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Archean to present day evolution of the lithospheric mantle beneath the Kaapvaal craton [Elektronische Ressource] : processes recorded in subcalcic garnets, peridotites and polymict breccia / von Marina Lazarov

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Archean to present day evolution of the lithospheric mantle beneath the Kaapvaal craton - Processes recorded in subcalcic garnets, peridotites and polymict breccia Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Naturwissenschaften von Marina Lazarov aus Pancevo (Serbien) Frankfurt (Juni, 2008) Archean to present day evolution of the lithospheric mantle beneath the Kaapvaal craton - Processes recorded in subcalcic garnets, peridotites and polymict breccia Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Naturwissenschaften Vorgelegt beim Fachbereich Geowissenschaften/Geographie der Johann Wolfgang Goethe-Universität in Frankfurt am Main von Marina Lazarov aus Pancevo (Serbien) Frankfurt (Juni, 2008) Von Fachbereich Geowissenschaften (FB: Mineralogie) der Johann Wolfgang Goethe-Universität als Dissertation angenommen. Dekan: Prof. Dr. G. P. Brey Gutachter: Prof. Dr. G. P. Brey Prof. Dr. A. B. Woodland Prof. Dr. F.E. Brenker Hon.-Prof. Dr. J. Harris Datum der Disputation: 04. 08. 2008. Table of contents Zusammenfassung I Summary and conclusions XII Chapter 1 - Introduction 1 1.1. Research topic and significances 2 1.2 Geological setting of the Kaapvaal craton 4 1.2.

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Archean to present day evolution of the lithospheric
mantle beneath the Kaapvaal craton -
Processes recorded in subcalcic garnets, peridotites and polymict
breccia






Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades
der Naturwissenschaften







von
Marina Lazarov
aus Pancevo
(Serbien)



Frankfurt (Juni, 2008)




Archean to present day evolution of the lithospheric mantle
beneath the Kaapvaal craton -
Processes recorded in subcalcic garnets, peridotites and polymict
breccia








Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades
der Naturwissenschaften







Vorgelegt beim Fachbereich Geowissenschaften/Geographie
der Johann Wolfgang Goethe-Universität
in Frankfurt am Main





von
Marina Lazarov
aus Pancevo
(Serbien)




Frankfurt (Juni, 2008)



Von Fachbereich Geowissenschaften (FB: Mineralogie) der
Johann Wolfgang Goethe-Universität als Dissertation angenommen.













Dekan: Prof. Dr. G. P. Brey

Gutachter: Prof. Dr. G. P. Brey
Prof. Dr. A. B. Woodland
Prof. Dr. F.E. Brenker
Hon.-Prof. Dr. J. Harris











Datum der Disputation: 04. 08. 2008.


Table of contents



Zusammenfassung I

Summary and conclusions XII

Chapter 1 - Introduction 1
1.1. Research topic and significances 2
1.2 Geological setting of the Kaapvaal craton 4
1.2.1 Development of the Kaapvaal craton 5
Witwatersrand – East block
Kimberley – West block
Proterozoic and Phanerosoic development of Kaapvaal craton
1.2.2 Kimberlite magmatism 7
1.3 Outline of the thesis 8
1.4 Goals of this study 8

Chapter 2 – Methodology 9
2.1. Samples studied 10
2.2 Major and minor element analyses 10
3+ 2.3 Determination of Fe in garnet 11
2.4 X-ray fluorescence 11
2.5 Trace element analyses 11
2.6 Isotope analysis 12

Chapter 3 – Time steps of depletion and enrichment in the Kaapvaal craton as
recorded by subcalcic garnets from Finsch (SA) 14
Abstract 15
3.1 Introduction 15
3.2 Samples and analytical methods 16
Trace element analysis
Isotope analysis
3.3 Results 18
3.3.1 Major and trace elements 18
3.3.2 Isotope systematics 20
3.4 Discussion 22
3.4.1 Timing of depletion of the subcalcic garnet protoliths 23
3.4.2 Timing of reenrichment of the host rocks 24
3.4.3 Origin of subcalcic garnets and implications for diamond formation 26
3.5 Summary and inferences 27

