Magma Reservoire und Differenzierung der mafischen Magmen der Snake River Plain Provinz (Yellowstone-Hotspot, USA): Beitrag aus der Analyse von Kristallen und Schmelzeinschlüssen in basaltischen Laven des Kimama-Bohrkerns.

• Antragsteller: Professor Dr. Francois Holtz
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457815252

Die Untersuchung der Interaktion eines „Hotspots“ mit der kontinentalen Lithosphere war ein Hauptziel der ICDP Bohrung in der Snake River Plain (SRP) Provinz, USA. Dabei sind petrologische und geochemische Untersuchungen an magmatischen Gesteinen aus der SRP-Provinz von Bedeutung um die geologischen Prozesse in den letzten 17 Jahren nachzuvollziehen. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Rekonstruktion der unterschiedlichen basaltischen Magmareservoire und deren Interaktion in der unteren Kruste der Snake River Plain Provinz. Anhand der Informationen, die in den Kristallen der basaltischen Vulkangesteine des ICDP-Bohrkerns von Kimama (~ 1800 m von mehr als 500 basaltischen Lavaströmen) gespeichert sind, werden die Bedingungen in Magmareservoiren und transkrustalen magmatischen Prozessen charakterisiert. Zwei unterschiedliche Untersuchungsmethoden werden miteinander verbunden: 1) texturelle und chemische Analyse der zonierten Kristallen und 2) Analyse der Zusammensetzung von rehomogenisierten Schmelzeinschlüssen in den Mineralphasen. Thermobarometrische Untersuchungen und der Ursprung der chemischen Zonierung der Minerale (z. B. Texturen, die sich auf verschiedene magmatische Prozesse wie Dekompressionsschmelzen, Magmaauffüllung oder konvektive Prozesse beziehen) werden verwendet, um verschiedene Populationen von Kristallen und verschiedene magmatische Umgebungen zu identifizieren. Wenn vorhanden, werden Diffusionsprofile verwendet, um Zeitskalen von magmatischen Prozessen zu bestimmen (z.B. Zeit, die ein Kristall in einer spezifischen Umgebung verbracht hat).Da alle Basalte eine teilweise- oder vollständig kristallisierte Grundmasse aufweisen, soll die ursprüngliche Zusammensetzung von Schmelzen aus rehomogenisierten Glaseinschlüssen bestimmt werden. Die Rehomogenisierung wird bei realistischen Temperaturen (~ 1100 - 1200 ° C) in Hochdruckapparaturen (bis zu 500 MPa) durchgeführt. Diese Methode ist erforderlich, da neue Ergebnisse gezeigt haben, dass das Wasser, welches initial in den Schmelzeinschlüssen vorhanden war, während der Abkühlungs- und Entgasungsprozesse durch die umgebenden Minerale (insb. Olivin) hindurch diffundieren kann. Die Analyse von rehomogenisierten Einschlüssen bietet die Möglichkeit, die Zusammensetzung von Schmelzen zu rekonstruieren, die Schmelzzusammensetzungen in den verschiedenen Umgebungen zu verfolgen und die Differenzierungsprozesse als Ergänzung zu Mineralzusammensetzungen zu diskutieren. Unter Verwendung von Löslichkeitsmodellen von H2O und CO2 in Silikatschmelzen bietet die Bestimmung von H2O und CO2 in Schmelzeinschlüssen ein zusätzliches Instrument zur Begrenzung des Einschlussdrucks und ergänzt die thermobarometrischen Informationen. Da primitive undifferenzierte Basaltproben im SRP nicht vertreten sind, kann die Haupt- und Spurenelementanalyse von Glaseinschlüssen in Olivin auch nützlich sein, um die geochemische Signatur der Quellregion zu charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)
• Mitverantwortlich: Renat Almeev, Ph.D.