Die Altersdatierung von Jarositen - ein Beitrag zur Abschätzung von Verwitterungsraten sulfidführender Gesteine

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Die Abschätzung der Verwitterungsraten von Gesteinsbestandteilen in natürlichen Systemen ist problematisch, weil in der Regel kein Indikator für die Expositionszeit vorliegt. In dem geplanten Projekt soll das 40Ar/39Ar-Alter von Jarosit (KFe3(SO4)2(OH)6) untersucht werden, der bei der oxidativen Verwitterung von Eisensulfiden in Schwarzpeliten entstand. Dieser sehr frühe Verwitterungsschritt läuft schneller ab als der oxidative Abbau des organischen Materials. Ein datierbares Reaktionsprodukt der oxidativen Sulfidverwitterung liefert deshalb ein Mindestalter für die Exposition des Gesteins und damit ein Maß für die Dauer der oxidativen Verwitterung. Exemplarisch sollen altpaläozoische Schwarzpelite aus dem Thüringischen Schiefergebirge untersucht werden. Diese sind aufgrund ihrer oxischen Verwitterung jetzt frei von Eisensulfiden, stattdessen liegen Eisenoxidhydroxide und Jarosit vor. Der ursprüngliche Gehalt des Gesteins an organischem Kohlenstoff ist heute teilweise bis vollständig abgebaut. Die Altersbestimmungen werden durch 40Ar/39Ar-Messungen an mittels Laserablation verdampftem Probenmaterial vorgenommen. Dazu werden präparierte Einzelproben etwa 100-500 um mächtiger Inkrustierungen von Jarosit auf Kluftflächen der verwitterten Gesteine verwendet. Die Relevanz dieser Untersuchungen liegt in dem Erkenntnisgewinn zu Stoffumsatzraten im oxischen Verwitterungsbereich. Zusätzlich werden Informationen zu den damit im Zusammenhang stehenden Prozessen gewonnen (hier: känozoische Expositionsgeschichte in einem zentraleuropäischen Mittelgebirge, Talbildung).