Chapter 4 – Mantle formation and modification based on Finsch mine
28 peridotites (Kaapvaal craton, S.A.)
4.1 Introduction 29
4.2 Petrography and modal mineralogy 29
4.3 Results 31
4.3.1 Mineral major and minor elements 31
Olivine
Orthopyroxene
Clinopyroxene
Garnet
Rutile
Spinel
Phlogopite, amphibole and secondary cpx 36
4.3.2 Mineral trace elements
Olivine
Orthopyroxene
Clinopyroxene
Garnet
4.4 Discussion 42
4.4.1 Geothermobarometry and equilibration of major elements 42
4.4.2 Oxygen fugacity 45
4.4.3 Trace elements partitioning 46
Garnet/cpx partitioning
Garnet/opx partitioning
Cpx/opx partitioning
4.4.4 Depletion 50
4.4.5 Constraints on Si enrichment in Finsch peridotites 53
4.4.6 Modal and cryptic metasomatism of the Finsch peridotites 55
4.4.7 Chemical composition - depth relationship 60
4.5 Summary and Conclusions 61

Chapter 5 – Lu-Hf and Sm-Nd dating of mantle depletion and enrichment: a
63 case study on Finsch mine peridotites (Kaapvaal craton - SA)
5.1 Introduction 64
5.2 Mineral isotope compositions 64
5.2.1 Lu-Hf ispositions of opx, cpx and grt 64
5.2.2 Sm-Nd isotope compositions of opx, cpx and grt 66
5.3 “Mineral purity” or kimberlite contamination of minerals from the Finsch 67
peridotites
5.4 Discussion 69
5.4.1 Mineral isochron ages 69
Lu-Hf isochrone ages for garnet-clinopyroxene pairs
Sm-Nd isochron ages for garnet-clinopyroxene pairs
5.4.2 Whole rock Lu-Hf isotope constraints on the evolution of Finsch 71
SCLM
5.4.3 Whole rock Sm-Nd isotope constraints on the evolution of Finsch 72
SCLM
5.4.4 Depletion and enrichment processes recorded in Lu-Hf and Sm-Nd 73
isotope systematic of the Finsch peridotites
5.5 Summary and Conclusion 77

Chapter 6 – Formation of a Polymict Peridotite by Brecciation of
Subcontinental Lithospheric Mantle 78
6.1 Introduction 79
6.2 Petrography of the peridotite breccia 79
6.2.1 Description of hand specimen 79
6.2.2 Description of thin sections 81
Description of part A f parts B and C
6.3. Chemistry of porphyroclasts and newly grown rims in parts B and C 85
6.3.1 Major element chemistry 85
Olivine
Orthopyroxene
Garnet
Clinopyroxene
6.3.2 Trace element chemistry of orthopyroxene and garnet porphyroclasts 90
Orthopyroxene
Garnet 6.4 Thermobarometry 92
6.4.1 Ni-Thermometry of porphyroclastic garnets 93
6.4.2 Thermobarometry of rim overgrowth garnet-opx pairs 93
6.5 Discussion 94
6.5.1 “Explosive” brecciation at the base of the lithosphere 95
6.5.2 Chemical homogeneity of porphyroclasts 95
6.5.3 Major and trace element characteristics of pervasive melt 96
6.5.4 Conditions of polymict peridotite amalgamation
6.5.5 Model of kimberlite propagation and formation of the polymict
peridotite 97
6.6 Conclusion 98

References 99

Appendices 110

Supplement 214



































Zusammenfassung


Zusammenfassung


Der Erdmantel unter dem Kaapvaal Kraton (Südafrika) hat eine über 3.6 Ga lange und komplexe
Geschichte. Er ist zwar der am meisten untersuchte subkratonische Mantel, jedoch sind viele Fragen,
bezüglich der Bildung und Modifizierung des Kaapvaal Kratons, immer noch offnen. Ziel dieser
Arbeit ist es, die geodynamische, chemische und thermische Entwicklung des Kaapvaal Kratons zu
rekonstruieren. Dazu sind 31 grobkörnige Peridotite und 21 einzelne subkalzische Granate aus
Schweremineralkonzentraten der Finsch-Mine, bezüglich ihrer Haupt- und Spurenelement-
zusammensetzung und ihrer Lu-Hf und Sm-Nd Isotopensystematik, untersucht worden. Die Prozesse,
die in Zusammenhang mit der Förderung von Peridotit-Xenolithen durch Kimberlitschmelzen stehen,
sind an polymikten Brekzien untersucht geworden.

Eine kurze Einführung, über den heutigen Kenntnisstand zur Bildung und Modifizierung vom
kratonischen Mantel, ist in Kapitel 1 beschrieben. In diesem Kapitel sind des Weiteren der
geologische und tektonische Hintergrund des Kaapvaal Kraton und eine kurze Einführung zur
Entstehung von Kimberliten und Diamanten beschrieben. Eine detaillierte Beschreibung der
analytischen Methoden, die in dieser Arbeit benutzt werden, bietet Kapitel 2. Die Entstehung von
subkalzischen Granaten und deren Verhältnis zur Bildung von Diamanten ist im Kapitel 3 diskutiert.
Die petrographiche Beschreibung, Haupt- und Spurenelementkonzentrationen und -Verhältnisse der
Finsch-Minerale und -Gesamtgesteine sind in Kapitel 4 dargestellt. Im selben Kapitel werden auch die
Berechnungen von Drücken und Temperaturen (mit Hilfe von Thermobarometrie), sowie der
Sauerstofffugazitäten der Peridotite (berechnet aus den Gehalten an 3-wertigem Fe in Granat)
diskutiert. Wie für die meisten Niedrigtemperatur-Peridotite vom Kaapvaal Kraton, so wurden auch
für die hier untersuchten Finsch-Peridotite niedrige Mg/Si vorgefunden, was auf hohe
Orthopyroxengehalte hindeutet. Dies wird ebenfalls in Kapitel 4, diskutiert, sowie lithologische
Tiefenprofile des Kaapvaal Kratons. Des Weiteren bietet dieses Kapitel eine Diskussion über die
Verteilung von Spurenelementen zwischen koexistierenden Mineralphasen. Die Menge an Schmelze,
die aus den Peridotiten extrahiert wurde, wird mit Hilfe von Haupt- und Spurenelementgehalten der
Finsch Peridotite (Kapitel 4) und der subkalzischen Granate (Kapitel 3), berechnet. Alle hier
bearbeiteten Proben wurden an inkompatiblen Elementen angereichert. Mit Hilfe der
Spurenelementmuster können Rückschlüsse über die Art der Anreicherung gezogen werden (Kapitel
3, 4, 5). Die Ereignisse, die zu einer partiellen Schmelzbildung im Kapvaal Kraton geführt haben,
wurden mit dem Lu-Hf Isotopensystem und die Ereignisse metasomatischer Anreicherung mit dem
Sm-Nd Isotopensystem datiert. Diese Datierungen wurden sowohl an subkalzischen Granaten (im
Kapitel 3), als auch an den (berechneten) Gesamtgesteinen der Peridotite (in Kapitel 5) durchgeführt
und ergeben ein konsistentes Bild über die Mantelentwicklung des Kaapvaal Kratons.
In polimikten Brekzien aus Kimberley, wurden „subrezente“ metasoamtische Prozesse in Form
von Mineralungleichgewichten aufgezeichnet. Diese Ungleichgewichte, die beim Kontakt zwischen
der kimberlitischen Schmelze mit den peridotitischen Mineralen entstanden sind, wurden mit Hilfe der
Haupt- und Spurenelementgehalte der Minerale untersucht (Kapitel 6). In diesem Kapitel wird
ebenfalls der Mechanismus der Förderung der Xenolithe durch kimberlitische Schmelzen beschrieben.


1. Mantelprozesse – impliziert durch Untersuchungen von Peridotiten und subkalzischen
Granaten aus der Finsch-Mine

Alle untersuchte Xenolithe, mit einer Ausnahme von Spinel Peridotit, sind granatführend. Die
meisten der untersuchten Proben sind klinopyroxenführende Harzburgite. Dazu kommen vier
Lherzolite und vier Dunite (zwei der Letzteren sind klinopyroxenführend und zwei sind
klinopyroxenfrei). Nur ein Harzburgit ist klinopyroxenfrei. Ein granatführender Harzburgit ist Rutil-
und Phentlanditführend. Sekundäre Minerale, wie z.B. Phlogopit, Amphibol, Klinopyroxen (Kpx) und
Spinel, sind sehr selten und nur im Granat-Kelyphit zu finden. Nach der Klassifikation von Harte
I Zusammenfassung
(1977), haben die meisten der untersuchten Peridotite mittel- bis grobkörnige (d.h., relativ
gleichkörnige) tabulare Texturen.
Minerale aus diesen Proben wurden bezüglich ihrer Haupt- und Spurenelementgehalte, sowie
ihrer Lu-Hf und Sm-Nd Isotopensystematik, untersucht und die Ergebnisse werden im Zusammenhang
von Bildung und Modifizierung des lithosphärischen Mantels diskutiert.
Die subkalzischen Granate sind durch niedrige Gehalte an Ca und variable Cr-Gehalte
charakterisiert. Sie sind nur in Ca-untersättigten Duniten und Harzburgiten zu finden. Die
subkalzischen Granate dominieren das Haupt- und Spurenelementbudget in diesen Gesteinen.
Deswegen sind 21 subkalzische Granat aus Schweremineralkonzentraten der Finsch-Mine ebenfalls
bezüglich ihrer Haupt- und Spurenelementgehalte, sowie der Lu-Hf und Sm-Nd-Isotopensystematik
untersucht geworden, um Erkenntnisse über die Prozesse im Kaapvaal Kraton zu gewinnen.

