Geochemie - Minerale und Gesteine - page 463

Kasten 4.15 Das Cl/Br-Verhältnis

Aus eindampfendem Meerwasser in einer
vom Meer abgetrennten Lagune fällt ab ei-
ner bestimmten Salinität zunächst Gips und
dann Halit aus, wie es den Löslichkeitspro-
dukten dieser Minerale entspricht. Neben
H 2 O, CaSO 4 und NaCl enthält Meerwasser
auch noch geringe Mengen an Br (siehe
Tabelle 4.9), das Cl/Br-Verhältnis (nach
Gew.-%) in Meerwasser ist 288. Solange
keine Festphase ausfällt, ändert sich das Cl-
Br-Verhältnis bei der Eindampfung nicht.
Auch bei der Ausfällung von Gips, der weder
Cl noch Br einbaut, bleibt es konstant (Abb.
4.53). Da aber der Verteilungskoeffizient D Cl
zwischen Halit und Meerwasser größer als
D Br zwischen Halit und Meerwasser ist, rei-
chert sich Br im residualen, eindampfenden
Meerwasser relativ zu Cl sukzessive an, so-
bald Halit ausfällt, Cl/Br sinkt also. Da für Syl-
vin die Verteilungskoeffizienten anders sind,
knickt dieser Trend ab, sobald Sylvin ausfällt,
während Sulfat-Phasen das Cl/Br-Verhältnis
kaum beeinflussen. Man kann daher aus
dem Cl/Br-Verhältnis von Salzen auf die ein-
gedampfte Meerwasserfraktion zurück-
schließen. Umgekehrt gibt das Cl/Br-Verhält-
nis z.B. in Flüssigkeitseinschlüssen (Abschn.
2.5.10) Aufschluss darüber, ob man ehemali-
ges Meerwasser (Cl/Br um 288), eingedampf-
tes Meerwasser (Cl/Br X 288) oder ein Fluid
vor sich hat, das Steinsalz aufgelöst hat (Cl/
Br

lang kaum metamorphe oder hydrother-
male Prozesse bekannt sind, die Cl von Br
fraktionieren, und man somit durch diese
Prozesse auf die ursprüngliche Quelle der an
ihnen beteiligten Fluide “hindurchsehen“
kann. Lediglich im Bereich hydrothermaler
Fluide an mittelozeanischen Rücken sind
größere Cl-Br-Variationen bekannt, die z.T.
auch mit der Cl-Isotopie der Wässer korrelie-
ren (Abb. 4.115).

zunehmender Eindampfungsgrad
0,9 0,7 0,99

1000

Gips

Halit

Epsomit
(MgSO 4 · 7H 2 O)

100

Meerwasser

Sylvin

Carnallit
(KMgCl 3 · 6H 2 O)

10

0 10 20 30

Cl (Gew.%)

4.53 Veränderung des Cl/Br-Verhältnisses von
eindampfendem Meerwasser bei der Ausfällung
charakteristischer Salzminerale nach Banks et al.
(2000). Die rote Linie ist die Meerwasserevapora-
tionslinie nach Fontes & Matray (1993).

288). Dies ist besonders nützlich, da bis-

H 2 S, SO 2 , SO 3 H 2 SO 4
“Saurer Regen”

SO 4 2-

SO 3

SO 2

SO 3

SO 2
H 2 S

SO 4 2-

S 0

Erosion
SO 4 2-

Flüsse

SO 4 2-

SO 4 2-

H 2 S

HS -
S 2-

SO 4 2- SO 4 2-

4.52 Der qualitative
Schwefelkreislauf. Man
beachte die verschiede-
nen Oxidationsstufen
des Schwefels.