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Kasten 4.14
Typische Spurenelementmuster von Subduktions-
zonenschmelzen
Sehr viele Schmelzen aus Vulkanen über Sub-
duktionszonen haben einige typische Spuren-
element-Kennzeichen, die es erlauben, auch
in Paläo-Vulkaniten eine tektonische Zuord-
nung festzustellen (Abb. 4.51). Insbesondere
die relativen Verarmungen an Titan, Niob
und Tantal (bisweilen als negative
Nb-, Ta-
bzw. Ti-Anomalie
bezeichnet) sind sehr cha-
rakteristisch. Dies beruht nach experimentel-
len Ergebnissen wohl einerseits darauf, dass
Rutil in der Quelle dieser Magmen stabil ist,
der neben Ti auch Ta und Nb bevorzugt ein-
baut. Da Rutil sehr
refraktär
ist, also nicht
leicht aufschmilzt, hält er diese Elemente bei
partiellen Schmelzvorgängen zurück. Ande-
rerseits sind HFSE in Hochdruckfluiden, wie
sie für Subduktionszonen typisch und für Ele-
menttransport und Schmelzbildung wichtig
sind, generell schlechter löslich als LILE, so-
dass hier ein zweiter Grund für ihre relative
Verarmung vorliegt. Neben anderen Prozes-
sen ergeben insbesondere diese Faktoren die
für Subduktionszonenmagmatite charakteris-
tischen Spurenelementmuster.
100
Merapi (Indonesien)
10
1
0,1
Rb
Th
Nb
K
Ce
Pr
Sr
Nd
Zr
Eu
Gd
Dy
Ho
Tm
Lu
Ba
U
Ta
La
Pb
Mo
P
Sm
Hf
Ti
Tb
Y
Er
Yb
4.51
Typische, über N-MORB normierte Spurenelement-Muster von Inselbogen-Vulkaniten vom
Merapi in Indonesien. Nach Gertisser & Keller (2003).
zu (Mg/Fe)
Biotit
(siehe Kasten 2.14) ist in diesem
Zusammenhang zu erwähnen, doch ist dieses
Verhältnis temperaturabhängig (weswegen es
ja für die Thermometrie verwendet wird!).
Tatsächlich kann man Verteilungskoeffizienten
natürlich auch weiter fassen, denn Elemente
können sich nicht nur zwischen Festphase und
Schmelze verteilen, sondern zwischen jeder be-
liebigen Phasenkombination: Festphase-Fest-
phase, Fluid-Festphase, Schmelze-Fluid usw.
Deshalbisteswichtig,immerklarzudefinie-
ren, von welchen Phasen man spricht.
Welche Art von Verteilungskoeffizient für eine
gegebene Fragestellung besonders nützlich ist,
hängt natürlich davon ab, welches System
man betrachtet. Für das Verständnis der Ele-
mentkonzentrationen in vulkanischen Fuma-
rolengasen ist offenbar der Koeffizient zwi-
schen Fluid oder Gas und Schmelze beson-
ders interessant, wobei man zunächst mittels
des Verteilungskoeffizienten zwischen Schmel-
ze und Festphase untersuchen muss, wie viel
eines bestimmten Elementes überhaupt von
der
Quellregion
bis
in
die
subvulkanische
