EINFÜHRUNG IN DIE ISOTOPENGEOCHEMIE

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Das K–Ar-Zerfallssystem (K–Ar- und Ar–Ar-Methoden)
zwischen ca. 500 und 1000 °C entgast dann ein großer Teil des gesamten Argons, für das
sich ein scheinbares Alter ergibt, das dem der Eruption des Wirtsbasalts entspricht. Bei
Temperaturen oberhalb 1000 °C entweicht dann ein immer noch erheblicher Anteil von
Argon, das einem höheren Alter entspricht; dabei handelt es sich sicherlich um Ar, das seit
der magmatischen Kristallisation des Granits gebildet wurde und das bei der Aufnahme des
Xenoliths durch den Basalt und während des raschen Transportes an die Erdoberfläche
nicht vollständig entgaste.
Eine neue Entwicklung der
Ar-Isotopengeochemiker,
ermöglicht durch die Verfügbarkeit
einer Generation
hochempfindlicher Massenspektrometer,
ist das
Laserverfahren [31] . Dabei
wird durch Laserbestrahlung
ein Teil eines Mineralkorns
verdampft. Das Ar
entgast und kann massenspektrometrisch
gemessen
werden. Auf diese Weise
kann man Altersprofile
über einzelne Mineralkörner
gewinnen [32] und erhält
Informationen, die man
durch die normale Ar–Ar-
Analyse nur vermuten
kann. So zeigt sich z.B., daß
man für Phlogopite aus
Xenolithen, die in Kimberliten
innerhalb von vielleicht
Tagen aus dem Erdmantel
an die Erdoberfläche
gelangt sind, in den
Kernen noch Alter identifizieren
kann, die dem Alter
scheinbares Alter [Ma]
2500
2000
1500
1000
500
0
0
100
Entstehungsalter
Eruptionsalter (394«2 Ma)
Kornzentren
200 300 400 500
Abstand vom Rand [�m]
ihrer Bildung entsprechen, während die Ränder Alter ergeben, die dem Eruptionsalter des
Kimberlits gleich sind (Abbildung 31 [33] ), obwohl die Temperaturen der Kimberlitmagmen
viele hundert Grad über der Schließungstemperatur der Glimmer liegen. Dies mag aber
auch darin begründet sein, daß in den Xenolithen die Phlogopite die einzigen K-Minerale
sind und unter allen Mineralen für Ar den höchsten „Verteilungskoeffizienten“ aufweisen,
so daß der Phlogopit selbst bei 1000 °C effektiv ein geschlossenes System darstellt.
Wie komplex die Altersinformationen sein können, die sich aus den Ar–Ar-Analysen eines
einzigen porphyroblastischen Muskovit-Kristalls aus einem polymetamorphen Glimmerschiefer
aus dem Nordosten der USA ergeben, ist in Abbildung 32 dargestellt [34] . Der Glimmerschiefer
ist während der Grenville-Orogenese zwischen ca. 1.1 und 0.8 Ga entstanden
und wurde von zwei jüngeren Metamorphosen und Deformationen erfaßt, denen die Bildung
feinkörnigerer Hellglimmer und von Chloritoid zugeschrieben wird und damit eine
Wiederaufheizung auf rund 400 – 500 °C. Dennoch haben große Partien des porphyroblastischen
Muskovits noch hohe Alter bewahrt, die auf eine Bildung während der Grenville-
Orogenese hindeuten. Die Diffusion bei diesen Temperaturen war offensichtlich nicht
effektiv genug, um das radiogene Argon aus dem Innern des Kristalls nach außen zu transportieren,
was höhere „Schließungsalter“ als früher angenommen für Muskovit anzeigt
(vergleiche auch Diskussion auf Seite 33 bis Seite 36. Allerdings erscheint die Altersverteilung
der Meßpunkte innerhalb des Kristalls nicht sonderlich systematisch.
600
700
ABBILDUNG 31 Scheinbare Ar–Ar-Alter von drei Phlogopitkörnern
aus einem krustalen Xenolith, der in einem Lamprophyr
transportiert wurde (Kola-Halbinsel)