Geochemie - Minerale und Gesteine - page 459

Um ein konkretes Beispiel zu geben: Y kann
von Ho fraktioniert werden, wenn Fluorit aus
einer wässrigen 200°C heißen hydrotherma-
len Lösung auskristallisiert, in der die Y- und
Ho-Ionen als Fluoridkomplexe (z.B. als YF 3 -
oder HoF 3 -Komplex) vorliegen. Fluorit baut
REE und Y gut in sein Kristallgitter ein, doch
müssen dafür die komplexierten Ionen „auf-
gebrochen“ werden. Da nun der Y-F-Komplex
ein wenig stabiler ist als der Ho-F-Komplex,
wird Y ein wenig schlechter in Fluorit einge-
baut und reichert sich daher mit zunehmen-
der Fluoritausfällung im Fluid an. Bei gerin-
gen Gehalten von Y und Ho und hoher Fluo-
ritausfällung macht sich dies in einem Anstieg
des Y/Ho-Verhältnisses bemerkbar. Zr und Hf
werden zum Beispiel durch die Kristallisation
von Zirkon in granitoiden Schmelzen vonein-
ander fraktioniert, wie Abb. 4.48 zeigt.

(a)

Schmelze

2550

Zr/Hf Schmelze

Zr/Hf Zirkon

Zrn-Hfn ss
+
Schmelze

Zrn-Hfn ss

ZrSiO 4 HfSiO 4

0,1

ZrSiO 4 HfSiO 4

(b)

Spirit Mountain Batholith
Nevada, USA

45

40

chondritisches
Verhältnis

35

30

25

4.48 (a) Schematisches Phasendiagramm für
Zirkon-Hafnon-Mischkristallstabilitäten. Da die
Schmelze immer Hf-reicher ist als der daraus
kristallisierende Zirkon, reichert sich Hf mit zu-
nehmender Differenzierung an (wenn Zirkon
kristallisiert) und das Zr/Hf-Verhältnis sinkt, wie
an dem Beispiel in (b) zu sehen ist. Nach Clai-
borne et al. (2006).

20

15

60 65 70 75 80

SiO 2 (Gew.% )

variiert,jenachdem,obmanz.B.basaltische
oder granitische Schmelzen betrachtet (siehe
Abschn. 3.9.2.3). Damit kommen wir zu den
Formulierungen, die die Verteilung der Ele-
mente zwischen Festphasen, Schmelzen und/
oder Fluiden korrekt beschreiben, den Vertei-
lungskoeffizienten, die kurz schon in Abschn.
3.9.2.3 angetippt wurden. Kasten 4.13 und 4.14
zeigen, wie Spurenelementgehalte für Aussagen
über tektonische Bildungsmilieus verwendet
werden können.

4.6.2 Verteilungskoeffizienten
In Abschnitt 3.9.2.3 wurde festgestellt, dass
Verteilungskoeffizienten die Kompatibilität
oder Inkompatibilität eines Elementes in einem
Mineral ausdrücken. Sie waren definiert als
D i = c i (Mineral)/ c i (Schmelze).
Ist der Verteilungskoeffizient unabhängig von
der Konzentration des betrachteten Elements,
so spricht man von Nernst'schen Verteilungs-
koeffizienten und es gilt Henry's Gesetz (siehe
Kasten 4.11).