Hochdruckphasen in Ophiolithen - Produkte elektrischer Entladungen?

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Gerhard Ballhaus
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 335612051

In letzter Zeit wurden in ultramafischen Lithologien Hochdruckminerale wie Diamant, Coesit, Pseudomorphosen von Coesit nach Stishovit und hochdruckpolymorphe TiO2-Modifikationen beschrieben. Eng assoziiert mit den Hochdruckphasen sind hoch reduzierte Minerale wie Moissanit SiC, Si-Fe Legierungen, metallisches Ti und Nitride. Die Paragenesen sind zwar nur auf lokale und kleinräumige Enklaven beschränkt, sie haben aber das Potential, akzeptierte und petrologisch gut begründete Modelle zur Genese und Platznahme von Ophiolithkomplexen zu hinterfragen. Arbeitshypothese hier ist, dass die Paragenesen nicht die petrogenetische Geschichte der Lithologien widerspiegeln, sondern lokale metastabile Bildungen sind, die als Folge von Blitzeinschlägen generiert wurden. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Bauphysik soll experimentell untersucht werden, ob Hochdruckphasen und hoch reduzierte Minerale durch fokussierte, hochenergetische elektrische Entladungen in Gesteinen stabilisiert werden können, ob die ungewöhnlichen Paragenesen vielleicht Fulgurite markieren. Die Energie eines Blitzes genügt, in Gesteinen Plasmen zu generieren und durch thermische Expansion Drücke zu erzeugen, bei denen Hochdruckminerale stabilisiert werden. Bei Abschreckung eines Plasmas könnten eine Vielzahl metastabiler, scheinbar hoch reduzierter Metalle und Legierungen kondensieren, wenn aus kinetischen Gründen eine Reorganisation positiv geladener Metall- und Sauerstoffionen zu Oxiden unterdrückt wird. Positive Resultate hätten wichtige Implikationen: (1) Hochdruckphasen würden nicht unbedingt auf eine Hochdruckgeschichte der betroffenen Lithologien schließen lassen, und (2) nominell hoch reduzierte Minerale wie SiC oder Si-Fe-Ti Legierungen würden nicht die Redox-Geschichte des Wirtsgesteins widerspiegeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen