Evaluierung selbst-konsistenter Geothermometer zur Bestimmung von Temperatur-Zeit Pfaden kristallisierendes Magmen.

• Antragsteller: John Hora, Ph.D.
• Subject Area: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Term: from 2012 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 221141776

Ein grundlegendes Ziel der magmatischen Petrologie ist die Rekonstruktion der P-T-Bedingungen unter denen Magma kristallisieren. Zwei Ansätze werden hier verfolgt: (1) Interpretation von Mineralzusammensetzungen, die für unterschiedliche Elemente unterschiedliche Schliessungstemperaturen haben und (2) die Untersuchung chemischer Zonierung in Kristallen.Für differenzierte, SiO2-reiche Schmelzen wurden eine Reihe von Geothermometern entwickelt, die auf der Gleichgewichtsverteilung chemischer Komponenten zwischen einzelnen Phasen als Funktion der Temperatur basieren. Im besten Fall werden als Test die Ergebnisse von zwei Geothermometern verglichen um verläßliche Daten zu erhalten. Jedoch existiert bislang keine vollständig selbst-konsistente Überprüfung zwischen mehrerer Thermometern. Ein Grund dafür ist, daß nur wenige Gesteine einen solchen umfassenden Test und die Überprüfung anhand von mehr als zwei oder drei Geothermometern erlauben. Erfolgversprechend sind neue Thermometer, die auf der Konzentration eines Elementes in einer Phase beruhen. Diese erlauben zudem die zeitliche Rekonstruktion eines T-Verlaufes anhand von Zonierungen. Es zeigt sich aber, daß auch die Kalibrierung dieser Thermometer von einer Vielzahl von Parametern abhängt und ein vollständiger Test gegenüber anderen Thermometern steht noch aus.In diesem Projekt sollen an besonders geeigneten Vulkaniten eine große Zahl von Thermometern auf Konsistenz getestet werden, auch mit dem Ziel den Temperaturverlauf der Kristallisation zeitlich aufzulösen. Liegen mehr Gleichungen als Variable vor lassen sich für konsistente Datensätze die Variablen unabhängig festlegen. Kann keine Konsistenz erreicht werden ist die ein Hinweis auf Ungleichgewicht, z.B. bei Xeno- oder Ante-Kristallen. Kann Gleichgewicht auf unabhängige Weise (z.B. Spurenelement-Verteilung) verifiziert werden, könnten Kalibrierungsparameter identifiziert werden, die berücksichtigt oder verbessert werden müssen.Selbst-Konsistenz zwischen unterschiedlichen Geothermometern bietet dann die Möglichkeit einer verläßlichen Interpretation des Abkühlungspfades anhand der unterschiedlichen Diffusions-kontrollierten Schließungstemperaturen. Die detaillierte Rekonstruktion des T-t-Pfades erfordert allerdings höhere räumliche Auflösung in der Analytik und muß durch direkte Datierungen der analysierten Wachstumszonen unterstützt werden. Die Realisierbarkeit dieses Ansatzes soll als Basis für zukünftige Projekte durch Ionen-Sonden-Messungen getestet werden.

• DFG Programme: Sachbeihilfen
• International Connection: USA
• Beteiligte Person: Professor Axel Karl Schmitt, Ph.D.