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4.71
Manche REE-Muster
zeigen charakteristische
Unterteilungen, die als
„Tetraden-Effekt“ bezeich-
net werden, wie die hier
gezeigten Muster. Aus
Schönenberger et al.
(2008).
10
Tetrad 1
Tetrad 2
Tetrad 3
Tetrad 4
1
La
Ce
Pr
Nd
(Pm)
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm Yb
Lu
4.7 Stabile Isotope
Thermodynamik solcher Prozesse ist kompli-
ziert, mit Sorptionsvorgängen verbunden und
bisher nicht exakt verstanden.
In granitischen, pegmatitischen und manchen
hydrothermalen Systemen kann man bisweilen
beobachten, dass jeweils vier im Periodensys-
tem benachbarte REE sich zu einem „Unter-
muster“ gruppieren (Abb. 4.71). Dies wird „
Te -
traden-Effekt
“ genannt. Alle REE werden dabei
aufgeteilt in Tetrad 1 (La-Nd), Tetrad 2 (Pm-
Gd, da aber Pm nicht natürlich vorkommt, wird
dieser Tetrad typischerweise nicht berücksich-
tigt), Tetrad 3 (Gd-Ho, Gd gehört sowohl zu Te-
trad 2, als auch zu Tetrad 3) und Tetrad 4 (Er-
Lu). Nach gängiger Lehrmeinung hängt auch
dieser Tetraden-Effekt mit unterschiedlichen
Komplex-Stabilitäten zusammen, wobei beson-
dersdieFluorid-Komplexeeineprominente
Rolle zu spielen scheinen. In Graniten wird das
Auftreten des Tetraden-Effekts denn auch auf
die Wirkung einer F-reichen Fluidphase zu-
rückgeführt, die die REE unterschiedlich stark
komplexiert und mobilisiert. Neue experimen-
telle Arbeiten zeigen allerdings, dass auch die
Fraktionierung von Monazit ohne hydrother-
male Komplexe einen Tetraden-Effekt hervor-
rufen kann, da Monazit sich manche REE ge-
zielt „herauspickt“ und bevorzugt einbaut. Ver-
mutlich spielen beide Prozesse in unterschiedli-
chen Zusammenhängen eine Rolle.
4.7.1 Die Fraktionierung stabiler
Isotope
Wie in Abschnitt 4.1 schon gesagt, gibt es viele
Elemente mit zwei oder mehr stabilen Isoto-
pen. Diese Isotope können sehr verschiedene
Häufigkeiten haben (Tab. 4.13). Da die chemi-
sche Reaktivität eines Elements überwiegend
von seiner Außenelektronenkonfiguration und
von seinem Ionenradius bestimmt wird, und
da diese Parameter für alle Isotope eines Ele-
mentes identisch sind, sollte sich das Mengen-
verhältnis der stabilen Isotope eines Elements
durch chemische Reaktionen eigentlich nicht
verändern. Tatsächlich aber gibt es noch sehr
kleine Effekte - weit geringer als die der vorge-
nannten Parameter, die von der Masse der Iso-
tope abhängen (und diese ja für unterschiedli-
che Isotope desselben Elements unterschied-
lich ist!). Diese Effekte bewirken, dass eines der
stabilen Isotope bevorzugt reagiert oder wegen
der geringeren Masse schneller diffundiert.
Dadurch kommt es zur
massenabhängigen Iso-
topenfraktionierung
in geologischen Prozes-
sen. Stabile Isotopenverhältnisse von Gasen,
Fluiden oder Festphasen können dann dazu
verwendet werden, solche fraktionierenden
Prozesse qualitativ und in vielen Fällen sogar
