-Zusammensetzung
während des adiabatischen Aufstieges im geschlossenen
bzw. offenen System. Fluidentmischung kann die
Br/Cl Signatur von Fluiden extrem verändern. Die Ergebnisse
stimmen mit Br/Cl Signaturen niedrig salinarer Vent
Fluide vom 9 bis 10° N East Pacific Rise überein.
Modelling the Br/Cl signature of a hydrothermal fluid with
initial seawater composition during closed and open system
adiabatic ascent. Fluid phase separation can significantly
alter the Br/Cl signature of fluids. The results agree
with Br/Cl signatures of low-salinity vent fluids from 9 to
10° N East Pacific Rise.
stalle besaßen (Dempster et al., 2004;
Rasmussen 2005). Eine mögliche Deutung
dieser auf den ersten Blick überraschenden
erhöhten Zirkonium-Mobilität
bei relativ niedrigen Temperaturen
(< 350 °C) ist die seit langem bekannte
höhere Anfälligkeit metamikter Bereiche
in Zirkonen für die Alteration durch wässrige
Fluide. Die meisten bisherigen experimentellen
Arbeiten zur hydrothermalen
Alteration von Zirkon befassten sich mit
der Charakterisierung der festen Reaktionsprodukte.
Dagegen existieren bisher
nur sehr wenige Daten zu Löslichkeit und
Auflösungskinetik von Zirkon in wässrigen
Fluiden, und die Elementfreisetzung
in Abhängigkeit vom Metamiktisierungsgrad
wurde bisher nicht quantifiziert.
Aus diesem Grund untersuchten wir die
zeitliche Entwicklung der Zr-Konzentration
und, falls messbar, auch der U- und
Pb-Konzentrationen in H 2O-HCl-Fluiden
während der chemischen Wechselwirkung
mit Zirkonen unterschiedlicher
Metamiktisierung. In einigen Experimenten
wurde Quarz zugesetzt, um den Einfluss der SiO 2-
Sättigung des Fluids auf die Elementmobilisierung und
die Kinetik des Rekristallisationsprozesses zu untersuchen.
Für die Versuche wurden von Wissenschaftlern der
Johannes-Gutenberg-Universität in Mainz und der Memorial
University of Newfoundland, St. John’s, Kanada sehr
gut charakterisierte natürliche und synthetische Zirkone
zur Verfügung gestellt.
Abb. 4.11: Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus.
Die Bestimmung der Elementgehalte im Fluid
erfolgt in situ mittels modifizierter hydrothermaler Diamantstempelkammer
und Synchrotronstrahlungs-Röntgenfluoreszenz.
Schematic diagram of the experimental configuration. The
element concentrations in the fluid are determined in situ
using a modified hydrothermal diamond-anvil cell and
synchrotron radiation-XRF analyses.
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
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