Der Einfluss der Sauerstoff-Fugazität auf die Bildung und Fraktionierung peralkaliner Syenite und Karbonatite am Beispiel des Tamazeght-Komplexes, Marokko
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Am Beispiel Tamazeght Komplex (Marokko) wurde untersucht, inwiefern die Sauerstofffugazität und Fluidzusammensetzung für die Bildung miaskitischer und agpaitischer Nephelin-Syenite eine kritische Rolle spielt. Es konnte gezeigt werden, dass die unterschiedlichen Lithologien des Komplexes aus einer heterogenen Quellregion stammen und die Kristallisationsbedingungen der unterschiedlichen Schmelzen entsprechend verschieden waren. Diese primäre Heterogenität spiegelt sich sowohl in den verschiedenen Mineralparageneseh, als auch in der detaillierten chemischen Entwicklung einzelner Mineralphasen wieder. Die agpaitischen Nephelin-Syenite des Komplexes sind anders als die Agpaite der klassischen Vorkommen in Grönland und Russland nicht orthomagmatisch gebildet sondern entstanden erst spät in der Differentiations- und Kristallisationsgeschichte einer ansonsten miaskitischen nephelin-syenitischen Schmelze. Spätere Karbonatitgänge und deren Fluide, die vermutlich aus der gleichen Quellregion stammen, überprägten dann einzelne Bereiche dieser Syenite, was zu einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Eudiaiyte, nicht aber zu deren Abbau führte. Neben der allgemein beobachteten Reduziertheit agpaitischer Schmelzen spielt im Falle des Tamazeght Komplexes auch die Salinität der sich entmischenden Fluide eine entscheidende Rolle. Sind die Schmelzen sehr stark reduziert, entmischt sich Methan als stabile fluide Phase. Dadurch kommt es zu keiner Verarmung der Restschmelze an Na und Cl, was durch die Entmischung eine Wasser-dominierte fluide Phase (aufgrund der ausgezeichneten Löslichkeit für Na und Cl) geschehen würde. Hohe Na- und Cl-Gehalte führen nun ihrerseits zu stark erhöhten Löslichkeiten für HFSE in den entsprechenden Schmelzen, was dann im weiteren Verlauf zur Stabilisierung von Na-HFSE- Mineralen führt, wodurch die Bildung von Agpaiten definiert wird. Falls die Schmelzen jedoch nicht reduziert genug sind, dass sich größere Mengen an Methan bilden können (wie dies offenbar in Tamazeght der Fall ist), dann ist der genaue Zeitpunkt der Fluidentmischung und die Zusammensetzung der sich entmischenden Fluide von entscheidender Bedeutung für die Genese von Agpaiten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2008): The Alkaline-Peralkaline Tamazeght Complex, High Atlas Mountains, Morocco: Mineral Chemistry and Petrological Constraints for Derivation from a Compositionally Heterogeneous Mantle Source. Journal of Petrology 49, 1097- M 31
Marks, M.A.W., Schilling, J., Coulson, I.M., Wenzel, T., Markl, G.
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(2008): The effect of titanite and other HFSE-rich mineral (Ti-andradite, zircon, eudiaiyte) fractionation on the geochemical evolution of silicate melts. Chemical Geology 257, 153-172
Marks, M.A.W., Coulson, I.M., Schilling, J., Jacob, D.E., Schmitt, A.K., Markl, G.
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(2009): Reconstruction of magmatic to sub-solidus processes in an agpaitic system using eudiaiyte textures and composition: a case study from Tamazeght, Morocco. Canadian Mineralogist 47, 351-365
Schilling, J., Marks, M.A.W., Wenzel, T., Markl, G.
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(2009): Textural, chemical, and isotopic effects of late-magmatic carbonatitic fluids in the carbonatite-syenite Tamazeght complex. High Atlas Mountains, Morocco. Mineralogy and Petrology 97, 23-42
Marks, M.A.W., Neukirchen, F., Markl, G., Vennemann, T.
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(2010): A new endmember calculation scheme for eudialyte-group minerals. Neues Jahrbuch für Mineralogie. Abhandlungen 187/1, 69-81
Pfaff, K., Schilling, J., Wenzel, T., Marks, M.A.W., Markl, G.
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(2010): In situ U-Pb, Sr, Nd, and Hf isotopic analysis of eudiaiyte by LA-ICP-MS. Chemical Geology 273, 8-34
Wu, F.-Y., Yang, Y.-H., Marks, M.A.W., Liu, Z.-C, Zhou, Q., Ge, W.-C., Yang, J.- S., Zhao, Z.-F., Mitchell, R.H. and Markl, G.
