Das Verhalten von HFSE Elementen in F-reichen peralkalinen magmatischen Systemen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Michael Marks; Privatdozent Dr. Benjamin Walter
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 526130846

Peralkaline Magmatite (Gesteine mit einem molaren (Na+K)/Al-Verhältnis > 1) sind stark an Halogenen, Seltenerdelementen (REE) und HFSE (Zr, Hf, Nb, Ta) angereichert und stellen einige der vielversprechendsten Quellen für die zukünftige Versorgung mit HFSE und REE dar. Dieses Projekt untersucht das Verhalten von Halogenen und HFSE/REE-haltigen Phasen in dem texturell und kompositionell zonierten peralkalinen plutonischen Monchique-Komplex (Portugal), der sich von gabbroischen zu foid-syenitischen Zusammensetzungen entwickelt hat. Die besondere Rolle von Sodalith, Fluorit und verschiedenen F-reichen Na-Ca-HFSE-Disilikaten (FDC) für die Retention von Halogenen in peralkalischen Magmen wird untersucht und die variablen Auswirkungen von fraktionierter Kristallisation, Fluidentmischung/Entgasung und Fluid-Gesteins-Wechselwirkung auf Halogensystematiken und HFSE/REE-Mobilität werden voneinander abgegrenzt. Die folgenden drei Arbeitshypothesen werden den Ablauf des geplanten Projekts leiten: 1) Halogenhäufigkeit und Halogensystematik (F/Cl-, Cl/Br-Verhältnisse) in den Gesteinen von Monchique spiegeln die Auswirkungen der fraktionierten Kristallisation während magmatischer Stadien und ihre Umverteilung durch begleitende (autometasomatische) hydrothermale Veränderung wider. 2) Der Monchique-Komplex zeigt eine vertikale und horizontale Zonierung in Bezug auf die relative Häufigkeit von Sodalith-FDS-Vergesellschaftungen, die möglicherweise mit der HFSE-Verteilung in diesem Körper korrelieren oder nicht. 3) Lokal entwickelte Fenite rund um den Monchique-Komplex sind Cl-reich, aber F-arm und daher frei von FDS, aber zirkon- und titanithaltig, was hauptsächlich durch das niedrige F/Cl-Verhältnis der fenitisierenden Fluiden gesteuert wird. Um diese Hypothesen zu testen, werden wir detaillierte Petrographie, Ganzgesteinsanalyse (XRF, ICP-MC, CIC), Mineralchemie (EPMA, CIC, LA-ICP-MS), thermodynamische Modellierung und Fluideinschlussuntersuchungen (Mikrothermometrie, LA-ICP-MS) kombinieren. Die zu erwartenden Ergebnisse dieses Projekts werden nicht nur das Halogen- und HFSE-Verhalten in einem solchen peralkalinen System entschlüsseln, sondern auch generelle Implikationen für die Bildung und Migration von halogenhaltigen Fluiden haben, die zum HFSE-Transport innerhalb eines magmatischen Komplexes fähig sind. Geochemische Monitore (z. B. Gesamtgesteinshalogendaten, HFSE-Daten) werden mit mineralogischen Beobachtungen (z. B. FDS-, Sodalith-, Fluoritverteilung) kombiniert und ermöglichen so einen detaillierten Blick auf die Fluidauflösungs-/Entgasungsprozesse in flachen tafelförmigen plutonischen Körpern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Tobias Fusswinkel, Ph.D.