Thermodynamik ausgewählter hydrothermaler As- und Sb-Minerale

• Antragsteller: Professor Juraj Majzlan, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426552457

Im Rahmen dieses Antrags werden wir ausgewählte As- und Sb-Minerale herstellen oder erwerben und deren chemische Zusammensetzung, Kristallstruktur sowie thermodynamischen Eigenschaften ermitteln. Die durch uns ausgewählten Minerale entstehen typischerweise durch hydrothermale Prozesse bei Temperaturen bis zu 400 ºC aus sulfidarmen Fluiden. Die durch uns ausgewählten As-Minerale sind Co-Ni-Fe-Arsenide der Skutterudit-Gruppe [(Co,Ni,Fe)As3-x], die Teil von vielen Ni-Co-Fe-Bi-Vererzungen weltweit sind und bei deren Bildung eine relevante Rolle einnehmen. Unsere Auswahl von Sb-Phasen umfasst mit Schafarzikit (FeSb2O4) und Chapmanit (Sb3+Fe3+2(SiO4)2(OH)), zwei Sb-Minerale, die aus sulfidarmen Fluiden entstehen können. Alle diese Minerale werden entweder in evakuierten Quarzröhrchen hergestellt oder als natürliche Proben erworben und danach mit verschiedenen mineralogischen Methoden weiter untersucht. Die hauptsächliche Untersuchungs methode im Rahmen dieses Antrags ist die Hochtemperatur-Kalorimetrie mit oxidischen Schmelzen. Ein wesentlicher Bestandteil unserer kalorimetrischen Untersuchungen wird dabei sein,durch zahlreiche sowie komplexe Überprüfungen die Sicherheit herzustellen, dass die Daten für die ausgewählten Minerale die notwendige Genauigkeit und Präzision besitzen. Die Entropien und Hochtemperatur-Wärmekapazitäten werden mittels Relaxations- sowie Differenzialkalorimetrie ermittelt. Alle von uns gewonnenen Daten werden mit den entsprechenden Zustandsgleichungen für wässrige Ionen (implementiert in thermodynamischer Software wie z.B. SUPCRT) kombiniert und dienen der Berechnung und Konstruktion von Phasediagrammen. Die berechneten Löslichkeiten und deren temperaturabhängige Änderungen werden unser Verständnis der hydrothermalen Prozesse, besonders jene unter sulfidarmen Bedingungen, signifikant voranbringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen