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Isotopengeochemie und Geochronologie M. Tichomirowa δ 56 Fe δ 56 Fe Pr = [( 56 Fe/ 54 Fe Pr) /( 56 Fe/ 54 Fe St ) – 1] x 1000 Internationaler Standard: IRMM 14 (elementares Fe) MC-ICP-MS: ±0.05‰

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δ56Fe

δ56FePr = [(56Fe/54FePr)/(56Fe/54FeSt) – 1] x 1000

Internationaler Standard: IRMM 14 (elementares Fe)

MC-ICP-MS: ±0.05‰

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δ56Fe

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Hoefs (2015)

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δ56Fe

Skulan et al. (2002)

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δ56Fe

Anbar (2004)

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δ56Fe

Dauphas, John & Rouxel (2017): Iron Isotope Systematics Theoretical fractionation factors versus experiments

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δ56Fe

Dauphas, John & Rouxel (2017): Iron Isotope Systematics

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δ56Fe

Dauphas, John & Rouxel (2017): Iron Isotope Systematics Island arc basalts

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δ56Fe

Dauphas, John & Rouxel (2017): Iron Isotope Systematics BIF

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δ56Fe

Dauphas, John & Rouxel (2017): Iron Isotope Systematics. In: Non-traditional Stable Isotopes (eds. Teng, Watkins & Dauphas), Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol 82, 415-510.

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δ56Fe

Schoenberg & von Blanckenburg (2006): -Inner-solar system homogeneity (all chondritic meteorites) – planetary accretion itself did not significantly fractionate iron. Fe isotopes were homogenized in the solar nebula before the onset of chondrule formation and planetesimal accretion -´Magmatic iron meteorites = representative for the Earth´s inner metallic core rather than the entire core. -terrestrial basalts slightly heavier than mantle xenoliths: partial mantle melting leads to preferentially transfer of heavy iron into melt?

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δ56Fe

Schoenberg & von Blanckenburg (2006): -Bergell igneous rock suite: correlation between Fe isotope composition and SiO2 contents and correlations with δ18O and radiogenic isotopes -Clastic sediments, loess, soil – representative for the upper continental crust: slightly heavier than basalts? -Bergell intrusion: AFC process or other processes responsible for increasing Fe isotope values?

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δ56Fe

Beard & Johnson (2004)

• Redox-Prozesse fraktionieren Fe Isotope (biologische und chemische) • Magmatische Gesteine und klastische Sedimente mit geringem C-Gehalt haben homogene ähnliche δ56Fe-Verhältnisse (Homogenisierung durch magmatische Prozesse, keine Fraktionierung während Verwitterung unter oxidativen Bedingungen) • Sedimentäre Gesteine mit hohem C-Gehalt und chemisch gebildete Sedimente zeigen größere Variationen der δ56Fe-Werte aufgrund von Fraktionierungen zwischen den Mineralen und Fe-haltigen Fluida • Verdampfungsprozesse im frühen Sonnensystem führten möglicherweise zu Fraktionierungen in extraterrestrischen Materialien (z.B. Chondren) aber auch verschiedenen Planeten • In einigen Mantelgesteinen evt. Hinweise auf offenes System (Ol, oPy, cPy in Spinell- Peridotiten), während zwischen Gar und cPy wahrscheinlich Gleichgewichtsfraktionierung in Mantelgesteinen.

• Geobiochemical cycling of Fe in the oceans and sediments (oxidation and reduction) • Various sources of Fe in the ocean (atmospheric dust, hydrothermal vents, reducing sediment oxic seafloor sediments) • Differences in bloods: tracer for diets/ paleodiets? • Fe isotope fractionation during magmatic processes • Presolar grains: conditions of nucleosynthesis in stars

Dauphas, John & Rouxel (2017)

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δ56Fe

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δ60Ni

Elliott & Steele (2017): The isotope geochemistry of Ni. In : Non-traditional Stable Isotopes (eds. Teng, Watkins & Dauphas), Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol 82, 511-542. - Mass dependent fractionation - 60Ni daughter of 60Fe (t1/2 = 2.6 Ma) = Early solar system

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δ65Cu

Hoefs (2015)

- Fractionation during: redox processes, sorption, organic complexation, biological uptake; - Large variations for different groups of chondrites - Understanding ore formation - Environment: influence of ore smelters

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Hoefs (2015)

δ66Zn

- Fractionation during: sorption, organic complexation, biological uptake; - Large variations for different groups of chondrites - Understanding ore formation - Environment: influence of ore smelters

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δ66Zn

Moynier, Vance, Fujii & Savage (2017): The Isotope Geochemistry of Zinc and Copper. In: Non-traditional Stable Isotopes (eds. Teng, Watkins & Dauphas), Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol 82, 543-600.

