Die Isotopenzusammensetzung von Helium, Neon und Argon in ultramafischen Gesteinen des subkontinentalen lithosphärischen Mantels im Gebiet des Roten Meeres
Für diese Arbeit wurden massenspektrometrische Analysen der Helium-, Neon- und Argon-Isotopenzusammensetzung von Mantel-Fluiden in Gesteinen des subkontinentalen lithosphärischen Mantels im Gebiet des Roten Meeres durchgeführt. Zuvor wurde mittels Ar-Analysen eine empirische Vorauswahl geeigneter Proben getroffen. Extraktion der Edelgase erfolgte preferentiell durch stufenweises mechanisches Zerkleinern der Gesteinsproben im Ultrahochvakuum. Die genaue Bestimmung der He- und vor allem Ne-Isotopenzusammensetzung führte zur Identifikation einer Fluid-Komponente, die vom Afar-Plume eingetragen wurde und bis zu 15% des Mantel-Ne betragen kann. Diese Fluide sind wahrscheinlich zu Beginn der Grabenbildung im Roten Meer nach der Platznahme des Afar-Plumes vor 30 Ma in die Lithosphäre eingetragen worden. Eine Probe weist keine Beiträge einer Plume-Komponente auf. Die Zusammensetzung dieser Probe wird als beste Näherung für den unbeeinflussten lithosphärischen Mantel dieser Region angesehen. Die Ergebnisse lassen sich am besten durch eine Zweikomponenten-Mischung zwischen Fluiden des Afar-Plumes und der ursprünglichen Lithosphäre erklären. Dies ist auch auf die lokale Asthenosphäre übertragbar, die sich offensichtlich erst bei der Platznahme des Afar-Plumes durch partielle Aufschmelzung des tieferen lithosphärischen Mantels bildete und dadurch die Grabenbildung ermöglichte. Die Ar-Isotopenzusammensetzung ist charakterisiert durch eher niedrige 40Ar/36Ar-Verhältnisse im Vergleich zu normaler Asthenosphäre. Eine Probe wies hohe, auf in situ radiogene Beiträge zurückzuführende 40Ar/36Ar-Werte auf. Das errechnete Modell-Alter von 580-740 Ma entspricht dem Bildungsalter der Lithosphäre selbst. Für fast alle Proben konnten zum Teil stark fraktionierte Elementverhältnisse beobachtet werden, die sich bei Bildung und Entzug partieller Schmelzen einstellten.
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