DFG
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Chronometrie in plutonischen Gesteinen: Abkühlraten alter ozeanische ErdkrusteLeitung: Dr. Maria Kirchenbaur (LUH), Dr. Kathrin Faak (Ruhr-Universität Bochum )Jahr: 2020Förderung: DFGLaufzeit: 2020-2023
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Transport und Reaktionen von leichten Elementen (Li, B) in pegmatischen System bei thermischem Ungleichgewicht – Implikationen für magmatisch/hydrothermale LagerstättenLeitung: Prof. Dr. Harald Behrens, Prof. Dr. Stefan WeyerTeam:Jahr: 2020Förderung: DFGLaufzeit: 2020-2023
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Diffusionsbedingte Fe-Mg und Li Isotopenfraktionierung in Olivin: Eine experimentelle Untersuchung und ein neuer ModellierungsansatzIn diesem Projekt wollen wir experimentell die Isotopenfraktionierung in magmatischen Kristallen untersuchen, welche durch chemischen Diffusion generiert wird. In der ersten Förderperiode werden wir uns auf Fe und Mg Isotopenfraktionierung, welche durch Fe-Mg-Austauschdiffusion entsteht, sowie diffusionsbedingte Li Isotopenfraktionierung in Olivin fokussieren. In der 2. Förderperiode sollen diese Experimente auf andere magmatische Minerale erweitert werden, wie z.B. Pyroxen und Plagioklas, für die die Diffusionsrate in anderen Projekte (#1 und #2) der ersten Förderperiode untersucht werden sollen.Die Verwendung von isotopischer Zonierung, z.B. von Fe, Mg und Li in Olivin, hat sich in den letzten Jahren als zusätzliches und komplementäres Werkzeug in der auf Diffusion basierenden Geochronologie entwickelt. Der Vorteil von Isotopen ist, dass diese unter magmatischen Bedingungen überhaupt nur durch Diffusion deutlich fraktionieren, während Effekte der Gleichgewichts-Isotopenfraktionierung klein sind. Daher können Isotope eindeutig einen diffusiven Ursprung der Zonierung nachweisen und in Kombination mit der chemischen Zonierung außerdem selbst komplexe magmatische Entwicklungsszenarien entschlüsseln, bei den magmatische Kristalle mehrere Wachstums- und Diffusionsstadien durchlaufen haben. Das Ausmaß der Isotopenfraktionierung ist jedoch bislang kaum untersucht und der Fraktionierungsfaktor wird bei Modellierung in der Regel lediglich an die beobachtete Isotopenzonierung angepasst. Wir haben vor die diffusionsbedingte Isotopenfraktionierung experimentell präzise zu bestimmen, sowie ihrer Abhängigkeit von Parametern, wie der Temperatur, der Sauerstofffugazität, der chemischen Zusammensetzung und Orientierung der Olivine. Damit können wir bei natürlichen Proben die Rahmenbedingungen besser bestimmen, welche für die Modellierung der Diffusion angenommen werden, was eine genauere zeitliche Bestimmung magmatischer Prozesse ermöglicht. Außerdem wird es auch helfen, den diffusiven chemischen Fluss, z.B bei einem Schmelzereignis oder einer Metasomatose, basierend auf Mineral oder auch Gesamtgesteins-Isotopendaten, besser zu bestimmen.Wir werden außerdem ein 3D Model entwickeln, welches die Anisotropie von Isotopenprofilen vorhersagt, welches bei der Identifizierung von Schnitteffekten helfen wird. Dieses Model, sowie alle aus diesem Projekt resultierenden neuen Erkenntnisse der diffusionsbedingten Isotopenfraktionierung werden wir in die benutzerfreundliche Software für Diffusionsmodellierungen einfließen lassen, die in Projekt #6 entwickelt wird. In Kooperation mit Projekt #8, werden wir die hier experimentell bestimmte Isotopenfraktionierung für die Untersuchung von natürlichen Olivinen anwenden.Leitung: Prof. Dr. Stefan Weyer (LUH), Dr. Ralf Dohmen (RUB)Team:Jahr: 2020Förderung: DFGLaufzeit: 2020-2023
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Chronometrie in plutonischen Gesteinen: Abkühlraten alter ozeanische ErdkrusteSeit dem Einsetzen der Plattentektonik ist die Bildung neuer ozeanischer Kruste an mittelozeanischen Rücken einer der Hauptmechanismen für die Abkühlung des Erdinneren. Eines der zentralen ungelösten Probleme ist jedoch die effiziente Wärmeübertragung während der Bildung der plutonischen Ozeankrustensektion. Es wurden mehrere Modelle für die Erzeugung des plutonischen Abschnitts an ozeanischen Rücken vorgestellt, die sich hauptsächlich auf die Kühlung der ozeanischen Kruste durch Konduktion oder Advektion von Fluiden durch die Kruste konzentrieren. Versuche, prominente Endgliedermodelle zu testen, haben bisher zu keinen schlüssigen Ergebnissen geführt. Beispielsweise scheint die Abkühlung der gesamten Kruste besser mit konduktiver Abkühlung vereinbar zu sein, obwohl in den Gesteinen Hinweise auf hydrothermalen Flux zu finden sind. Daher ist es notwendig, die Verteilung der Abkühlraten