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δ74Ge

Rouxel & Luais (2017): Germanium Isotope Geochemistry. In: Non-traditional Stable Isotopes (eds. Teng, Watkins & Dauphas), Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol 82, 601-656. - Differences in iron meteorites: accretion-collision and differentiation of planets - Homogeneous δ74Ge for bulk silicate Earth - Ge in sulfides and ore-forming minerals - Biogeochemical cycles of Ge and Si

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δ88Sr

Hoefs (2015) relative to NBS (SRM) 987

- lighter δ88Sr in rhyolites compared to basalts due to fractional crystallization of feldspars? - marine carbonates: Fractionation during carbonate precipitation; difference to terrestrial carbonates

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δ238U

Hoefs (2015)

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M. Tichomirowa

δ238U

Andersen, Stirling & Weyer (2017): Uranium Isotope Fractionation. In: Non-traditional Stable Isotopes (eds. Teng, Watkins & Dauphas), Reviews in Mineralogy and Geochemistry Vol 82, 799-850.

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δ238U

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δ238U

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δ7Li, δ11B, δ15N, δ26Mg, δ30Si, δ37Cl, δ44Ca, δ56Fe

Quellen (1): -Anbar A.D. (2004): Iron stable isotopes: beyond biosignatures. EPSL 217, 223-236. -Beard B.L., Johnson C.M. (2004): Fe isotope variations in the modern and ancient Earth and other planetary bodies. In: Geochemistry of non-traditional stable isotopes (Johnson C.M., Beard B.L., Albarede F., eds.), Reviews in Mineralogy & Geochemistry 55, 197-230. -Bebout et al. (2013): Nitrogen: highly volatile yet surprisingly compatible. Elements 9, 333-338. -Cartigny and Marty (2013): Nitrogen isotopes and mantle geodynamics: the emrgence of life and the atmosphere-crust-mantle connection. Elements 9, 359-366. - Coplen et al. (2002): Compilation of minimum and maximum isotope ratios of selected elements in naturally occuring terrestrial materials and reagents. Water-Resources Investigation Report 01-4222 by US Dept. of the Interior/US. Geol. Survey, 98 pp. - DePaolo D.J. (2004): Calcium isotopic variations produced by biological, kinetic, radiogenic and nucleosynthetic processes. In: Geochemistry of non-traditional stable isotopes (Johnson C.M., Beard B.L., Albarede F., eds.), Reviews in Mineralogy & Geochemistry 55, 197-230. - Farkas J., Böhm F., Wallmann K., Blenkinsop J., Eisenhauer A., van Geldern R., Munnecke A., Voigt S., Veizer J. (2007): Calcium isotope record of Phanerozoic oceans: Implications for chemical evolution of seawater and ist causative mechanisms. GCA 71, 5117 – 5134. - Galy A., Bar-Matthews M., Halicz L., O´Nions R.K. (2002): Mg isotopic composition of carbonate: insight from speleothem formation. Earth Planet. Sci. Lett. 201, 105-115. - Hastings et al. (2013): Stable isotopes as tracers of anthropogenic nitrogen sources, ddeposition, and impacts. Elements 9, 339-344. - Hoefs (2009): „Stable Isotope Geochemistry“, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 6. Auflage, 285 pp. - Jiang S.-Y. & Palmer M.R. (1998): Boron isotope systematics of tourmaline from granites and pegmatites: a synthesis. Eur. J. Mineral. 10, 1253-1265.

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δ7Li, δ11B, δ15N, δ26Mg, δ30Si, δ37Cl, δ44Ca, δ56Fe

Quellen (2): - Skulan J.L., Beard B.L., Johnson C.M. (2002): Kinetic and equilibrium Fe isotope fractionation between aqueous Fe (III) and hematite. Geochim. Cosmochim. Acta 66, 2995-3015. - Steuber T., Buhl D. (2006): Calcium-isotope fractionation in selected modern and ancient marine carbonates. GCA 70, 5507-5521. - Stosch H.-G. (1999): „Einführung in die Isotopengeochemie“, Vorlesungsscript, 226 S. im Internet zu finden: http://agk-gaussberg.agk.uni-karlsruhe.de/ftp/Isotopengeochemie/Isotop25.pdf - Tomascak P.B., Langmuir C.H., le Roux P.J., Shirey S.B. (2008): Lithium isotopes in global mid- ocean ridge basalts. Geochim. Cosmochim. Acta 72, 1626- 1637. - Wunder B., Meixner A., Romer R.L:, Heinrich W. (2006): Temperature-dependent isotopic fractionation of litium between clinopyroxene and high-pressure hydrous fluids. CMP 151, 112-120. - Young E.D., Galy A.(2004): The isotope geochemistry and cosmochemistry of magnesium. In: Geo- chemistry of non-traditional stable isotopes (Johnson C.M., Beard B.L., Albarede F., eds.), Reviews in Mineralogy & Geochemistry 55, 197-230.