Der Einfluss von Netzwerkbildnern (Si, Ti, Al und P) auf das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in silikatischen Schmelzen: experimentelle Untersuchung und Modellierung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Geochemische Prozesse in magmatischen Systemen sind abhängig von Redox Bedingungen. Dementsprechend kontrolliert auch das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in silikatischen Schmelzen die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Magmen. Das Fe3+/Fe2+ Verhältnis kann mit Hilfe von thermodynamischen Modellen berechnet werden. Diese thermodynamische Modelle berücksichtigen in der Regel die Schmelzzusammensetzungen, aber überwiegend die Änderungen der Konzentrationen von Netzwerkwandlern (Ca, Mg, Na, K). Der Einfluss von Netzwerkbildnern ist kaum oder nicht untersucht worden. In diesem Projekt wurde der Einfluss von SiO2, TiO2, Al2O3 und P2O5 und MgO auf das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in silikatischen Schmelzen experimentell bei 1 bar untersucht. Die Daten wurden mit Ergebnissen über den Einfluss von MgO auf das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in Schmelzen ergänzt. Die Einflüsse von SiO2, TiO2, und P2O5 auf das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in Schmelzen können einfach modelliert werden. Die Einflüsse von Al2O3 und MgO sind jedoch unterschiedlich in mafischen und felsischen Schmelzen. Ein einfaches Modell, in dem die einzelnen Oxyde unabhängig voneinander berücksichtigt werden, ist dadurch nicht erfolgreich um die experimentellen Daten vorherzusagen. Gute Ergebnisse wurden mit einem Modell erreicht, indem Wechselwirkungs-Parameter für Al und Si (XSiO2·XAl2O3) und für Mg und Si (XSiO2·XMgO ) zusätzlich zu den einzelnen Oxyden (ΣdiXi) berücksichtigt wurden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2013) The effect of TiO2 on ferric/ferrous ratio in silicate melts: An experimental study. Contrib Mineral Petrol, 166, 1577-1591
Borisov A., Behrens H., Holtz F.
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(2015) Effects of melt composition on Fe3+/Fe2+ in silicate melts: a step to model ferric/ferrous ratio in multicomponent systems. Contrib Mineral Petrol, 169, 24
Borisov A., Behrens H., Holtz F.
