Bestimmung der Fe3+/Fe2+-Verhältnisse in natürlichen Gläsern mittels Mikrosonde: Anwendung der Flankenmethode zur Bestimmung des Redoxzustands von Basalten am mittelozeanischen Rücken, an ozeanischen Inseln, ozeanischen Plateaus und Inselbögen

• Antragsteller: Renat Almeev, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 507142030

Die Bestimmung des genauen Redoxzustands des Erdmantels war in den letzten Jahrzehnten Gegenstand zahlreicher Studien und ist nach wie vor stark umstritten. Informationen über den Redox-Zustand des Erdmantels stammen aus der Analyse von Gläsern, die in der ozeanischen Kruste gesammelt wurden und von denen man annimmt, dass sie das Fe3+/Fe2+-Verhältnis der im Erdmantel gebildeten Basalte einfrieren. Die Kontroverse über den Redox-Zustand von Basalten hängt vor allem mit unterschiedlichen analytischen Ansätzen zur Bestimmung des Fe3+/Fe2+-Verhältnisses in Gläsern und mit möglichen analytischen Problemen zusammen (z. B. Strahlenschäden). Da große Glasfragmente von Basalten nur selten zu finden sind, insb. wenn Glaseinschlüsse in Mineralen analysiert werden sollen, müssen analytischen Methoden mit hoher räumlicher Auflösung angewandt werden, die es ermöglichen, eine große Anzahl von Proben routinemäßig zu analysieren. In diesem Antrag planen wir die Mikrosonden-Flankenmethode zu entwickeln, um genaue, schnelle und kostengünstige Messungen des Fe3+/Fe2+-Verhältnisses in natürlichen Basaltgläsern (Ränder von Kissenbasalten sowie Glaseinschlüsse in Mineralen), die im Rahmen von IODP Expeditionen gewonnen wurden. Die Proben werden repräsentativ für unterschiedliche geodynamische Umgebungen sein, wie z. B. mittelozeanische Rücken, ozeanische Inseln, ozeanische Plateaus und Inselbögen. Unter Verwendung einer Reihe von Glasstandards mit bekanntem Fe3+/Fe2+-Verhältnissen wird die Mikrosonden-Flankenmethode für eine neue Mikrosonde kalibriert, die kürzlich in Hannover angeschafft wurde. Die Fortschritte in den analytischen Möglichkeiten des neuen Instruments werden genutzt, um die Präzision der Flankenmethode für die Bestimmung des Fe3+/Fe2+-Verhältnisses in Gläsern zu verbessern. Die Analyse natürlicher Gläser wird dazu dienen, die Kontroverse über den Oxidationszustand des Mantels zu klären und Unterschiede zwischen den verschiedenen geotektonischen Umgebungen festzustellen. Basaltische Gläser von mittelozeanischen Rücken aus dem Atlantik, die ein Alter von fast 0 bis 160 Ma abdecken, werden verwendet, um mögliche Veränderungen des Oxidationszustands mit der Zeit zu untersuchen. Proben aus dem Izu-Bonin Mariana Bogen werden entscheidende Informationen über die Veränderung der Redox-Bedingungen in Basalten während der Initiierung einer Subduktionszone liefern. Die Bestimmung des Fe3+/Fe2+-Verhältnisses von Gläsern aus ozeanischen Plateaus wird hilfreich sein, um zu klären, ob diese Basalte aus einem Mantle-Plume stammen oder nicht. Schließlich sind die Ergebnisse von Bedeutung um Schmelzreaktionen im Erdmantel nachzuvollziehen und um den Einfluss von Redox-Bedingungen auf den Verteilungskoeffizienten von Elementen mit mehreren Oxidationsstufen zwischen Basalten und festen Phasen zu klären.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Francois Holtz