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Tholeiitische Baslalte: Der Einfluss der primitiven Zusammensetzung auf die Differenzierung

Leitung:Dr. Renat Almeev, Prof. Dr. Francois Holtz
Bearbeitung:Dr. Renat Almeev
Laufzeit:3 Jahre
Förderung durch:DFG

In den letzten 50 Jahren war eine der wichtigsten Erkenntnisse aus DSDP, ODP, IODP, dass Tholeiite den vorherrschenden Magma-Typen in Basalten von Mittelozeanischen Rücken (MORB - mid-ocean ridge basalt), ozeanischen Plateaus und vielen ozeanischen Inseln darstellen. Geochemische Studien an ozeanischen Magmatiten haben gezeigt, dass eine große Spanne von Mg-reichen Glaszusammensetzungen existiert, die die Varietät der primitiven Magmen aus dem Mantel wiederspiegelt. Aus den verschiedenen primitiven Magmen, deren unterschiedlichen Kristallisationsbedingungen (P, fO2, Volatilaktivitäten) und Differenzierungsmechanismen (Kristallisation, Magmenmischung, Assimilation etc.) ist eine große Bandbreite von entwickelten Basalten entstanden, die in der ozeanischen Kruste beprobt wurden.

Im Vergleich zu den vielen Experimenten bei sehr hohem Druck (<1GPa) einerseits und 1 atm und trockenen Bedingungen andererseits, sind bezüglich der Modellierung von Genese und Entwicklung von MORBs die geologisch relevanten Bedingungen für deren Differenzierung und Transport von ihrer Mantelquelle zum Ozeanboden (Druck: 50 – 700 MPa, fluid-untersättigt bis zu fluid-gesättigten Systemen) nur wenig untersucht.

Deshalb sind die thermodynamischen Modelle, die die Differnzierungspfade berechnen, mit einer eingeschränkten Auswahl an Parametern kalibriert und können nicht auf die gesamte Breite an primitiven Schmelzzusammensetzungen angewendet werden. Zusätzlich sind die meisten Modelle fehlerhaft bei der Bewertung des Einflusses von Wasser auf die Fraktionierungsprozesse.

In diesem Projekt planen wir experimentelle Untersuchungen von tholeiitischen Schmelzen bei Druckbedingungen zwischen 50 und 700 MPa um die Kristallisationsreihenfolge und die Schmelzentwicklung (LLD - liquid lines of descent) zu bestimmen, wobei das gesamte Spektum der bekannten Zusammensetzungen von primitiven MORB-Gläsern abgedeckt werden soll. Die experimentellen Ergebnisse werden einen allgemein gültigen Nutzen haben, weil sie wichtige quantitative Informationen über Phasenbeziehungen und Kristallisationsbedingungen darstellen, die für ein großes Spektrum von Ausgangszusammensetzungen tholeiitischer Basalte gültig sind.

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