Forschungsprojekte – Institut für Mineralogie – Leibniz Universität Hannover

Diffusions-Chronometrie von magmatischen Systemen, TP4 Phasengleichgewichte in calc-alkalischen magmatischen Systemen und texturelle Entwicklung von polykristallinen Mineralaggregaten

Leitung: Prof. Dr. Francois Holtz (LUH), Prof. Dr. Sumit Chakraborty (Ruhr-Universität Bochum)

Team: M. Sc. Felix Marxer

Jahr: 2021

Förderung: DFG

Laufzeit: 2021-2024

Magma Reservoire und Differenzierung der mafischen Magmen der Snake River Plain Provinz (Yellowstone-Hotspot, USA): Beitrag aus der Analyse von Kristallen und Schmelzeinschlüssen in basaltischen Laven des Kimama-Bohrkerns.

Die Untersuchung der Interaktion eines „Hotspots“ mit der kontinentalen Lithosphere war ein Hauptziel der ICDP Bohrung in der Snake River Plain (SRP) Provinz, USA. Dabei sind petrologische und geochemische Untersuchungen an magmatischen Gesteinen aus der SRP-Provinz von Bedeutung um die geologischen Prozesse in den letzten 17 Jahren nachzuvollziehen. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Rekonstruktion der unterschiedlichen basaltischen Magmareservoire und deren Interaktion in der unteren Kruste der Snake River Plain Provinz. Anhand der Informationen, die in den Kristallen der basaltischen Vulkangesteine des ICDP-Bohrkerns von Kimama (~ 1800 m von mehr als 500 basaltischen Lavaströmen) gespeichert sind, werden die Bedingungen in Magmareservoiren und transkrustalen magmatischen Prozessen charakterisiert. Zwei unterschiedliche Untersuchungsmethoden werden miteinander verbunden: 1) texturelle und chemische Analyse der zonierten Kristallen und 2) Analyse der Zusammensetzung von rehomogenisierten Schmelzeinschlüssen in den Mineralphasen. Thermobarometrische Untersuchungen und der Ursprung der chemischen Zonierung der Minerale (z. B. Texturen, die sich auf verschiedene magmatische Prozesse wie Dekompressionsschmelzen, Magmaauffüllung oder konvektive Prozesse beziehen) werden verwendet, um verschiedene Populationen von Kristallen und verschiedene magmatische Umgebungen zu identifizieren. Wenn vorhanden, werden Diffusionsprofile verwendet, um Zeitskalen von magmatischen Prozessen zu bestimmen (z.B. Zeit, die ein Kristall in einer spezifischen Umgebung verbracht hat).Da alle Basalte eine teilweise- oder vollständig kristallisierte Grundmasse aufweisen, soll die ursprüngliche Zusammensetzung von Schmelzen aus rehomogenisierten Glaseinschlüssen bestimmt werden. Die Rehomogenisierung wird bei realistischen Temperaturen (~ 1100 - 1200 ° C) in Hochdruckapparaturen (bis zu 500 MPa) durchgeführt. Diese Methode ist erforderlich, da neue Ergebnisse gezeigt haben, dass das Wasser, welches initial in den Schmelzeinschlüssen vorhanden war, während der Abkühlungs- und Entgasungsprozesse durch die umgebenden Minerale (insb. Olivin) hindurch diffundieren kann. Die Analyse von rehomogenisierten Einschlüssen bietet die Möglichkeit, die Zusammensetzung von Schmelzen zu rekonstruieren, die Schmelzzusammensetzungen in den verschiedenen Umgebungen zu verfolgen und die Differenzierungsprozesse als Ergänzung zu Mineralzusammensetzungen zu diskutieren. Unter Verwendung von Löslichkeitsmodellen von H2O und CO2 in Silikatschmelzen bietet die Bestimmung von H2O und CO2 in Schmelzeinschlüssen ein zusätzliches Instrument zur Begrenzung des Einschlussdrucks und ergänzt die thermobarometrischen Informationen. Da primitive undifferenzierte Basaltproben im SRP nicht vertreten sind, kann die Haupt- und Spurenelementanalyse von Glaseinschlüssen in Olivin auch nützlich sein, um die geochemische Signatur der Quellregion zu charakterisieren.

Leitung: Professor Dr. Francois Holtz, Ph.D.

Team: Dr. Clara Waelkens

Jahr: 2021

Förderung: DFG

Laufzeit: 2021-2023

Kohlenstoff Recycling durch Magmatismus an Subduktionszonen: Untersuchung an experimentell homogenisierten Schmelzeinschlüssen in Olivinen

Leitung: Prof. Dr. Francois, Holtz(LUH), Prof. Dr. Roman Botcharnikov (Johannes Gutenberg-Universität Mainz)

Team: M.Sc. Stepan Petrovich Krashenninnikov

Jahr: 2020

Förderung: DFG

Laufzeit: 2020-2023

Magmatische Prozesse und Krusten-Akkretion an der Grenze Kruste/Mantel von schnell-spreizenden mittelozeanischen Rücken: Neue Erkenntnisse durch Bohrungen im Rahmen des ICDP Oman Drilling Project

Leitung: Prof. Dr. Francois Holtz, Prof. Dr. Jürgen Koepke (LUH), Dr. Carl-Dieter Garbe-Schönberg (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)

Team: M. Sc. Sven Merseburger

Jahr: 2020

Förderung: DFG

Laufzeit: 2020-2023

"Selten-Metall Anreicherung in magmatischen Karbonatit-Systemen: Teil B. Verständnis der Rolle der fraktionierten Kristallisation und der Unmischbarkeit von Flüssigkeiten durch experimentelle Simulationen von Silicat-Carbonatit-Systemen"

Leitung: Prof. Dr. Francois Holtz (LUH), Prof. Dr. Roman Botcharnikov (Johannes Gutenberg-Universität Mainz), Prof. Dr. Marion Tichomir (Technische Universität Bergakademie Freiberg)

Team: M. Sc. Antonia Simon

Jahr: 2020

Förderung: DFG

Laufzeit: 2020-2023

Transport und Anreicherung von Wolfram und Zinn in Schmelzen und Fluiden: experimentelle Untersuchungen und Bedeutung für das magmatisch-hydrothermale System von Argemela (Portugal)