Kryptische Metasomatose im Oberen Erdmantel unterhalb Südost-Österreich: eine Studie mittels Laser-Ablations-Mikrosonde-ICP-MS

Zusammenfassung Erdmantel-Xenolithe vom klassischen Vorkommen in Kapfenstein, Steiermark, und von Fehring, Steiermark, und Tobaj, Burgenland, wurden mittels Laser-Ablations-Mikrosonde-induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (LAM-ICP-MS) analysiert. An allen Lokalitäten dominieren Spinell-Lherzolithe die Xenolith — Population. Unsere Proben umfassen daher neun Spinell-Lherzolithe und nur einen Harzburgit (von der an Xenolithen reichsten Lokalität, Kapfenstein, Probe Ka 167). Alle Gesteine haben protogranulare bis protogranular-porphyroklastische Textur. Die Mineral-Zusammensetzungen sind typisch für fertile Gesteine aus dem Oberen Erdmantel mit 0,89 mg 0,92 in den Silikaten und 0,10 cr 0,12 im Spinell (0,18 im Harzburgit). Die Minerale sind hinsichtlich Haupt-, Neben- und Spurenelement-Verteilung im Gleichgewicht, ausgenommen die Klinopyroxene in der Probe von Tobay (To 100) und einer Probe von Fehring (Feh 002). Diese haben variable Gehalte an inkompatiblen Spurenelementen.Klinopyroxene haben die höchsten Spurenelement-Gehalte (3–4-fache Seltene-Erden-Element (SEE)-Gehalte des primitiven Erdmantels) gefolgt von Orthopyroxen (etwa 0,5-fache Erdmantel SEE) und Olivin (0,0005–0,005-fache Erdmantel SEE). Spurenelement-Häufigkeiten in allen Phasen sind üblicherweise mit ihrer Kompatibilität korreliert. In drei Proben von Fehring und zwei von Kapfenstein sind die inkompatibelsten Elemente (wie U, Th, Nb, Ta, La, Ce) gegenüber den etwas kompatibleren Elementen verarmt. Die übrigen Gesteine sind entweder an U, oder U und Th, oder den inkompatibelsten SEE relativ zu Nb und Ta angereichert. Die Letzteren sind üblicherweise relativ zu den weniger inkompatiblen Elementen verarmt. Klinopyroxene in der Probe von Tabaj (To 100) und einer Probe von Fehring (Feh 002) haben variable Gehalte an U, Th, Nb und Ta. Diese Variabilität ist in der Probe Feh 002 korreliert mit jener der Gehalte an leichten SEE und die Elementhäufigkeiten sind zusätzlich korreliert mit der Nähe zur Kornoberfläche. Die Anreicherungen an U und Th sind allerdings nicht von merklichen Anreicherungen an Nb und Ta begleitet, deren Häufigkeiten niedrig bleiben. Die unequilibrierte Spurenelementverteilung in den Klinopyroxenen deutet darauf hin, daß die Metasomatose kurz vor dem Transport der Gesteine an die Erdoberfläche stattfand. Metasomatose und vulkanische Aktivität scheinen daher verbunden und eisüdöstlichenne Konsequenz des unterhalb des Pannonischen Beckens aufsteigenden Erdmantel-Diapirs zu sein. Mehrere metasomatische Aktivitäten durch Fluide dominiert von CO₂, Wasser, oder beiden sind erkennbar. Die Intensität der Ereignisse war allerdings gering, vergleichbar der geringen tektonischen Aktivität in der Grenzzone des Pannonischen Beckens. Nur der Harzburgit Ka 167 zeigt Spuren intensiver Verarmungs- und Anreicherungs-Prozesse, die vergleichbar sind jenen, welche in der zentralen Region des Beckens die Erdmantel-Gesteine geprägt haben.