Gelöste Salze in Flüssigkeitseinschlüssen

Die Kenntnis der Eigenschaften von Fluiden spielt eine entscheidende Rolle, um Alterationsprozesse wie Verwitterung und Metamorphose in Gesteinen zu verstehen. Sehr oft finden sich in den Gesteinen noch Spuren ihrer geologischen Entwicklungsgeschichte, obwohl die Fluide normalerweise nicht mehr vorhanden ist. Minerale haben die Kapazität kleine Mengen von Fluid einzuschließen. Diese Flüssigkeitseinschlüsse (5-20 m) können unter dem Mikroskop untersucht werden. Mit der Bestimmung ihrer Zusammensetzung und Dichte können direkte Rückschlüsse auf das paläo-geologische Umfeld geschlossen werden. Gelöste Salze haben einen sehr großen Einfluss auf die Eigenschaften der Fluide. Deshalb ist die Identifikation dieser Salze in den Einschlüssen von großer Bedeutung. Um die Eigenschaften von Fluide in Einschlüssen zu bestimmen, werden vor allem zwei Methoden angewandt: Mikrothermometrie und Ramanspektrometrie. Mit der Mikrothermometrie werden Phasenübergänge in den Fluid-Einschlüsse beaobachtet, die Ramanspektrometrie identifiziert direkt die gebildeten Verbindungen, sofern sie kovalente Bindungen (wie CO 2 oder N2 ) enthalten. Salze oder gelöste Salze sind Raman- inaktive Substanzen und können mit den genannten Methoden nicht direkt bestimmt werden. Bei niedrigen Temperaturen bilden H2 O und gelöste Salze jedoch eine spezielle Form von Salzhydraten, die mit Hilfe der Ramanspektrometrie identifiziert werden können. Eine Kombination dieser Methoden erlaubt es daher, den Typ der gelösten Salze und auch die Temperatur des Phasenübergangs und damit die Salinität zu bestimmen. Standard- Raman-Spektren von Salzhydraten sind in der Literatur nicht vorhanden, genauso wenig wie Phasenübergänge bei niedrigen Temperaturen (-196C bis +20C) in Flüssigkeitseinschlüssen genau untersucht sind. Das Ziel dieses Projektes ist die Erstellung einer Datenbank von Ramanspektren aller relevanten Typen von Salzhydraten unter der Verwendung von experimentell hergestellten Flüssigkeitseinschlüssen bekannter Zusammensetzung. Diese Flüssigkeitseinschlüsse werden unter Beobachtung des Ramanspektometers mehreren mikrothermometrischen Temperaturzyklen unterzogen, um das Phasenverhalten bei niedrigen Temperaturen zu untersuchen. Die Ergebnisse werden mit denen natürlicher Proben verglichen, z.B. mit Flüssigkeitseinschlüssen in Dolomiten, die für die Dolomitisierung verantwortlich waren. Dieses Projekt ist ein wertvoller methodischer Beitrag zur einfachen und zerstörungsfreien Analyse der Dichte und der chemischen Zusammensetzung von salzhaltigen Flüssigkeitseinschlüssen, wie sie in den meisten Gesteinen der Erdkruste vorkommen.

Die Kenntnis der Eigenschaften von Fluiden spielt eine entscheidende Rolle, um Alterationsprozesse wie Verwitterung und Metamorphose in Gesteinen zu verstehen. Sehr oft finden sich in den Gesteinen noch Spuren ihrer geologischen Entwicklungsgeschichte, obwohl die Fluide normalerweise nicht mehr vorhanden ist. Minerale haben die Kapazität kleine Mengen von Fluid einzuschließen. Diese Flüssigkeitseinschlüsse (5-20m) können unter dem Mikroskop untersucht werden. Mit der Bestimmung ihrer Zusammensetzung und Dichte können direkte Rückschlüsse auf das paläo-geologische Umfeld geschlossen werden. Gelöste Salze haben einen sehr großen Einfluss auf die Eigenschaften der Fluide. Deshalb ist die Identifikation dieser Salze in den Einschlüssen von großer Bedeutung. Um die Eigenschaften von Fluide in Einschlüssen zu bestimmen, werden vor allem zwei Methoden angewandt: Mikrothermometrie und Ramanspektrometrie. Mit der Mikrothermometrie werden Phasenübergänge in den Fluid-Einschlüsse beaobachtet, die Ramanspektrometrie identifiziert direkt die gebildeten Verbindungen, sofern sie kovalente Bindungen (wie CO 2 oder N2 ) enthalten. Salze oder gelöste Salze sind Raman- inaktive Substanzen und können mit den genannten Methoden nicht direkt bestimmt werden. Bei niedrigen Temperaturen bilden H2 O und gelöste Salze jedoch eine spezielle Form von Salzhydraten, die mit Hilfe der Ramanspektrometrie identifiziert werden können. Eine Kombination dieser Methoden erlaubt es daher, den Typ der gelösten Salze und auch die Temperatur des Phasenübergangs und damit die Salinität zu bestimmen. Standard- Raman-Spektren von Salzhydraten sind in der Literatur nicht vorhanden, genauso wenig wie Phasenübergänge bei niedrigen Temperaturen (-196C bis +20C) in Flüssigkeitseinschlüssen genau untersucht sind. Das Ziel dieses Projektes ist die Erstellung einer Datenbank von Ramanspektren aller relevanten Typen von Salzhydraten unter der Verwendung von experimentell hergestellten Flüssigkeitseinschlüssen bekannter Zusammensetzung. Diese Flüssigkeitseinschlüsse werden unter Beobachtung des Ramanspektometers mehreren mikrothermometrischen Temperaturzyklen unterzogen, um das Phasenverhalten bei niedrigen Temperaturen zu untersuchen. Die Ergebnisse werden mit denen natürlicher Proben verglichen, z.B. mit Flüssigkeitseinschlüssen in Dolomiten, die für die Dolomitisierung verantwortlich waren. Dieses Projekt ist ein wertvoller methodischer Beitrag zur einfachen und zerstörungsfreien Analyse der Dichte und der chemischen Zusammensetzung von salzhaltigen Flüssigkeitseinschlüssen, wie sie in den meisten Gesteinen der Erdkruste vorkommen.