Die Rolle mafisch-ultramafischer Körper bei der Entstehung der frühen kontinentalen Kruste

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Annika Dziggel; Dr. Silvia Volante
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Geologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504307867

Hauptbestandteile der ältesten kontinentalen Kruste sind natriumhaltige Gesteine der Tonalit– Trondhjemit–Granodiorit (TTG) Reihe, die durch teilweises Aufschmelzen von wasserhaltigen Metabasalten in unterschiedlichen Tiefen entstanden sind. Die mit der Bildung der TTGSchmelzen verbundenen Prozesse sind jedoch nach wie vor umstritten, und grundlegende Fragen bezüglich der Rolle und Herkunft des Wassers bei der Bildung derart großer Mengen an Schmelzen müssen noch beantwortet werden. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Druck–Temperatur–Zusammensetzungs–Zeit (P–T–X–t) Bedingungen während des partiellen Aufschmelzens natürlicher archaischer mafischultramafischer Protolithe und ihre Rolle bei der Bildung von TTG-Schmelzen besser zu charakterisieren. Insbesondere wollen wir die Rolle und Herkunft des Wassers während des partiellen Schmelzens untersuchen und erforschen, wie die unterschiedliche Zusammensetzung der mafisch–ultramafischen Protolithe und die Verfügbarkeit von Wasser die Zusammensetzung und das Volumen der erzeugten Schmelzen steuern. Die untersuchten Proben umfassen Paare von TTGs und eingeschlossenen mafisch–ultramafischen Gesteinen aus unterschiedlichen archaischen Terrains, die sich hinsichtlich ihrer angenommenen geodynamischen Entwicklung und ihres Alters unterscheiden. Mit Hilfe von Phasengleichgewichts-Modellierungen werden die Bedingungen während der Schmelzbildung und die Zusammensetzung der entstandenen Schmelzen bestimmt. Diese Ergebnisse werden mit Spurenelement-Modellierungen und der Gesamtgesteins-Geochemie der TTG-Gneise kombiniert, um die modellierten Schmelzzusammensetzungen mit denen der natürlichen TTG-Gneisproben zu vergleichen. Darüber hinaus werden U–Pb Datierungen sowie Spurenelement- und Sauerstoffisotopenanalysen von Zirkon verwendet, um i) das Alter und die P–T-Bedingungen der zirkon-equilibrierten TTG-Schmelzen zu bestimmen, ii) weitere Informationen über die Schmelztiefe zu erlangen und iii) die Quelle des Wassers während der Schmelzbildung zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Studie haben das Potenzial, einen wichtigen Beitrag zu der seit langem geführten Diskussion zur Bildung arcaischer TTGs zu leisten, und könnten auch weitere Einblicke in die geodynamischen Umgebungen liefern, in denen sie entstanden sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien, Schweiz, Südafrika
• Kooperationspartner: Professor Dr. Johann Diener; Professor Dr. Tim Johnson
• Mitverantwortliche: Privatdozent Dr. Jörg Elis Hoffmann; Professor Dr. Carsten Münker