S-Isotopengeochemie in der KTB-Vorbohrung und Beziehungen zu den Spurenelementenmustern der Pyrite:
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Veröffentlicht: |
Karlsruhe
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1993
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adam_text | Inhaltsverzeichnis
1.. Einleitung
1.1.. Zielsetzungen ........................................................ 1
1.2.. Geologischer Rahmen ...............................................2
1.3.. Das geologische Profil der Vorbohrung ............................6
1.4.. Sulfidische Erzminerale in der Vorbohrung ........................8
2.. Schwefelisotope in der Vorbohrung
2.1.. Untersuchungsmethodik .......................................... 11
2.1.1.. Probennahme und Aufbereitung ............................. 11
2.1.1.1.. Proben aus Bohrkern und Bohrklein ...................... 11
2.1.1.2.. Spülungsproben ............................................ 18
2.1.2.. Messung der S-Isotopenverhältnisse .......................... 18
2.1.3. Bestimmung der S-und C-Cehalte ........................... 19
2.2.. Ergebnisse......................................................... 19
2.2.1.. Das S-Isotopenprofil der Vorbohrung ........................ 19
2.2.2.. Beziehungen zwischen S-Isotopenmuster und Geochemie
der Paragneise ................................................ 23
2.2.3.. Schwefelisotope in fluiden Phasen............................ 26
2.2.3.1.. Tiefenwässer ............................................... 26
2.2.3.2.. Bohrspülung ............................................... 27
2.3.. Interpretation des Isotopenprofils ................................ 31
2.3.1.. Fraktionierungsmechanismen der S-Isotope.................. 31
2.3.1.1.. Thermodynamische Fraktionierung ....................... 31
2.3.1.2.. Kinetische Fraktionierung ................................. 33
2.3.2.. Relikte prämetamorpher Isotopenmuster .................... 34
2 3 2 1. Sedimentäre Relikte ....................................... 34
2.3.2.1.1.. Fraktionierungsmechanismen in
Sedimentgesteinen ................................................ 34
2.3.2 1 2.. Sedimentäre Pyritbildung .............................. 35
2.3.2.1.3.. S/C-Verhältnisse in Paragneisen der Vorbohrung..... 36
2.3.2.1.4.. Interpretation des S-Isotopenmusters der
Paragneise .............................................. 38
2.3.2.2.. Magmatische Relikte ..................................... 45
2.3.3.. Die metamorphe Überprägung ............................... 48
2.3.3.1.. Thennodynamische Fraktionierungsprozesse ............. 48
2.3.3.1.1.. Sulfid - Sulfid Systeme ................................. 48
2.3.3.1.2.. Sulfid - Sulfat Systeme ................................. 52
2.3.3.2.. Kinetische Fraktionierungsprozesse durch
metamorphe Reaktionen .................................. 54
2.3.3.2.1.. Thermische Dissoziation von Pyrit .................... 55
2.3.3.2.2.. Sulfurisation und Sulfid /
SiIikat-(/Oxid-)Reaktionen ............................. 58
2.3.3.2.3.. Hydratation von Sulfiden .............................. 62
2.3.3.2.4.. Sulfatreaktionen ........................................ 65
2.3.3.2.4.1.. Isomorpher SO42 Einbau ............................ 66
2.3.3.2.4.2.. Nichtbakterielle Sulfatreduktion ..................... 66
2.3.4.. Die postmetamorphe hydrothermale Überprägung .......... 67
2.3.4.1.. Die Isotopensignatur der hydrothermalen
Mineralisation ............................................. 68
2.3.4.2.. S-Isotopenverbültnisse in hydrothermalen Fluiden ....... 70
3.. Spurenelementsystematik der Pyrite
3.1.. Allgemeine Charakteristika der Spurenelemente in Pyriten ..... 75
3.2.. Untersuchungsmethodik .......................................... 77
3.2.1. Bestimmungen im Pyrit (ICP-MS) ........................... 77
3.2.2.. Bestimmungen im Nebengestein (ED-RFA und INAA) ...... 78
3.3.. Ergebnisse und Auswertung der Daten ........................... 79
3.3.1.. Erscheinungsformen des Pyrits .............................. 79
3.3.2.. Spurenelementmuster der Pyrite ............................. 80
3.3.2.1.. Grundlagen der Faktoren- und Clusteranalyse ........... 84
3.3.2.2.. Die Auswertung der Meßergebnisse ...................... 87
3.3.2.3. Geochemie ausgewählter Spurenelemente ................ 98
3 3.2.3.1 . Kobalt und Nickel ..................................... 98
3.3.2.3.2.. Das S:Se-Verhältnis .................................. 101
3.3.2.3.3.. Die Seltenen Erden .................................... 104
3.3.2.4.. Beziehungen zwischen dem Spurenelementgehalt der
Pyrite und dem der Nebengesteine ....................... 109
3.3.2.4.1.. Anreicherungen ....................................... 110
3.3.2.4.2.. Korrelationen ......................................... 113
Zusammenfassung ...................................................... 116
Literaturverzeichnis .................................................... 121
Anhang ................................................................. 147
Tabelle 1 - Durchgeführte Analysen
Tabelle 2 - Spurenelementgehalte der analysierten Pyritpräparate
Tabelle 3 - Schwefel, Kohlenstoff, Fe2O3- und Spurenelementgehal-
te im Nebengestein
Tabelle 4 - Gehalte von Co, Cr, Sc, Sb, Th, U und SEE im Neben-
gestein (INA-Analysen)
Tabelle 5 - Vergleich zwischen den Soll- und Istwerten der Stan-
dardproben die mit den Pyritproben mitgemessen wur-
den (ICP-MS)
Tabelle 6 -Vergleich zwischen den Soll- und Istwerten der Stan-
dardproben die mit den Proben aus dem Nebenge-
stein mitgemessen wurden (ED-RFA)
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