Der Einfluss von Netzwerkwandlern (Mg, Ca, Na und K) auf das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in silikatischen Schmelzen: experimentelle Untersuchung und Modellierung

• Antragsteller: Professor Dr. Francois Holtz, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 289203307

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 thermodynamischen Modelle berücksichtigen Änderungen der Schmelzzusammensetzungen für basaltische Systeme; sie sind aber schlecht kalibriert für andere natürliche Zusammensetzungen. Die Antragsteller zeigen, dass Interaktions-Parameter in den Gleichungen der bisherigen Modelle berücksichtigt werden müssen (die einfache Berücksichtigung der einzelnen Oxyden, ΣdiXi, is nicht ausreichend). In diesem Projekt wird der Einfluss von Netzwerkwandlern (Mg, Ca, Na, K) auf das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in silikatischen Schmelzen experimentell bei 1 bar untersucht. Die Daten wurden mit vorhandenen Ergebnissen über den Einfluss von Si, Al, P und Ti auf das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in Schmelzen kompiliert. Eine Gleichung um das Fe3+/Fe2+ Verhältnis von mafischen bis felsischen Zusammensetzungen vorherzusagen wurde in 2017 publiziert. Das Modell beinhaltet bislang nur Daten, die bei oxydierten Bedingungen gewonnen wurden. Im Rahmen einer Verlängerung des Projektes sollen Ergebnisse aus reduzierten Bedingungen zum Modell integriert werden (inkl. Literatur-Daten). Einige zusätzliche Experimente werden durchgeführt um zu prüfen, in wie fern die bisherige Gleichung für natürliche Zusammensetzungen kalibriert ist. Mit Hilfe dieser Ergänzungsarbeit wird die bisherige Gleichung verbessert werden, so dass das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in natürlichen mafischen und felsischen Schmelzen mit guter Genauigkeit berechnet werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Kooperationspartner: Dr. Alexander Borisov, Ph.D.
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Harald Behrens