Geology Reference
In-Depth Information
„entdeckte“ Verfahren bereits seit Jahrmilliar-
den. Schließlich kann durch Abkühlung in ei-
nem geschlossenen magmatischen System auch
ein CO
2
-H
2
O-Fluid zu CH
4
und O
2
reagieren. In
allen Fällen kommt es zu Isotopenfraktionie-
rungen, die - wie immer - bei höheren Tempe-
raturen geringer sind als bei tiefen. Abiogen
entstandenes magmatisches Methan hat
d
13
C-
Werte zwischen - 40 und - 50 ‰.
Daneben spielt Kohlenstoff noch in den karbo-
natreichen Magmatiten der
Karbonatite
und
der
Kimberlite
eine prominentere Rolle. Beide
Gesteinstypen zeigen im frischen, unalterier-
ten Zustand
d
13
C-Werte um - 5 ‰ (- 4 bis
- 8 ‰), und dies sind auch typische Werte von
CO
2
-Einschlüssen in MORBs. Allerdings ist es
wichtig zu betonen, dass spätmagmatische
oder hydrothermale Alteration diese Werte
stark verändern kann und solche alterierten
Karbonatite zeigen häufig
d
13
C-Werte bis zu
0 ‰. Bei vielen
MORBs
und
Inselbogenbasalte
sind die Werte allerdings auch deutlich niedri-
ger, bis zu - 35 ‰. Bei MORBs deutet man das
als Ergebnis einer Entgasung durch Rayleigh-
Fraktionierung, bei Inselbogenbasalten als eine
MischungvonSignaturendesMantelsundsub-
duzierter Kruste. Allerdings sind beide Inter-
pretationen nicht unumstritten. Ähnliches gilt
fürdieInterpretationderDiamant-Kohlen-
stoff-Isotopie:
Diamanten
aus mit Kimberliten
an die Oberfläche gebrachten Peridotiten ha-
ben typische
d
13
C-Werte um - 5 ‰, während
Diamanten aus mit Kimberliten an die Oberflä-
che gebrachten Eklogiten deutlich niedrigere
Werte bis zu - 25 ‰ haben (Abb. 4.97). Auch
hier wird eine subduzierte krustale Kompo-
nente ins Spiel gebracht, zumal die eklogiti-
schen Diamanten - aufgrund von Sm/Nd-Da-
tierungen darin eingeschlossener Minerale wie
Granat und Klinopyroxen - deutlich jünger zu
sein scheinen als die peridotitischen.
Schließlich werden Kohlenstoff-Isotope in met-
amorphen Gesteinen dazu verwendet, bei-
spielsweise Equilibrierungstemperaturen in
Marmoren (zwischen Graphit und Calcit) oder
den Einfluss externer Fluide während der Me-
tamorphose (z. B. in einer Kontaktaureole) zu
rekonstruieren. Die
Thermometrie
funktio-
niert genauso wie beim Sauerstoff besprochen,
die Massenbilanzierung benötigt dagegen ei-
nige erklärende Worte. Solche Prozesse sind
z. B. bei der Bildung von Skarnen oder in meta-
sedimenären Kontaktaureolen von Bedeutung.
Dringt ein CO
2
-haltiges Fluid einer bestimmten
(b)
(a)
250
150
Eklogitische Diamanten
(N=304)
Peridotitische Diamanten
(N=497)
200
100
150
100
50
50
0
0
-30
-20
-10
0
-30
-20
-10
0
δ
13
C (‰)
δ
13
C (‰)
4.97
Die Kohlenstoffisotopen-Zusammensetzung von Diamanten verschiedener Mantelreservoire
(eklogitische und peridotitische Gesteine) zeigt signifikante Unterschiede. Die leichtere Isotopie eklogi-
tischer Diamanten wird durch die Assimilation organischen Kohlenstoffs im Zuge von Subduktionsvor-
gängen erklärt. Nach Stachel (pers. Mitt.).
