Dynamik des HFSE-Transfers in flachkrustalen Alkaligesteinsintrusionen: Die Rolle komplexer Magma-Fluid-Feststoff-Interaktionen

• Antragsteller: Tobias Fusswinkel, Ph.D.; Privatdozent Dr. Sven Sindern
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441176882

Alkalimagmatische Systeme sind bekannt für ihr außergewöhnlich hohes Potential zur Fraktionierung und Anreicherung inkompatibler Elemente sowie Bildung von Lagerstätten seltener Metalle. Dabei besteht im Hinblick auf Art und Dynamik der Metallanreicherung Forschungsbedarf zur Rolle magmatischer Faktoren einschließlich der in unterkühlten und volatilienreichen Systemen stattfindenden Prozesse im Vergleich zur Rolle von Schmelz-Fluid-Wechselwirkungen. Bei letzteren haben Ligandenkonzentration und Entwicklung der Fluidzusammensetzung einen wesentlichen Einfluss auf den Magma-Fluid-Metalltransfer und fluidkontrollierten Metalltransport. Im finnischen Iivaara-Komplex, in dem der Dachbereich einer alkalimagmatischen Intrusion sowie die umgebende Fenitaureole aufgeschlossen sind und der in verschiedenen Bereichen eine Ti-dominierte Anreicherung der „high-field-strength-Elemente“ zeigt, ergeben sich optimale Bedingungen zur Untersuchung des Einflusses dieser Prozesse im hochthermalen Übergangsbereich von magmatischen zu hydrothermalen Systemen. Dabei wird die Untersuchung im Wesentlichen auf der unmittelbaren mikrothermometrischen und umfassenden chemischen in-situ-Analyse von Schmelz- und Flüssigkeitseinschlüssen aufbauen, die ein vollständiges Bild aller magmatischer und post-magmatischer Schmelzen und Fluide ergibt. Mit Hilfe nachweisstarker und hoch ortsauflösender Verfahren (Laserablations-ICP-Massenspektrometrie, Raman-Spektroskopie) werden „high-field-strength-Spurenelemente“ sowie ligandenbildende Volatilien (C, O, P, S, Cl, Br, I) erfasst. Chlorisotopensignaturen erlauben eine Differenzierung magmatischer, krustaler oder meteorischer Fluidquellen und werden durch Sekundärionen-Massenspektrometrie an Apatit bestimmt, der in allen Bereichen des Komplexes auftritt und als Produkt magmatischer Prozesse sowie von Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen erkannt werden kann. Der hier generierte Datensatz wird genutzt, um die Anreicherung von „high-field-strength-Elementen“ im Dachbereich des als natürliches Labor dienenden Iivaara-Komplexes und damit auch die Rolle von magmatischen und Schmelz-Fluid-, bzw. Fluid-Gesteins-Wechselwirkungsprozessen zu unterscheiden und zu bewerten. Dieses Projekt adressiert damit Schlüsselforschungsfragen in Themenbereich A des SPP DOME und liefert gleichzeitig hilfreiche Rahmendaten für experimentell wie numerisch modellierend ausgerichtete Forschungsvorhaben des SPP.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung - DOME
• Internationaler Bezug: Schweden
• Kooperationspartner: Professor Martin Whitehouse, Ph.D.