Eu-und Ce-Anomalien und Kontaminationsquellen

Deutlich positive Eu-Anomalien sind eher untypisch für Meerwasser (Chen et al. (2014)).

Ursachen für deutlich positive Eu-Anomalien sehen Chen et al. (2014) in dem Eintrag detritischer Feldspäte oder diagenetischer Umwandlung in Kalksteinen. Meyer et al. (2012) postulieren jedoch, dass Eu-Anomalien nicht durch Diagenese beeinflusst werden, da die REE+Y im Kristallgitter von Kalzit eingebaut sind und auch nicht im Zuge metamorpher Vorgänge beeinflusst werden können. Um Verfälschungen der Eu-Anomalien durch diagenetische Fluide auszuschließen, tragen Wang et al. (2014a) die Eu-Anomalien gegen die PrN/SmN-Verhältnisse auf (nach Bolhar und Van Kranendonk (2007); Abb. 7.4). Bolhar und Van Kranendonk (2007) beobachten bei Karbonaten, welche nicht durch Diagenese beeinflusst wurden, positive Trends zwischen den Eu-Anomalien und den Pr^N/Sm^N- bzw.

den Pr^N/Yb^N-Verhältnissen. Ähnliche Trends werden auch für einen Großteil der Proben dieser Studie beobachtet (Abb. 7.4). Die leicht positiven Trends der meisten chinesischen Proben lassen darauf schließen, dass Eu nicht durch diagenetische Effekte von den anderen RedOx-„unsensibleren“ REE+Y isoliert wurde (nach Bolhar und Van Kranendonk (2007)).

Abbildung 7.4b zeigt, dass einige wenige Proben nicht im positiven Trend der Eu-Anomalien gegen die Pr^N/SmN- bzw. PrN/YbN-Verhältnisse liegen. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Proben der Huajipo- und Jiulongwan Sektionen. Auffällig dabei ist, dass es sich um Proben handelt, die aus den oberen Bereichen der Cap Karbonate – den C3-SG – stammen

Abbildung 7.4: Korrelationsdiagramme zur Beurteilung der Verfälschung der Eu-Anomalien der chinesischen Karbonate durch Diagenese. a) (Eu/Eu*)N gegen PrN/SmN, b) (Eu/Eu*)N gegen PrN/YbN. Probe 540 der Beidoushan Sektion wird mit einer Eu-Anomalie von 4,58 nicht dargestellt.

In einigen Diagrammen wird eine der beiden Proben aus der Beidoushan Sektion (540) aufgrund von stark voneinander abweichenden Werten nicht berücksichtigt (z.B. Abb. 7.3 und 7.4). Für diese Probe wurde eine sehr hohe Eu-Anomalie von 4,58 berechnet. Die Probe ist generell mit Vorsicht zu betrachten, da die meisten Element-Konzentrationen sehr gering bis unterhalb der Nachweisgrenze bestimmt wurden. Dies gilt auch für die Elemente Eu, Sm und Tb, welche zum Berechnen der Eu-Anomalie benutzt werden. Diese variieren in ihren Konzentrationen zwischen 0,00338 µg/g (Eu) und 0,000702 µg/g (Sm). In diesem Zusammenhang sollte die erhöhte Eu-Anomalie eher als nicht real betrachtet werden. Um die im oberen Abschnitt erwähnte Kontamination durch detritischen Feldspat auszuschließen, erwähnen Chen et al. (2014) sowohl Zr-, als auch Th-Konzentrationen. In Korrelationsdiagrammen werden die Konzentrationen der beiden Elemente gegen die Eu-Anomalien aufgetragen (Abb. 7.5). Die Diagramme in Abbildung 7.5 zeigen keine positiven Korrelationen zwischen den genannten Komponenten, weshalb eine Kontamination bzw.

