Komplementäre Erkenntnisse aus orogenen und Xenolith-Eklogiten als Archive des Stofftransfers in Subduktionszonen: Eine einzigartige Fallstudie aus der Farallon-Platte

• Antragstellerin: Dr. Sonja Aulbach
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467699541

Ozeanische Subduktionszonen stellen mit die wichtigste Schnittstelle auf der Erde dar, an der signifikante Kruste-Mantel-Wechselwirkung stattfindet und volatile und andere Elemente mobilisiert werden - Prozesse, die für die planetare Entwicklung von grundlegender Bedeutung sind. Ein Teil des Stofftransfers wird durch Fluide und Schmelzen in Abhängigkeit von Zusammensetzung, Druck, Temperatur und Sauerstofffugazität vermittelt. Die Einflüsse dieser Parameter auf die Elementmobilität in dieser komplexen Umgebung bleiben unscharf. Dies liegt mit an der begrenzten Tiefe, aus der Proben von verschiedenen Subduktionszonen zur Verfügung stehen. Aufgrund eines einzigartigen geologischen Zufalls wurde die ozeanische Kruste der kreidezeitlichen Farallon-Platte über ein außergewöhnlich großes Druckintervall (~2.0-4.7 GPa) beprobt: durch tektonisch exhumierte Eklogite im Franciscan-Komplex (westliche USA) und durch Eklogit-Xenolithe, die im 700 km östlich gelegenen Navajo-Vulkanfeld vorkommen. Unter Verwendung einer repräsentativen Probenserie zielt diese Studie darauf ab, mit Hilfe von Li-B-Mg-Fe-Isotopien des Gesamtgesteins die Quellen der Fluide zu identifizieren, die mit den Eklogiten während der tiefen Massentransferprozesse in der Farallon-Platte interagierten. Kurzlebige Fluidereignisse sollen mit Hilfe von in situ Li-Mg-Fe-Isotopenanalysen erkannt werden. Ein Druck-Temperatur-Zeit-Sauerstofffugazitätspfad wird durch die Kombination von Geothermo-Oxybarometrie mit einer neuen U-Pb-Datierungsmethode an Granaten nachgezeichnet. Die Konzentrationen, Speziationen, und Isotopenzusammen-setzungen von Kohlenstoff und Schwefel, ergänzt durch δ34S in Sulfiden sowie Fe3+/ΣFe und δ56Fe in Granaten, erlauben das Zusammenspiel der redoxsensiblen Elemente Fe, C und S zu analysieren und die Reaktionen zu identifizieren, durch die sie entweder mobilisiert oder in der Platte zurückgehalten werden. In Kombination werden diese Daten es erlauben, die physikochemischen Einflüsse auf den Massentransfer und den Volatilkreislauf vom Forearc bis zum Subarc, in einer einzigen Platte, außergewöhnlich detailliert nachzuzeichnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen