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Isotopengeochemie und Geochronologie M. Tichomirowa

δ15N

δ11BPr = [(11B/10BPr)/(11B/10BSt) – 1] x 1000

Internationaler Standard: Borsäure NBS SRM 951

Gas-MS: BO2- (Negativ-Ionen) ± 2 ‰

Feststoff-MS: CsBO2+ ± 0.2 ‰

Ionensonde (SIMS) ± 2 ‰

→ Unterscheidung mariner/ nicht mariner Herkunft


δ11B

• Fraktionierung bei Absorbtion von gelöstem 10B in Tonmineralen • Wechselwirkung von MORB mit Meerwasser


δ11B

Borsäure [B(OH)3] stabil bei geringen pH; Borat-Anion [B(OH)4-] stabil bei hohen pH

δ11B = f (pH)


δ11B

Anwendungsgebiete der Borisotope:

• marine/ nicht-marine Herkunft • Herkunft der Fluide bei Turmalinbildung aus marinen oder nicht-marinen Evaporiten; Chaussidon & Albarede (1992): δ11B von Turmalinen = f (chem. Zusammensetzung); Li-reiche Turmaline angereichert an 11B im Vergleich zu Fe- und Mg-haltigen Turmalinen; d.h. unterschiedlicher Beitrag von marinen und nicht-marinen B • Herkunft von B in magmatischen Gesteinen z.B. Granite: δ11B = 0 bis –30 ‰ d.h. B-Quelle = nicht-marine Evaporite magmatische Entgasung (z.B. B aus Muskowit) → Anreicherung von 11B in Fluidphase, δ11B- Wert der Restgranite sinkt

Jiang & Palmer (1998)


δ7Li

δ6LiPr = [(6Li/7LiPr)/(6Li/7LiSt) – 1] x 1000

δ7LiPr = [(7Li/6LiPr)/(7Li/6LiSt) – 1] x 1000

Internationaler Standard: • Ozeanwasser • L -SVEC


δ7Li


δ7Li Anwendungsgebiete der Li-Isotope:

• Abschätzung des Alterations- grades und der Art der Alteration in submarinen Basalten durch Wechselwirkung Mantel- gestein – Ozeanwasser → Korrelation mit δ18O-Werte der Basalte • marine/nicht-marine Quellen (z.B. in Sedimenten) • Element cycling in Mantel (z.B. ist HIMU durch alterierte oz. Kruste erklärbar, Nachweis alterierter oz. Kruste Subduktionsbasalten, Eklogiten) • Entwicklung des Sonnensystems (Untersuchung von Meteoriten zum Verständnis der Element- genese im Sonnensystem) • Fraktionierungsprozesse bei Verwitterung (Li wird in Wässer freigesetzt)


δ7Li

Penniston-Dorland, Liu & Rudnick (2017): Lithium Isotope Geochemistry. In: Non-traditional Stable Isotopes (eds. Teng, Watkins & Dauphas), Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol 82, 165-217.


δ7Li

Teng et al. (2004): -Limited range of Li isotopic composition in the upper continental crust (from -5 to +5‰) -Influence of weathering in the upper continental crust has led to its lighter Li isotopic composition (average = 0‰) compared to average upper mantle Li isotopic composition (+4‰) -Li concentration in the upper continental crust is estimated to be 35 ± 11 ppm


δ7Li

Wunder et al. (2006)

Tracing subduction processes


δ7Li

Tomascak et al. (2008): - Limited range of Li isotopic composition N-MORB (+3.4 ± 1.4‰); identical with few data from peridotite xenoliths - No correlation of δ7Li with other che- mical or isotopic parameters (e.g. 86Sr/87Sr) -Some basalts of the East Pacific Rise: correlation of δ7Li with Cl-concentration, interpreted as incorporation of <5% subduction modified mantle in the MORB source


δ26Mg

δ26MgPr = [(26Mg/24MgPr)/(26Mg/24MgSt) – 1] x 1000

Internationaler Standard: SRM 980 (elementares Mg) – heterogen? nach Young & Galy (2004) – bis 2003 verwendet „DSM3“– synthetische Mg-Lösung („Cambridge-1“)

Messung durch MC-ICP-MS


δ26Mg

→ Herkunft des Magnesiums (z.B. in Karbonaten)


δ26Mg

Hoefs (2015)


δ26Mg

Teng (2017): Magnesium Isotope Geochemistry. In: Non-traditional Stable Isotopes (eds. Teng, Watkins & Dauphas), Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol 82, 219-287.

δ26Mg


M. Tichomirowa

δ26Mg

Teng (2017)

δ26Mg



δ26Mg

UHPM – ultrahigh pressure metamorphic marbles (Dabie orogen, China): anomalously light Mg isotope composition (not mantle like); Elevated Mg isotope ratios compared to their protoliths due to isotope exchanges between marbles and enclosed carbonated eclogites; Usually (at lower metamorphic grades: no Mg isotope fractionation during metamorphic dehydration

theoretical calculations for Soret diffusion: hot and cold ends Teng (2017)


δ26Mg

Teng (2017)

• Mantle Origin of mantle Mg isotope heterogeneity? Sources of different Mg isotope values for MORB, OIB, HIMU, EM II, arc lavas? • Continental crust secular changes due to different weathering intensities? average Mg isotope composision of CC? • Seafloor alteration of basalts • marine carbonates evolution of oceans, river contribution, weathering – climate change • Biogenic Mg fractionation detailed mechanisms of isotope fractionation

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