Verfälschung der Eu-Anomalien durch detritische Feldspäte ausgeschlossen wird. Neben Verfälschungen geochemischer Muster durch Kontamination kann es zu Fehlinterpretationen geochemischer Signale durch Messeffekte kommen (Shields und Stille (2001), Huang et al. (2009), Chen et al. (2015)). Im Falle der Eu-Anomalien kann ein solcher Messeffekt durch BaO/BaOH-Interferenzen hervorgerufen werden.

Abbildung 7.5: Korrelationsdiagramme zur Beurteilung der Kontamination durch detritische Feldspäte. a) (Eu/Eu*)^N gegen Zr [µg/g], b) (Eu/Eu*)^N gegen Th [µg/g]. Die grau gestrichelten Linien markieren die Grenzen zwischen positiven und negativen Eu-Anomalien.

Um eine Verfälschung der Eu-Anomalien durch Messeffekte auszuschließen, tragen Huang et al. (2009) Ba/Sm-Verhältnisse gegen die Eu-Anomalien auf (Abb. 7.6a-b). Einen ähnlichen Ansatz benutzen z.B. Shields und Stille (2001), Ling et al. (2013) oder auch Chen et al. (2015), in dem Sie die Eu-Anomalien mit Ba/Nd-Verhältnisse vergleichen (Abb. 7.6d-e), da Nd ähnlich wie Sm nicht durch Ba-Interferenzen beeinflusst wird. Sowohl die Ba/Sm-Verhältnisse als auch die Ba/Nd-Ba/Sm-Verhältnisse gegen die Eu-Anomalien zeigen ähnliche Muster (Abb. 7.6a-b, d-e). Bis auf die Proben der Jiulongwan-, der Huangniuya-, der Tianjiayuanzi und Wuhe-Yanjiahe Sektionen zeigen viele Proben eine leicht positive Korrelation (vgl. Abb. 7.6a, b, d und e). Die Proben der Beidoushan Sektion werden aufgrund der geringen Werte nicht berücksichtigt. Des Weiteren zeigt Probe 540 der Beidoushan Sektion neben der unrealistischen Eu-Anomalie (4,58) auch sehr hohe Ba/Sm- (20717) bzw. Ba/Nd-Verhältnisse (4463). Ein Hauptteil der Proben der Nantuocun-, Huajipo-, und Meizuoxia Sektionen zeigen sowohl bei der Auftragung der Ba/Sm-Verhältnisse gegen die Anomalien, als auch bei der Auftragung der Ba/Nd-Verhältnisse gegen die Eu-Anomalien einen positiven Trend. Auffällig ist, dass ein großer Teil dieser Proben aus den basalen bzw. oberen Teilen (C1- und C3-SG) der Profile stammen (Abb. 7.6c, f, g). Für diese Proben wird angenommen, dass die Eu-Anomalien durch Ba-Interferenzen beeinflusst sind, daher werden sie in diesem Zusammenhang nicht in der Interpretation beachtet. Ling et al.

(2013) tragen die Eu-Anomalien gegen die Ba/Nd-Verhältnisse auf und beobachten bei

Abbildung 7.6: Korrelationsdiagramme zur Kontrolle von Messeffekten. a) Ba/Sm gegen (Eu/Eu*)N, b) Ba/Sm gegen (Eu/Eu*)^N (für ausgewählte Proben), c) Ba/Sm gegen Profilhöhe [m], d) Ba/Nd gegen (Eu/Eu*)^N, e) Ba/Nd gegen (Eu/Eu*)^N (für ausgewählten Proben), f) Ba/Nd gegen Profilhöhe [m], g) Höhe [m] gegen (Eu/Eu*)N. Grau gestrichelten Linien markieren Grenzen zwischen positiven und negativen Anomalien; farblich unterlegte Bereiche und gewellte Linien definieren die ungefähre Lage der Schichtglieder und deren ungefähre Grenzen (rosa: C1-SG, grün: C2-SG, grau: C3-SG).

