Verlängerung des Maus -Projekts: Mobilität von Au und verwandte Elemente in Subduktionszonen - Erkenntnisse aus den Cyclades Islands, Griechenland

• Antragsteller: Dr. Alexandre Peillod, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Paläontologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462573889

Supra-Subduktionszonen können bedeutende hydrothermale Erzlagerstätten beherbergen. Die Bildung dieser Erze erfordert eine spezifische Abfolge geologischer Prozesse, die großteils im metasomatisch überprägten Mantelkeil stattfinden. Während der Subduktion führt die prograde Hochdruck-Niedrigtemperatur (HP-LT)-Metamorphose zur Dehydratisierung der subduzierten Platte und ermöglicht den Transfer mobiler Elemente aus den pelagischen Sedimenten und der veränderten ozeanischen Kruste in den Mantel. Diese Fluidflüsse beeinflussen Zusammensetzung, Redoxzustand und Schmelzbedingungen des metasomatisch veränderten Mantels. Das Verhalten von Au und verwandten Elementen (z.B. Ag, Bi, Mo, Se, Te) während dieser Prozesse ist jedoch nur unzureichend untersucht. Das vor zwei Jahren initiierte MAuS-Projekt versucht diese Wissenslücke zu füllen. Wir konnten zeigen, dass diese Elemente während der Subduktion teilweise mobilisiert werden, was zu Metall-Anreicherung im metasomatisch veränderten Mantel führt, der damit eine ergiebige Quellregion für Mineralisierungsprozesse darstellt. Insbesondere der während der prograden Metamorphose gewachsene Pyrit dokumentiert komplexe Mineralreaktionen, die Mobilität von Au und verwandten Elementen während der Subduktion nahelegen. Unklar ist bislang die Quelle der S-haltigen Fluide (magmatisch, sedimentär, aus Meerwasser). Das Ziel der MAuS-Projektverlängerung ist die Untersuchung des Zeitpunkts und der physikalisch-chemischen Bedingungen des Pyritwachstums während der prograden Metamorphose, der Quelle der verantwortlichen Fluide und der Mobilität von S, Au und verwandten Elementen. Wir vermuten, dass im Pyrit enthaltenes Gold und verwandte Elemente teilweise während größerer metamorpher Transformationen, z.B. von Pumpellyit zu Blauschiefer und von Blauschiefer- zu Eklogit-Fazies mobilisiert werden. Um diese Hypothese zu testen, werden wir Au und weitere Spurenelemente in Pyrit aus Proben aus der ersten Projektphase untersuchen. Die Proben stammen aus der kykladischen Blauschiefer-Einheit, Griechenland, einem Teil des Helleniden-Subduktionssystems, das einen passiven Kontinentalrand und eine ophiolitische Abfolge beinhaltet, die unter Pumpellyit- bis Eklogit-Fazies-Bedingungen metamorph überprägt wurden. Diese Gesteine wurden rasch exhumiert und damit nur begrenzt retrograd-metamorph überprägt, und sind damit besonders geeignet, um den Stofftransfer in einer subduzierenden Platte während der prograden Metamorphose zu untersuchen. Durch Kombination moderner in-situ-Mineralanalysen werden wir Spurenelementverteilung und S-Isotopenverhältnisse in Pyrit aus verschiedenen metamorphen HP-Fazies charakterisieren und interpretieren. Die Ergebnisse unserer Studie werden dazu beitragen, die Wissenslücke hinsichtlich des Verhaltens von Au und verwandten Elemente während der Subduktion zu füllen, eines wichtigen geotektonischen Prozesses, der die Zusammensetzung des Mantels wie auch der jungen kontinentalen Kruste maßgeblich beeinflusst.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Schweden
• Mitverantwortliche: Dr. Aratz Beranoaguirre, Ph.D.; Professorin Dr. Kirsten Drüppel; Professorin Dr. Barbara Irene Kleine-Marshall; Professor Dr. Jochen Kolb; Dr. Clifford Patten
• Kooperationspartner: Professor Dr. Jaroslaw Majka; Privatdozent Dr. Marc Ulrich, Ph.D.