Boronisotopenfraktionierung während der Fluidentmischung aus Inselbogenbasalten bei magmatischen Temperaturen

• Antragsteller: Professor Dr. Raúl Fonseca
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432220636

Der Magmatismus in Subduktionszonen ist aufgrund der Addition an Subduktionsfluiden und Sedimentschmelzen wichtig für den chemischen Zyklus von fluidmobilen Elementen zwischen Erdmantel und Kruste. Diese potentiell H2O-reichen primitiven Inselbogenbasalte sollten in der Tiefe flüssigkeitsgesättigt sein, was zur Entmischung eines wasserreichen Fluids während des Magmenaufstiegs führt. Dieser Prozess sollte ihre Spurenelement- und stabile Isotopenzusammensetzung zu einem bestimmten Grad beeinflussen. Bor und seine Isotope sind ein starker Indikator für Prozesse mit Fluidbeteiligung, da Fluide neigen dazu, in schwerem 11B angereichert zu werden während Schmelzen und die meisten Silikate in 10B angereichert sind. Darüber hinaus zeigen Metasedimente, Fluide und Schmelzen erhebliche Unterschiede in ihrer B-Isotopenzusammensetzung, wodurch dieses System einzigartig geeignet ist, zwischen diesen Komponenten zu unterscheiden. Die Dehydratation Subduktionskomponenten setzt wahrscheinlich Fluide frei, die in schweren B - Isotopen angereichert sind. Jedoch ist die Zusammensetzung von Schmelzen, die aus Subduktionskomponenten erzeugt werden, sehr variabel und hängt von der Art des Materials und vom Vorhandensein/Abwesenheit von B-reichen Mineralen ab. Es ist daher erstrebenswert, das Verhalten von B und seiner Isotope während der Dehydratisierung und des partiellen Schmelzens von Subduktionskomponenten zu studieren. Diese Studien sind grundlegend um fluidbezogene Prozesse in der Erde zu charakterisieren und das Recycling fluidmobiler Elemente in konvergenten Plattenrändern zu verstehen.Ich beabsichtige, detaillierte experimentelle Kampagnen durchzuführen, um die B-Isotopenfraktionierung während der Fluidentmischung aus einem Magma, das partielle Schmelzen und die Dehydratisieren von Subduktionskomponenten zu untersuchen. Fluidentmischungsexperimente werden mit intern beheizten Druckgefäßen durchgeführt, wobei die Dekompression von H2O-reich Basalten mit verschiedenen Dekompressionsraten und Temperaturen reproduziert werden kann. Fluide, die während dieser Experimente freigesetzt werden, werden durch Einfrieren während des Quenchens gewonnen, was die Bestimmung ihrer B-Isotopenzusammensetzung ermöglicht. Das partielle Schmelzen von Subduktionskomponenten wird mit einer „belt-apparatus“ untersucht, wobei Edelmetallkapseln und Diamantfallen verwendet werden, um das Fluid aufzufangen. In jeder Art von Experiment werden sowohl die flüssigen Phasen als auch die silikatischen Schmelzen in situ per fs-LA-MC-ICP-MS auf ihre d11B gemessen. Diese neuen Daten werden dazu dienen, um zwischen verschiedenen Subduktionskomponenten zu unterscheiden und Spätphasenprozessen wie Fluid-Schmelz-Unmischbarkeit zu identifizieren. Darüber hinaus werden wesentliche Einblicke erhalten, um das volle Ausmaß der Zirkulation und des chemischen Transfers zwischen Erdmantel und Erdkruste zu verfolgen und zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen