Experimentelle Bestimmung der Bor-Isotopenfraktionierung zwischen silikatischer Schmelze und wässrigen Fluiden zum besseren Verständnis der Entstehung magmatisch-hydrothermaler Erze

• Antragsteller: Professor Dr. Sandro Jahn; Dr. Robert Trumbull; Professor Dr. Max Wilke; Dr. Bernd Wunder
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441165585

In diesem Antrag geht es um das Verständnis der Bildung von mit Graniten und Pegmatiten assoziierten Erzlagerstätten und welche Rolle hierbei der Wechsel von magmatisch zu hydrothermal spielt. Theoretisch sollten bei diesem Übergang Bor-Isotope zwischen silikatischer Schmelze und Fluiden fraktionieren, und entsprechend empirischer Studien kann Turmalin in Gesteinen diese Veränderung speichern. Zur Validierung dieser Daten fehlen allerdings Informationen über das Maß der B-Isotopen Fraktionierung zwischen granitischen Schmelzen und wässrigen Fluiden, zu dem bislang keine einvernehmliche Daten vorliegen. In dem hier vorgeschlagen Projekt soll dieses geklärt werden, indem der B-Isotopen Austausch zwischen Fluiden und synthetischen Granitschmelzen variabler Zusammensetzungen bei für natürlichen Systemen relevanten Druck-/Temperatur-Bedingungen experimentell untersucht wird. Die Untersuchungen beinhalten: a) SIMS B-Isotopen Profil-Untersuchungen von zeitabhängige Experimenten, zur Überprüfung von Austauschgleichgewicht, b) TIMS Untersuchungen von abgeschreckten Schmelzen und Fluiden, c) NMR Untersuchungen zur Bestimmung der Bor-Koordination in synthetischen Schmelzen unterschiedlicher Zusammensetzung und d) molekulardynamische Berechnungen der Bor-Speziation in Schmelzen und Fluiden zur Ergänzung der experimentellen Daten. Die Ergebnisse werden auf natürliche erzbildende Systeme angewandt, zur Re-Interpretation einer Vielzahl von existierender SIMS-Daten des Potsdam-Labors und anderer publizierter Studien zu B-Isotopen Variation in granit- und pegmatitbezogenen Erzlagerstätten, bei denen vermutet wurde, das die Kristallisation von Turmalin während des magmatisch - hydrothermalen Übergangs erfolgte.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung - DOME