Hauptelementgleichgewichte - Veränderungen im geothermischen Gradient und der
Sauerstofffugazität

Der refraktäre Charakter alle Proben wird durch die generell hohen Mg# impliziert (Mg# =
100xMg/(Mg+Fe)): Olivin - Mg# = 91.2 bis 93.7, Orthopyroxen - Mg# = 92.3 bis 94.6, Klinopyroxen
– Mg# = 91.8 bis 94.4, Granat – Mg# = 83.2 bis 87.1. Die subkalzische Granate weisen mit noch
höheren Mg# (bis 91.9) und Cr# bis 34.3 (Cr# = 100xCr/(Cr+Al)) auf eine noch stärkere Verarmung
hin. Die Minerale der meisten Proben haben auch niedrige Gehalte an magmaphilen Elementen (wie:
TiO , CaO und Na O). 2 2
Die Minerale von allen Proben haben homogene Hauptelementgehalte. Ausnahmen bilden ein
Dunit und ein Harzburgit, die zonierte Klinopyroxene haben. Die Zonierung ist auf die Ränder der
Klinopyroxene beschränkt und drückt sich durch erhörte Gehalte von TiO , CaO, Mg# und 2
niedrigeren Gehalten von Al O und Na O aus. Diese Zonierung wurde vermutlich durch eine 2 3 2
Reaktion mit dem Kimberlit verursacht.
Durch die Anwendung unterschiedlicher unabhängiger Thermometer wurde getestet, ob sich die
Hauptelemente zwischen den Mineralen einer Probe im Gleichgewicht befinden. Innerhalb ihrer
Fehler ergaben alle Thermobarometer für eine Probe und einen bestimmten Druck die gleiche
Temperatur. Unterschiede können auf die unterschiedliche Kalibrierung der Methoden,
3+beziehungsweise der Vernachlässigung von Fe -Gehalten in Mineralen (für die Thermometer, die
Mg-Fe Austausch betrachten: T - Krogh, 1988; T - O’Neill and Wood, 1979; T - Harley, Krogh O’Neill Harley
1984) erklärt werden. Das heißt, alle Proben befinden sich bezüglich ihrer Hauptelemente im
Gleichgewicht.
Die P-T Bedingungen für Lherzolite und klinopyroxenführende Harzburgite wurden mit dem
zwei-Pyroxen Thermometer (T - Brey and Köhler, 1990) und mit dem Granat-Orthopyroxen BKN
Barometer (P - Brey and Köhler, 1990) berechnet (Abb. 1). Die P-T Bedingungen der Peridotite BKN
ohne Kpx wurden mit dem selbem Barometer und mit dem Granat-Olivin, Fe-Mg
Austauschthermometer T (O’Neill and Wood, 1979) berechnet. Bei letzteren wurden jedoch nur O’Neill
3+bei drei Proben die Fe -Gehalte mit Mössbauer Spektroskopie bestimmt und bei der
Temperaturberechnung entsprechend berücksichtigt (gelbe Quadrate in Abb. 1).
Alle Peridotite kommen aus einem beschränkten Druck- und Temperaturbereich (von 5-6.5 GPa
2und 1050-1250 °C, Abb. 1). Sie liegen auf dem geothermischen Gradient von 40 mW/m (Chapman
and Pollack, 1977) und somit bei niedrigeren Temperaturen als der Kalahari Geotherm (gestrichelte
Linie in Abb. 1 - Rudnick and Nayblade, 1999). Auf letzterem liegen die hochtemperierten gescherten
Peridotite von Kimberley und Lesotho.
3+Mössbauer Analysen von Granaten aus Finsch-Peridotiten ergeben einen Bereich für Fe / ΣFe von
0.04 to 0.078. Obwohl diese Peridotite aus einem relativ konstanten P-T Bereich stammen, zeigen sie
eine große Variabilität in ihrer Sauerstofffugazität ( ΔlogfO auf [FMQ]) von -2.5 bis -5.3; Abb. 2). Bei 2
allen Peridotiten ist eine negative Korrelation von Sauerstofffugazität und Druck zu beobachten. Von
insgesamt fünf Proben mit leicht höherer Sauerstofffugazität, ist eine der rutilführende Harzburgit (F-
12) und die andere, die Probe mit den zonierten Klinopyroxenen (F-3). Diese Finsch-Proben
überlappen mit dem hochtemperierten „gescherten“ Peridotiten von Lesotho und Kimberley
(Woodland and Koch, 2003) (Abb. 2).
Wahrscheinlich führten bestimmte metasomatische Prozessen, im Zusammenhang mit der
Anreicherung von Ti und Fe (Probe mit Rutil) oder Reaktionen mit den Kimberliten, zu einer lokalen
II Zusammenfassung
Oxidation im Erdmantel. Ähnliche Prozesse führten vermutlich auch zur Genese der „gescherten“
Peridotite, verbunden mit einer Erhöhung des geothermischen Gradienten und lokaler Oxidation des
Mantels. Da die Finsch-Peridotite generell diese Merkmale nicht aufweisen, kann man daraus
schließen, dass der gesamte lithosphärische Erdmantel des Kaapvaal Kratons vor der Finsch-
2Kimberliteruption (~ 118 Ma - Smith et al., 1985) auf dem geothermischen Gradienten von 40 mW/m
(Chapman und Pollack, 1977) lag und eine negative Korrelation von Sauerstofffugazität und Druck
aufwies. Das heißt, die Genese der gescherten Peridotite von Kimberley und Lesotho hat vermutlich
nach der Kimberliteruption von Finsch stattgefunden.

T (°C)

600 800 1000 1200 1400 1600
0 0
cpx-hzb, T-BKN; P-BKN Wo o dland & Ko ch hzb10 hzb and dunites, T-O'Neill Grt- -1 cpx-free hzbFe3+; P-BKN
lhz, T-BKN; P-BKN lhz 20 dunite
hzb and dunites, T-O'Neill; P-BKN cpx-free dunite-2
Woodland and Koch, 200330
-3 40

50 -4
60
-5
70
-6 80
234567
P (GPa) P (Gpa)
Abb. 1. Die Peridotite von Finsch plotten entlang eines Abb. 2. Variation in Finsch Peridotiten zwischen
2 2kon duktiven geothermischen Gradienten von 40mW/m der Sauerstofffugazität ( ΔlogfO ) und dem Druck
nach Chapman und Pollack (1977). Die Kalahari (GPa).
Geotherme (Rudnick and Nyblade, 1999) ist mit der
gestrickten Linie dargestellt. Die Peridotite aus Lesotho
und Kimberley (Woodland und Koch, 2003) sind
ebenfalls zum Vergleich dargestellt.


Gleichgewicht und Ungleichgewicht von Spurenelementen zwischen Granat und
Klinopyroxen und deren Einfluss auf die Nd- und Hf Isotopensysteme

Alle analysierte Minerale aus den Finsch-Peridotiten sind homogen bezüglich ihrer
Spurenelemente. Die starken Variationen zwischen den Proben reflektieren die komplexe Geschichte
der Peridotite und des subkratonischen Mantels. Die Spurenelementverteilung hängt vom Druck, der
Temperatur und der chemische Zusammensetzung der Mineralphasen ab. Die Verteilung der
Spurenelemente, sowohl zwischen Granat und Orthopyroxen (Opx) als auch zwischen Granat und Kpx
ist, in Übereinstimmung mit der Literatur, von Druck und Temperatur abhängig. Jedoch zeigt die
Verteilung der Spurenelemente zwischen Granat und Kpx vor allem eine starke Abhängigkeit vom Cr-
Gehalt (Abb. 3), welche sich annähernd durch ein Polynom 2. Grades beschreiben lässt. Diese
Korrelation mit dem Cr-Gehalt der Granate ist bei den leichten und mittleren Seltenen Erden (LREE
und MREE) besonders stark ausgeprägt, während andere Elemente, wie z.B. Lu und Zr, deutlich
stärker streuen. Möglicherweise hat sich für diese Elemente bei einigen Proben kein Gleichgewicht
eingestellt, z.B. aufgrund geringer Mobilität und langsamerer inter-granularer Diffusion dieser
Elemente, im Vergleich zu den LREE. Alternativ, könnten auch andere kristallchemische
Abhängigkeiten, zusätzlich zu der Abhängigkeit vom Cr-Gehalt, bestehen.


III
P (Kbar)
Dlog f O2
ΔlogfO
2 Zusammenfassung
2 110
2 2Sm: y = 0.0716x - 0.5463x + 1.5031 Hf: y = 0.5353x - 4.0691x + 8.7685Sm 100 Hf22 Nd R = 0.69R = 0.8371
90 Lu
2: y = 0.0222x - 0.1729x + 0.4586 2Nd Lu: y = 5.2552x - 39.938x + 89.6441.5 802 2R = 0.832 R = 0.5948
70
60
1
50
40
300.5
20
10
0 0
02468100246810
Cr O2 3 Cr O2 3
Abb. 3. Verteilung von Sm, Nd, Lu und 10xHf zwischen Granat und Klinopyroxen in Abhängigkeit vom Cr O -2 3
Gehalt (gew-%) in Granat. Die analytischen Fehler betragen ca. 10%.

Die Abhängigkeit der Spurenelementverteilung zwischen Granat und Kpx vom Cr-Gehalt im
Granat könnte mit der Größe des Dodekaederplatzes im Zusammenhang stehen, welcher
normalerweise von Ca besetzt wird (auch impliziert durch die gute Korrelation von Cr und Ca in
Granaten). Die meisten Spurenelemente im Granat sitzen auf diesem Platz. Die Oktaederposition wird
von Al belegt, das durch Cr substituiert werden kann. Da Cr einen deutlich größeren Ionenradius hat
als Al, könnten hohe Cr-Gehalte die Granatstruktur insgesamt aufweiten, so dass auch auf die
Dodekaederposition besser große Ionen passen.
Das etwas unterschiedliche Verhalten verschiedener Spurenelemente bezüglich der Verteilung
zwischen Granat und Kpx drückt sich auch in Unterschieden in der Sm-Nd und Lu-Hf
Isotopensystematik aus. Alle Sm-Nd Alter an Granat-Kpx Paaren ergeben das Alter der
Kimberliteruption von Finsch (~ 118 Ma, Abb. 4). Dies impliziert Gleichgewicht der Spurenelemente
(Sm und Nd) und Isotope zwischen den Mineralen. Dies ist für das Lu-Hf System nicht der Fall. Hier
geben nur zwei Proben Kimberliteruptionsalter (innerhalb des Fehlers), während die anderen Proben
höhere Alter von 180 Ma bis zu 522 Ma ergeben. Eine mögliche Erklärung hierfür mag sein, dass Lu
und Hf zwischen Granat und Kpx nicht vollständig equilibriert sind. Dies wird auch durch die extrem
variablen Verhältnisse der Lu- und Hf-Verteilungskoeffizienten (D /D ) zwischen Granat und Kpx Lu Hf
impliziert, während D /D innerhalb ± 10% konstant ist. Sm Nd
0.5131 0.291
0.2904 0.5130 A. B. 0.290
522±43 131±26 0.2798 0.5129 0.289
153±34 0.5128 0.288
114±17
0.5127 0.287124±27
0.5126 0.286
116±16
0.5125 0.285 180±21
0.5124 0.284128±17
295±35
0.5123 0.283 201±63 102±48 garnetgarnet 148±62 0.5122 0.282 230±63
cpxcpx 60±110 0.5121 0.281
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
147 144 176 177Sm/ Nd Lu/ Hf

143 144 147 144Abb. 4. Isochronendiagramm für Granat und Klinopyroxen Paare für: A. Nd/ Nd gegen Sm/ Nd;
176 177 176 177und B. Hf/ Hf gegen Lu/ Hf.


Datierung und Charakterisierung der partiellen Schmelzbildung im subkratonischen
Mantel (von Finsch)

Die anhand von Mineralanalysen berechneten Gesamtgesteinszusammensetzungen wurden
benutzt, um die Menge der partiellen Schmelzen zu berechnen. Das Modell von Takazawa et al.
IV
143 144
Nd/ Nd
D(grt-cpx)
176 177
Hf/ Hf
D(grt-cpx)