als Funktion der Distanz von dokumentierten Fluidwegen zu betrachten und gleichzeitig den Fluidfluss zu quantifizieren. Wir schlagen vor, dieses Problem mit einem umfassenden Ansatz zu lösen, bei dem Diffusions-Chronometrie und Isotopengeochemie an Proben aus fokussierten Flüssigkeitsströmungszonen (FFFZ) innerhalb der Gabbroschichten des Wadi Gideah-Referenzprofils im Oman-Ophiolith kombiniert werden. Daher ist es unser Ziel, die Abkühlungsraten in mehreren Profilen zu quantifizieren, angefangen beim Kontakt mit einer FFFZ bis in die massiven geschichteten Gabbros. Die Abkühlraten werden an Olivin, Plagioklas und Pyroxenen in verschiedenen Gabbro-Proben unter Verwendung von Multidiffusions-Chronometern bestimmt. Hierzu zählen beispielsweise das bewährte Ca-in-Olivin-Geospeedometer zusammen mit den kürzlich entwickelten Geospeedometern auf Basis der Spurenelementdiffusion im Plagioklas (Mg, Ba, Sr, La, Ce) sowie mögliche Chronometer mit Pyroxenen (z.B. Fe-Mg-, Sr- oder Li-Diffusion in Klinopyroxen). Zusätzlich schlagen wir vor, das schnell diffundierende stabile Li-Isotopensystem auf Olivin, Plagioklas und Pyroxen sowie auf ausgewählte Gesamtgesteinsproben anzuwenden. Die Messung der Isotopenprofile von Li und Sr in Gesteinsproben, die die FFFZ umgeben, kann verwendet werden um gleichzeitig die Abkühlraten sowie die Fluidflüsse zu bestimmen. Die Studie liefert nicht nur Einblicke in den Kühlmechanismus der ozeanischen Kruste, sondern ermöglicht auch die Überprüfung der Konsistenz und Robustheit verschiedener Diffusionschronometer, die an denselben Proben angewendet werden.Leitung: Dr. Kathrin Faak (Ruhr-Universität Bochum), Dr. Maria Kirchenbaur (LUH)Team:Jahr: 2020Förderung: DFGLaufzeit: 2021-2024
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Sinks and vectors of antimony in the environment: Antimony isotopes and solubilityLeitung: Dr. M. Lazarov, Prof. Dr. Juro Maizlan (Jena)Team:Jahr: 2019Förderung: DFGLaufzeit: 2019-2022
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Natural variations of the 51V/ 50V isotope composition: A new redox tracer?Leitung: PD Dr. S. SchuthTeam:Jahr: 2018Förderung: DFGLaufzeit: 2018-2021
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Stromatolites as archive for metal cycling and early life: uranium and molybdenum isotope studies of modern and Archean stromatolitesLeitung: Prof. Dr. S. WeyerTeam:Jahr: 2018Förderung: DFG: SPP 1833Laufzeit: 2018-2021
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Li isotope fractionation in magmatic systems: Constraints from in situ 7Li determinations on magmatic minerals by femtosecond-laser ablation-MC-ICP-MSLeitung: Dr. M. Oeser, Prof. Dr. S. WeyerTeam:Jahr: 2016Förderung: DFGLaufzeit: 2016-2019
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Fate of tetravalent uranium under reducing conditionsLeitung: Prof. Dr. S. WeyerTeam:Jahr: 2016Förderung: DFG - part of a D-A-Ch project together with R. Bernier-Lamani (EPFL) and S. Krämer (Wien)Laufzeit: 2016-2020
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Rekonstruktion des marinen Karbonatsystems während des letzten glazial-interglazialen Überganges aus Bor-Isotopen und -Konzentrationen ForaminiferenLeitung: Dr. Ingo Horn, Prof. Dr. Jelle Bijma, Alfred-Wegener-Institut BremerhavenTeam:Jahr: 2016Förderung: DFGLaufzeit: 2016-2021
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The origin of metal and chondrules in CH and CB chondrites – Evidence from Fe, Ni, and Mg isotopesLeitung: Prof. Dr. Stefan Weyer (LU Hannover), Dr. Jutta Zipfel (Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt)Team:Jahr: 2015Förderung: DFG SPP 1385Laufzeit: 2015-2018
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Uranium and V isotope variations in Archean sedimentsLeitung: Prof. S. Weyer, Dr. S. SchuthTeam:Jahr: 2015Förderung: DFG: SPP1833Laufzeit: 2015-2019
EU
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Uranium isotope fractionation: a novel biosignature to identify microbial metabolism on early Earth (UNEARTH)Leitung: Prof. Bernier-Latmani (EPFL, CH), Projektpartner: Prof. WeyerTeam:Jahr: 2017Förderung: durch EU: ERC-consolidator grantLaufzeit: 2017-2022
Humbold-Stiftung
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Formation of Fe-Ti oxide ore deposits associated with flood basalts: A case study on Emeishan Large igneous Province, ChinaLeitung: Prof. Dr. Tong HouTeam:Jahr: 2020Förderung: Humboldt foundationLaufzeit: 2020-2023
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Metal transfer in CO2-rich geological fluidsLeitung: PD Dr. Nuo LiTeam:Jahr: 2018Förderung: Humboldt foundationLaufzeit: 2018-2020
