Fraktionierung nicht-traditioneller Isotopensysteme bei der magmatischen Differentiation: In situ Fe-Mg-Isotopenanalysen von Pheno-Kristallen mit Femtosekunden-Laserablation-MC-ICP-MS

• Antragsteller: Dr. Ralf Dohmen; Professor Stefan Weyer, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 224760701

Im Rahmen des vorliegenden Projekts wollen wir die Fraktionierung nicht-traditioneller Isotopensysteme Fe und Mg von Phenokristallen (Olivin, Kpx) in Basalten untersuchen, um ein besseres Verständnis über die zeitliche Entwicklung magmatischer Systeme zu bekommen. Die Ergebnisse, die wir während der ersten Förderperiode erzielt haben, zeigen, dass kleinmaßstäbliche Isotopenzonierungen in Olivinen aus ozeanischen Basalten mittels Laserablation-Plasma-Massenspektrometrie zuverlässig aufgelöst werden können. Wir sind damit in der Lage, diffusive Prozesse, die in einem Mineral stattfanden, nachzuweisen und Zeitinformationen durch die Modellierung dieser Prozesse zu erhalten. In der zweiten Förderperiode möchten wir unser neu entwickeltes Analyseverfahren an Klinopyroxen-Phenokristallen in Basalten von ozeanischen Rücken anwenden. Die wichtigsten Fragestellungen hierbei sind: (1) Ist die Zonierung von Fe- und Mg-Isotopen in Klinopyroxenen vergleichbar mit jener, die wir in Olivinen beobachten, und ist sie mit einer chemischen Zonierung korreliert? (2) Können wir diese Zonierungen verwenden, um Zeitinformationen über magmatische Prozesse zu erhalten? (3) Wie sind diese Zeitinformation im Vergleich zu den aus den zonierten Olivinen gewonnenen Daten zu bewerten? Darüber hinaus möchten wir Olivine in Basalten vom ozeanischen Plateau Shatsky Rise untersuchen, um Daten über die zeitliche Entwicklung magmatischer Systeme mit besonders großen Magmavolumina zu erhalten. Des weiteren streben wir nach einem besseren Verständnis der diffusiven Fraktionierung stabiler Isotope in Kristallen. Wir arbeiten daher an einem Multikomponenten-Diffusionsmodell, dass den gekoppelten Transport von Fe- und Mg-Isotopen in einem Kristall adäquat beschreibt.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
• Beteiligte Person: Privatdozent Dr. Ingo Horn