ModInc: Modellierung der Dekompression von Ultra-Hochdruck-Wirtseinschlüssen

• Antragsteller: Professor Dr. Thibault Duretz
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Geologie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559027825

Mineralien können Einschlüsse mit unterschiedlichen chemischen und mechanischen Eigenschaften beherbergen. Wirtseinschlusssysteme (HIS) können wertvolle Informationen über die geologische Geschichte tektonischer Einheiten aufzeichnen und sind daher von geodynamischer Bedeutung. Insbesondere in Ultra-Hochdruck-Einheiten (UHP) können HIS hochgradige Mineralphasen aufweisen, die Zeugen extremer thermobarometrischer Bedingungen sind. Darüber hinaus kann die Deformation der Wirtsminerale die tektonischen Prozesse widerspiegeln, die die Dekompression bestimmen. Das ModInc-Projekt zielt darauf ab, (1) das Auftreten von Deformationsstrukturen in HIS unter quasistatischen und dynamischen Entlastungsbedingungen vorherzusagen, (2) die Faktoren zu identifizieren, die die Erhaltung von UHP-Phasen steuern, und (3) unabhängige Schätzungen der Dekompressionsraten von UHP-Einheiten zu liefern. Zunächst wird die Dekompression von KIS mit Hilfe dreidimensionaler (3D) nichtlinearer thermomechanischer Modelle modelliert. Insbesondere wird die Rolle von Belastungsraten, Fließmodi, Kriechmodellen, mechanischer Anisotropie der Wirte, Phasenübergängen und Kinetik quantifiziert werden. Diese Studie wird es ermöglichen, die Bedingungen zu ermitteln, die sowohl zum Nachgeben von Granat als auch zur teilweisen Erhaltung von Coesit führen. Die Ergebnisse des numerischen Modells werden mit natürlichen HIS (Granat, Kyanit) verglichen, die in UHP-Gebieten (Alpen, Norwegen) untersucht wurden. Es wird eine interaktive Schnittstelle für die Modellierung der Dekompression von HIS veröffentlicht werden. Dies wird die Zugänglichkeit und Sichtbarkeit der Ergebnisse von ModInc verbessern. Zweitens werden synthetische Druck-Temperatur-Zeit-Pfade (PTt) aus thermomechanischen Modellen von Subduktion und Kollisionen extrahiert. Die PTt-Pfade werden als Input für die Modellierung der HIS-Dekompression verwendet. Auf diese Weise lässt sich feststellen, welches geodynamische Szenario die Bildung der in natürlichen Proben beobachteten Strukturen am besten erklärt. Durch die Gegenüberstellung von HIS- und Lithosphärenmodellen mit geologischen Beobachtungen wird ModInc neue Erkenntnisse über die physikalischen Prozesse in Subduktions-Kollisionszonen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen