Die Realstrukturen klassischer Datierungsminerale

In den Geowissenschaften haben U-(Th)-Pb- und Rb-Sr-Datierungen eine fundamentale Bedeutung. Allerdings bestehen oft Probleme mit der geologischen Signifikanz der gemessenen Daten ("Alter"), da die Isotopensysteme in den Mineralen durch den partiellen Verlust der radiogenen Isotope oder durch Mutter-/Tochterelementfraktionierung gestört sind. Erklärt wird dies mit folgenden Mechanismen: Diffusion entlang von Baufehlern, Rekristallisation, selektive Lösungsvorgänge entlang von Mikrorissen und Volumendiffusion. Der letztgenannte Prozess stand bislang im Mittelpunkt der meisten experimentellen und theoretischen Studien zum Fragenkomplex "Öffnung von Isotopensystemen", die Bedeutung der Mikrostrukturen von Mineralen hingegen wurde kaum gewürdigt. In dem interdisziplinären Vorhaben werden die Realstrukturen klassischer Datierungsminerale (z.B. Zirkon, Monazit, Baddeleyit, Biotit und Hellglimmer) aus präzise datierten Kornpopulationen mittels transmissionselektronenmikroskopischer (TEM) und anderer moderner mineralogischer Methoden untersucht. Ziel ist die Erfassung der Zusammenhänge zwischen kristallographischem Realbau und Isotopensystematik (Einfluss von Baufehlern u.s.w.). Wir erwarten, dass sich mit Hilfe unserer Forschungsresultate die bei der Öffnung bzw. Rücksetzung isotopischer Chronometer in den Mineralen wirksamen Mechanismen eingrenzen lassen. In einer bereits abgeschlossenen Studie über Baddeleyit-Xenokristalle (ZrO2) aus dem Mbuji-Mayi Kimberlit (DR Kongo) konnte anhand komplizierter Verzwilligungen erstmals nachgewiesne werden, dass Kristalle aus dem Unteren Erdmantel unter gewissen Bedingungen die Erdoberfläche erreichen können.

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Ljuba Kerschhofer, Priv.-Doz. Dr. Alexander Deutsch, Prof. Dr. Urs Schärer (IPG-Paris)

Veröffentlichungen:

Kerschhofer, L., Schärer, U., Deutsch, A. (2000): Evidence for crystals derived the lower mantle: Baddeleyite megacrysts in the Mbuji Mayi kimberlite. Earth Planetary Sci. Lett. 179, 219-225

Kerschhofer, L., Deutsch, A., Schärer, U. (1999): TEM investigations of monazite, baddeleyite, and rutile: geochronological implications of their microstructures. Ber. Deutsch. Min. Ges., Beihefte Eur. J. Mineral. 11, 121

Kerschhofer, L., Deutsch, A., Schärer, U. (1999): On the Microstructure of Phases Used for U-Pb Dating. EUG 10, J. Conf. Abs. 4, 799