Positionierung der Zirkon-Spaltspuren und Zirkon-Mikro-Raman partiellen Ausheilzonen

• Antragsteller: Dr. Bastian Wauschkuhn
• Fachliche Zuordnung: Geologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 408147773

Zirkon ist ein häufiger Bestandteil von magmatischen und metamorphen Gesteinen und daraus abgeleiteter, klastischer Sedimente. Wegen der U- und Th-Substitution im Gitter ist Zirkon ein Schlüsselmineral für die geologische Altersdatierung. Der radioaktive Zerfall von U und Th produziert Pb, He, Spaltprodukte und verschiedenartige Gitterschäden. Mein erstes Ziel ist es, die Zirkon-Spaltspurendatierungsmethode zu verbessern, indem ich die geologischen Bedingungen ermittele, unter denen die Zirkon-Spaltspurenuhr zurückgesetzt wird. Hierbei handelt es sich um die Lokalisierung der Zirkon-Spaltspuren-Ausheilzone (ZPAZ). Gitterschäden, verursacht durch Selbstbestrahlung, beeinflussen sowohl die Ätz- als auch die Ausheileigenschaften der Spaltspuren. Die Kinetik der Strahlenschaden-Akkumulation und Reparatur wurde in Laborexperimenten untersucht. Ihre Extrapolation auf geologische Zeitskalen lässt erwarten, dass die Amorphisierung von Zirkon durch Schädigung bei Temperaturen über ~160 °C reduziert oder unterdrückt wird. Ein weiteres Ziel ist es daher, die geologische Zirkon-Strahlenschaden-Ausheilzone (ZRAZ) zu lokalisieren. Beide Ziele lassen sich durch die Untersuchung der Spaltspuren und Strahlenschäden an Zirkonen aus der Kontinentalen Tiefbohrung realisieren, die 265 °C in 9,1 km Tiefe erreichte. Es wird davon ausgegangen, dass sie die ZRAZ zwischen 3 und 5 km Tiefe und die ZPAZ zwischen 7 und 9 km Tiefe durchquerte. Die erzielten Ergebnisse könnten dazu beitragen, das Potenzial von Zirkon für die Endlagerung von hochaktiven Nuklearabfällen und für die Exploration nach thermogenem Gas zu bewerten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien, USA
• Mitverantwortliche: Dr. Birk Härtel; Privatdozent Dr. Raymond Jonckheere; Privatdozent Dr. Jörg Pfänder; Professor Dr. Lothar Ratschbacher
• Kooperationspartner: Professor Dr. Bradley R. Hacker; Dr. Bart Van Houdt; Dr. Guido Vittiglio; Dr. Jan Wagemans