Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

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bole höhere Cs-, Rb-, Ba-, Nb-, Ta-, Zr- und Hf-Gehalte
und deutlich niedrigere Th- und U-Gehalte. Die Nb/Ta-
Verhältnisse der Amphibole sind mit 17,3 und 21,5 signifikant
höher als in Zoisit und Plagioklas, wohingegen ihre
Zr/Hf-Verhältnisse mit 21,2 und 27,4 vergleichbar mit
denen in Zoisit und Plagioklas sind. Die SEE in den
Amphibolen zeigen gerade, an den schweren SEE angereicherte
Muster mit Chondrit normierten La/Lu = 0,27
und 0,089, La/Gd = 0,49 und 0,13 und Gd/Lu = 0,55 und
0,69.
Ausgehend von den durchschnittlichen Haupt- und Spurenelementgehalten
der Pegmatitminerale sowie ihrer
Modalgehalte wurde die Gesamtzusammensetzung der
Zoisitpegmatite berechnet. Ihre Hauptelementchemie ist
69,3 Gew.% SiO 2, 18,51 Gew.% Al 2O 3, 5,09 Gew.% CaO,
5,95 Gew.% Na 2O und 0,51 Gew.% Fe 2O 3. TiO 2, MgO und
K 2O sind jeweils < 0,15 Gew.%. Die Zoisitpegmatite
unterscheiden sich damit von typischen TTGs und Adakiten
durch deutlich niedrigere TiO 2, Fe 2O 3, MgO and K 2O
Gehalte. Mit mehr als 15 Gew.% Al 2O 3 bei etwa 70 Gew.%
SiO 2 erfüllen sie jedoch das Hauptelementkriterium für
Trondhjemite.
Aufgrund seines hohen Modalgehalts und seiner hohen
Spurenelementgehalte kontrolliert Zoisit die Spurenelementchemie
der Pegmatite und das berechnete Spurenelementmuster
ähnelt dem von Zoisit (Abb. 4.34). Es ist
an den inkompatiblen Elementen angereichert mit positiven
Barium- und Blei-Anomalien und ausgeprägt negativen
Nb-Ta- und Zr-Hf-Anomalien. Die Anreicherung der
inkompatiblen Elemente ist in Übereinstimmung mit typischen
TTGs, allerdings zeigen die Zoisitpegmatite eine
stärkere Anreicherung der mittleren SEE sowie eine stärkere
Verarmung der schweren SEE und eine deutlich ausgeprägtere
negative Nb-Ta Anomalie. In guter Übereinstimmung
mit typischen TTGs besitzen die Zoisitpegmatite
niedrige Nb/Ta-Verhältnisse. Das berechnete Nb/Ta-
Abb. 4.34: Berechnetes N-MORB normalisiertes Spurenelementmuster
für den Gesamtzoisitpegmatit verglichen
mit der Zusammensetzungsspanne typischer TTGs (grauer
Bereich).
Calculated N-MORB normalized trace element pattern of
bulk zoisite-pegmatite compared to compositional range
of typical TTGs (grey area).
Verhältnis ist mit ~ 1,6 allerdings extrem klein. Die berechnete
Spurenelementchemie der Zoisitpegmatite ist generell
konsistent mit den Spurenelementkriterien für Trondhjemite:
Sr > 300 ppm, Y < 20 ppm, Yb < 1,8 ppm und Nb
≤ 10 ppm.
Die geochemischen und petrologischen Untersuchungen
der zoisitführenden Hochdruckpegmatite der Münchberger
Gneismasse erlauben einige wichtige Aussagen zur
Anatexis von Hochdruckmetabasiten und zur Genese von
TTGs und Adakiten: i) Die Bildung der Hochdruckpegmatite
in den Eklogiten der Hangendserie der Münchberger
Gneismasse war ein Fluid konservierender Prozess.
Fluide, die bei dem Abbau von Zoisit freigesetzt wurden,
führten unmittelbar zur Bildung trondhjemitischer Schmelzen
und wurden in diesen Schmelzen gebunden. Die Kristallisation
der Schmelzen setzte diese Fluide wieder frei,
die dann zu einer Amphibolitisierung der Eklogite führten.
Obwohl es klare Anzeichen für eine weitverbreitete
Schmelzbildung in den Eklogiten gibt, gibt es keinerlei
Hinweise auf eine großräumige Migration wässriger Fluide
oder Schmelzen. ii) Der Abbau von Zoisit in Eklogiten
führt zu Entwässerungsschmelzen, die den Haupt- und
Spurenelementkriterien für Trondhjemite entsprechen,
allerdings deutlich geringere Magnesium- und Eisengehalte
aufweisen. Obwohl die zoisitführenden Hochdruckpegmatite
ein exzellentes Model für die Entstehung von
TTGs und Adakiten sind, simulieren sie nur den Beginn
des Schmelzprozesses. Höhere Schmelzgrade würden
mehr Klinopyroxen involvieren und die Magnesium- und
Eisengehalte der Schmelze erhöhen. iii) Die niedrigen
Nb/Ta-Verhältnisse der TTGs werden normalerweise auf
die Anatexis von Amphiboliten zurückgeführt. Die Eklogite
des Weissenstein sind amphibolfrei, dennoch ist
das berechnete Nb/Ta-Verhältnis der trondhjemitischen
Schmelzen sehr klein. Dies bedeutet, dass auch Zoisitabbau
in amphibolfreien, rutilführenden Eklogiten zu
trondhjemitischen Schmelzen mit niedrigen Nb/Ta-Verhältnissen
führen kann.
Mikro- und Nanoeinschlüsse in Diamanten: kleine
Fenster ermöglichen tiefe Einblicke in den Aufbau
des Erdmantels
Diamanten sind nicht nur „a girl’s best friend“, wie es
Marilyn Monroe einmal zum Ausdruck brachte. Bei Geowissenschaftlern
sind Diamanten mindestens ebenso
beliebt. Der Grund hierfür liegt aber nicht in der Reinheit
und der Brillanz der Diamanten, im Gegenteil, es sind die
Einschlüsse, die den Geowissenschaftler begeistern. Einschlüsse
in Diamanten, seien es mineralische Einschlüsse
oder Gas-Flüssigkeitseinschlüsse, erlauben Rückschlüsse
auf die Zusammensetzung des Mantelgesteins, in dem sich
der Diamant gebildet hat und auf die Fluide, aus denen der
Diamant auskristallisiert ist. Die extreme Festigkeit von
Diamant in Verbindung mit seiner geringen Reaktivität in
einer silikatischen Umgebung ermöglichen es den Einschlüssen,
ihre ursprüngliche Zusammensetzung zu behalten,
auch wenn sich die Druck- und Temperaturbedingungen
während des Transports zur Erdoberfläche geändert
haben. Diamanten können mit ihren Einschlüssen einen
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