Korrelation. Bei diesen Proben handelt es sich hauptsächlich um Proben mit erhöhten Si-, Fe- und niedrigen Al-Konzentrationen. Im Zuge dieser Studie wurden keine Si-Konzentrationen analysiert, weshalb in diesem Fall kein Zusammenhang ermittelt werden kann.

Aufgrund erhöhter Fe-Konzentrationen sehen Ling et al. (2013) Eisenoxide als eine weitere mögliche Ursache für erhöhte Eu-Anomalien. Daher tragen sie die Fe-Konzentrationen gegen die Eu-und die Ce-Anomalien auf, wie es auch in den Abbildungen 7.7a-d erfolgt. Da keine der Probenserien eine eindeutige Korrelation mit den Fe-Konzentrationen entwickelt hat, wird davon ausgegangen, dass die Anomalien nicht durch Eisenoxide verursacht wurden.

Abbildung 7.7: Korrelationsdiagramme zur Kontrolle von Kontamination durch Eisenoxide. a) Fe [µg/g] gegen (Eu/Eu*)^N für alle Proben mit Fe-Konzentrationen > der Nachweisgrenze, b) Fe [µg/g] gegen (Eu/Eu*)^N für die Jiulongwan und Huangniuya Sektionen, c) Fe [µg/g] gegen (Ce/Ce*)N für alle Proben mit Fe-Konzentrationen >

der Nachweisgrenze und d) Fe [µg/g] gegen (Ce/Ce*)^N für die Jiulongwan und Huangniuya Sektionen. Während in a) und c) alle Proben dargestellt werden, zeigen die Abbildungen b) und d) nur die Daten, welche nach der Diskriminierung in Abbildung 7.6a, b, d und e nicht durch Ba-Interferenzen verfälscht sind. Grau gestrichelte Linien markieren Grenzen zwischen positiven und negativen Anomalien bzw. den Richtwert für die Fe-Konzentration (nach Chen et al. (2015)).

Um detritische Einflüsse auf die Ce- und Eu-Anomalien auszuschließen, werden in der Abbildungen 7.8 die Ce-Anomalien gegen die Eu-Anomalien bzw. die Dy^N/Sm^N-Verhältnisse erneut aufgetragen (unter der Berücksichtigung, dass Proben mit den durch Ba-Interferenzen erzeugten Eu-Anomalien nicht beachtet werden). Zum Vergleich werden außerdem die Ce- und Eu-Anomalien von rezentem Meerwasser verschiedener Wassertiefen (5,00 m bis 2576 m, nach Alibo und Nozaki (1999)) eingetragen. Die Proben zeigen weder bei dem Vergleich der Anomalien mit den Ce-Anomalien noch bei dem Vergleich der Eu-Anomalien mit den Dy /Sm -Verhältnissen eine negative Korrelation.

Es wird somit davon ausgegangen, dass diese Eu-Anomalien nicht durch Detritus verursacht wurden. Es lässt sich also feststellen, dass ein Teil der Proben positive Eu-Anomalien entwickelt hat, welche weder durch detritischen Einfluss, noch durch Messeffekte erzeugt wurden.

Abbildung 7.8: Korrelationsdiagramme zur Bestimmung des Detritus für ausgewählte Proben. a) (Ce/Ce*)^N gegen (Eu/Eu*)N und b) (Ce/Ce*)N gegen DyN/SmN. Hellblaue Kreuze markieren Signaturen rezenten Meerwassers, hellblauer Balken den Bereich der Eu-Anomalien des Meerwassers (Werte für Meerwasser nach Alibo und Nozaki (1999)).

Um Fehlinterpretationen zu vermeiden, werden auch die Daten aus Namibia vor einem Interpretationsansatz auf Kontamination bzw. Verfälschung der Daten durch Messeffekte überprüft. In den Abbildungen 7.9a-k werden die dafür genutzten Diagramme zusammengefasst.

7.2 Betrachten der REE+Y, Spuren- und Hauptelemente – Namibia –