The geochemical behaviour of Sn and In during mantle melting and crust formation

• Antragstellerin: Dr. Maria Kirchenbaur
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 234825916

Indium und Zinn gehören zu der Gruppe der hoch- bis moderat-volatilen und siderophilen/chalkophilen Elementen. Im Laufe der terrestrischen Akkretionsprozesse verteilten sich diese Elemente sowohl auf den Erdkern als auch auf den Erdmantel und wurden zusätzlich vom sogenannten 'Late Veneer' zum Elementbudget der frühen Erde zugefügt. Während Indium zum Beispiel eines der wenigen Elemente ist, das stärker im Erdmantel konzentriert ist als man von der Häufigkeit ähnlich volatil-lithophiler Elemente erwarten würde, ist Zinn im Gegensatz dazu leicht verarmt. Der Mangel an hochpräzisen Daten über die Verteilung dieser Elemente in den terrestrischen Silikatreservoiren sowie an systematischen Studien über ihr Verhalten bei geologischen Prozessen (Mantelaufschmelzung und Krustenbildung), beeinträchtigen die präzise Bestimmung der Mantelhäufigkeiten von Sn und In. Die übliche Herangehensweise zur Bestimmung der Mantelhäufigkeiten dieser Elemente basiert auf den Sn/Sm und In/Y Elementverhältnissen, die bei magmatischen Prozessen seit langem als unfraktioniert gelten. Neuere Konzentrationsdaten für Sn-In in magmatischen Gesteinen deuten jedoch stark auf eine deutliche Fraktionierung dieser Elementvehältnisse hin, die während Aufschmelzprozessen im Mantel auftreten und insbesondere während Subduktionszonenprozessen. Das hier vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, mit neuen Hochpräzisionsdaten für Sn-In an gut charakterisierten und gezielt ausgewählten Peridotiten und primitiven Basalten Erkenntnisse über folgende wichtige Sachverhalte zu gewinnen: (1) die Verteilung von In und Sn in den terrestrischen Silikatreservoiren und im Primitiven Mantel; (2) das Verhalten von Sn und In während der wichtigen terrestrischen Differentiationsereignisse und ihr Potential als Tracer für diese Ereignisse, wie zum Beispiel das 'Late Veneer'; (3) die Bestimmung der Prozesse die zur Anreicherung bzw. Verarmung von Sn und In führen, sowie zu deren Fraktionierung von ähnlich inkompatiblen Spurenelementen wie Sm und Y.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Harry Becker; Dr. Carl-Dieter Garbe-Schönberg; Professor Dr. Vadim Kamenetsky