Radiometrische Altersbestimmung von Wasser und Sedimenten

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Isotopengeochemische Prozesse des Heidelberger Neckarschwemmfächers
(R. Weisshaar, DFG Ma 821/18-1)
An ausgewählten Proben der Versuch-Tief-Bohrung VTB280-Entensee und an Was-
serproben aus drei unterschiedlichen Aquiferen des Heidelberger Neckarschwemm-
fächers wurden massenspektrometrische (TIMS) Analysen zur Bestimmung der
U/Th-Isotope, petrographische und sedimentologische Dokumentation des Proben-
materials, sowie geochemische Analysen von ausgewählten Proben mithilfe der Rönt-
genfluoreszenzanalyse, Atomabsorptionsspektrometrie und ICP-MS durchgeführt.
Die Abfolge von tonigen und kiesigen Horizonten im Profil der VTB280-Entensee
zeigt, wie bereits an anderen Profilen aus dem Bereich des Heidelberger Neckar-
schwemmfächers festgestellt, eine auffallende Ähnlichkeit der Abfolge von Glazialen
und Interglazialen zu Tiefseesedimenten. Bei Annahme einer konstanten Sedimentati-
onsrate (bzw. Subsidenzrate) von 0,7 mm a-1 liefern die Profile ähnliche Periodizitäten
wie die marinen ö18O-Sequenzen.
Die geochemischen Untersuchungen zeigen die Dominanz einer Kalzium-domi-
nierten Quelle (Muschelkalk) und einer Silizium-dominierten Quelle (Buntsandstein).
Die massenspektrometrischen Th/U-Analysen ergaben vorwiegend Ungleichge-
wichte in der natürlichen 238U-Zerfallsreihe, was durch Fraktionierung bei der Ver-
witterung und einer mehr oder weniger starken postdepositionalen Überprägung der
Proben durch zirkulierendes Grundwasser ((ö 234U = 490 %o) erklärt werden kann.
Die an zwei Proben aus 58 m und 225 m Teufe, mit vernachlässigbarer Überprägung,
bestimmten Alter stimmen sehr gut mit den stratigraphisch erwarteten Altern überein.
Die primären U/Th-Verhältmsse der abgelagerten Sedimente wurden aus ihrer Pb-Iso-
topie (TIMS) bestimmt.
Geochemisch induzierte Transportprozesse von Uran in Seen
(Graduiertenkolleg, S. Laukenmann)
Redoxinduzierte Stoffkreisläufe in aquatischen Systemen sind für Limnologen und
Ozeanologen von besonderem Interesse.
Im Rahmen des Graduiertenkollegs „Wirkung fluider Phasen auf Locker- und Fest-
gestein“ werden seit 1999 am Willersinnweiher (Ludwigshafen/Rhein) in regelmäßi-
gen Abständen Freiwasser-, Porenwasser- und Sedimentproben entnommen. Der Wil-
lersinnweiher ist ein ca. 16 ha großer eutropher Hartwasserbaggersee mit einem halb-
jährlichen stark ausgeprägten anoxischen Hypolimnion. Neben den limnologischen
Parametern (Temp., pH, Lf, O2) wurden die U-Gehalte mittels TIMS und ICP-MS
sowie die ebenso redoxsensitiven Elemente Fe und Mn mittels AAS gemessen.
Natürliches Uran (238U) wird durch Niederschläge und korrosive Prozesse aus
Gestein gelöst und gelangt so in Oberflächen- und Grundwässer; als typische Kon-
zentrationen findet man 0,1-3 ppb (Bodensee: 1,2 ppb). Während es unter oxischen
Bedingungen als 6-wertiger Uranyl-Carbonatkomplex in gelöster Form vorliegt, kann
es unter reduktiven Bedingungen in die partikuläre Phase überführt werden. Uran
zeigt hierbei ein zu den ebenfalls redoxsensitiven Elementen Eisen und Mangan ent-
gegengesetztes Lösungsverhalten. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass für
Uran kein eindeutiges Redox- und Lösungsverhalten angenommen werden kann. Die
Abnahme der Urankonzentration im Freiwasser findet nur während der Sommersta-
gnation (0,046 pg/cm2 pro Monat) statt und das Sediment konnte eindeutig als Senke