Variation der Zusammensetzung von Turmalin, von niedrigem Druck zu Ultrahochdruck

• Antragsteller: Professor Dr. Gerhard Franz; Professor Dr. Wilhelm Heinrich
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239939359

Die chemische Zusammensetzung von Turmalin wird vielfach als petrogenetischer Indikator benutzt, um die Bildungstemperaturen von Gesteinen und Fluid-angetriebenen Prozessen in der Erdkruste und in Subduktionszonen zu rekonstruieren. Benötigt werden dazu jedoch bessere quantitative Angaben über die Zusammensetzung von Turmalin in Abhängigkeit von dem koexistierenden Fluid; zusätzlich ist unklar, ob Turmalin auch als Geobarometer verwendet werden kann. Wir wollen den vorhandenen Datensatz für Fluid-Turmalin von niedrigem bis zu sehr hohem Druck ausweiten und die Hypothese testen, dass sowohl der Anteil von K auf der X-Position als auch tetraedrisch koordiniertes B mit steigendem Druck zunehmen; dies soll mit Turmalin-Fluid und Turmalin-(K,Na)Glimmer Austauschexperimenten bis zu Ultrahochdruck experimentell untersucht werden. Wenn Turmalin einen deutlichen Anteil tetraedrisch koordiniertes Bor enthält, muss das einen signifikanten Effekt auf die B-Isotopenfraktionierung besitzen, der kalibriert werden soll. Parallel dazu sollen Turmaline aus natürlichen Gesteinen mit Untersuchungen zur Kristallchemie und zur Verteilung von B-Isotopen untersucht werden. Die Bildungsbedingungen Druck und Temperatur der ausgewählten Gesteine sind gut bekannt und reichen von niedrigem bis zu Ultrahochdruck, so dass abgeschätzt werden kann, ob Turmalin als Geobarometer dienen kann; zusätzlich wird getestet, inwieweit aus der Turmalinzusammensetzung Na-Ca-K-Konzentrationen im Fluid rekonstruiert werden können. Beide Teile des Projektes dienen dazu, den großräumigen und langzeitigen Borkreislauf bei der Subduktion besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen