Experimentelle Bestimmung der Spurenelementverteilung zwischen Orthopyroxen und silikatischer Schmelze
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Projektes "Experimentelle Bestimmung der Spurenelementverteilung zwischen Orthopyroxen und silikatischer Schmelze" wurden die Verteilungskoeffizienten von geochemisch wichtigen Spurenelementen zwischen Orthopyroxen (einer modal wichtigen Phase im Erdmantel sowie bei der Bildung der festen Materie während der Frühentwicklung des Sonnensystems) und wasserfreien silikatischen Schmelzen experimentell bestimmt. Diese Daten spielen eine kritische Rolle für die Modellierung von geochemischen Prozessen im Erdmantel und kosmochemischen Prozessen mit Spurenelementen. Alle Experimente wurden in synthetischen Systemen durchgeführt, die die Zusammensetzung des Erdmantels, bzw. basaltischer Magmen approximieren. Die synthetisierten Orthopyroxene und Schmelzen wurden mit modernen analytischen Verfahren untersucht. Dabei ist es gelungen, den bisher vollständigsten Datensatz für eine grosse Anzahl von geochemisch wichtigen Spurenelementen (LILE, HSFE, REE) zu bestimmen. Ausserdem wurde erstmalig die Abhängigkeit der Orthopyroxen-Schmelz Verteilungskoeffizienten von Kristallchemie, Druck und Temperatur entlang des Mantelsolidus systematisch untersucht. Während die Verteilungskoeffizienten der wichtigen Erdmantelphasen Klinopyroxen und Granat systematische Variationen in Abhängigkeit von Kristallchemie, Druck und Temperatur zeigen, sind die Verteilungskoeffizienten für Orthopyroxen für die meisten der hier untersuchten Elemente weniger abhängig von diesen Parametern. Basierend auf den in diesem Projekt bestimmten Verteilungskoeffizienten und den in der Literatur vorhanden Daten wurden allgemeingültige Parameterisierungen abgeleitet, die die Variation der Verteilungskoeffizienten für Lanthanoide und Erdalkalimetalle in Abhängigkeit von Kristallchemie, Druck und Temperatur beschreiben. Diese Parameterisierungen sollten ihre Anwendung bei der Modellierung von Schmelzprozessen in terrestrischen und extraterrestrischen Gesteinen mittels Spurenelementen finden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2001) On the cause of shallow melting beneath midocean ridges. 79. Jahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Potsdam, 09. - 13. September 2001. Berichte der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Beihefte zum European Journal of Mineralogy 13: 147
Landwehr D., Blundy J.D., Wood B.J.
- (2002) Determination of trace element partition coefficients from experimental run products: Comparison of SIMS and LA-ICP-MS techniques. 80. Jahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Hamburg, 08. -12. September 2002. Berichte der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Beihefte zum European Journal of Mineralogy 14: 98
Landwehr D., Paterson B., Blundy J.D, Dalpe C., Hinton R.
- Trace element partitioning between orthopyroxene and anhydrous silicate melts on the Iherzolite solidus from 1.1 to 3.2 GPa and 1230°C to 1535°C. Contributions to Mineralogy and Petrology
Frei, D., Wunder B., Klemme S., Blundy, J.D., Franz G.
