Verhalten von Lithium, Beryllium und Bor in Magmakammern über Subduktionszonen
Final Report Abstract
Die an Vulkaniten (zumeist Lavaströmen) der Insel Nisyros (Griechenland) durchgeführten Untersuchungen der Verteilung von Li, Be und B in Einsprenglingsphasen (Plagioklas, Klino- und Orthopyroxen, Olivin und Amphibol) haben ergeben, dass Li bei magmatischen P-T-Bedingungen extrem schnell diffundiert, vor allem in Plagioklas. Dieser Umstand führt dazu, dass sich die Li-Verteilung zwischen den magmatischen Phasen bei der Abkühlung der vulkanischen Systeme in aller Regel (stark) verändert. Dies bedeutet, dass sich die Li-Konzentrationsprofile in den Einsprenglingsphasen während der Abkühlung zumindest bis zu submagmatischen Temperaturen permanent verändern. Nur bei extrem schnell abgekühlten Systemen wird in größeren Kristallen die magmatische Ausgangskonzentration von Li zumindest im Kern der Einsprenglinge noch erhalten sein. Dies war aber in den untersuchten Lavaströmen nur noch teilweise der Fall. Durch die Dissertation von Sonntag (2007) wurde deutlich, dass der Verteilungskoeffizient für Li zwischen Plagioklas und Schmelze offensichtlich vom An-Gehalt abhängig ist. Dabei nimmt der Li-Gehalt mit steigendem An-Gehalt ab. Die durch Li-Diffusion während der postmagmatischen Abkühlung modifizierten Li-Konzentrations-profile zwangen uns, die SIMS so umzubauen, dass wir in der Lage waren, den analysierten Bereich von ursprünglich ~ 25 µm auf 5 – 8 µm zu reduzieren. Nachdem der hierfür notwendige Umbau der SIMS erfolgt war, konnten die erhaltenen Profile besser interpretiert werden. Die Gehalte an Be und B in den Phänokristallen wurden gemessen, aber es erwies sich in vielen Fällen, dass wegen der großen Inkompatibilität dieser Elemente geringste Mengen an Matrix-Einschlüssen in den Phänokristallen zu größeren Mess-Unsicherheiten führten. Die im dritten Jahr des Vorhabens gemachten Messungen der SEE-Gehalte von Plagioklas und Klinopyroxen in den Vulkaniten von Nisyros waren erfolgreich. Nach einigen weiteren Untersuchungen an den Gesamtgesteinspulvern werden wir diese Daten publizieren. Gleiches gilt für die Sr-Isotopenuntersuchungen an Plagioklas. Die Ergebnisse der Dissertation haben mich dazu geführt, eine weitere Dissertation an den Plagioklasen (und anderen Einsprenglingsphasen) der Produkte der Minoischen Eruption auf Santorin zu vergeben. In dieser Dissertation wurden gute Ergebnisse an den extrem schnell abgekühlten Plagioklasen erreicht.
Publications
- (2007) Die Verteilung von Lithium, Beryllium und Bor in Phänokristallen von kalkalkalischen Gesteinen am Beispiel der Insel Nisyros (Ägäis). Dr. rer. nat. thesis, Universität Heidelberg, 315 p.
Sonntag I
(See online at https://doi.org/10.11588/heidok.00008120) - (2013) Li, Be, B concentrations and δ7Li values in plagioclase phenocrysts of dacites from Nea Kameni (Santorini, Greece). Contributions to Mineralogy and Petrology 165: 1135-1154
Cabato J, Altherr R, Ludwig T, Meyer H-P
(See online at https://doi.org/10.1007/s00410-013-0851-z)
