Die Entschlüsselung von krustalen Schmelzprozessen durch die in-situ Analyse von Nanogranitoiden in Monazit

• Antragsteller: Dr. Dominik Sorger
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 561221372

Das Verständnis der Mobilisierung und des Transports kritischer chemischer Elemente, einschließlich der Seltenerdelemente, Yttrium, Thorium und Uran, ist entscheidend für die Weiterentwicklung unseres Wissens über die magmatische und metamorphe Petrogenese. Monazit, ein Phosphatmineral mit der generellen Formel REE(PO4), dient als ein wichtiger Träger dieser Elemente in metamorphen sowie felsischen magmatischen Gesteinen. In metamorphen Gesteinen reicht das Stabilitätsfeld von Monazit von der Grünschiefer- bis zur Granulitfazies. Daher bietet es eine ideale Gelegenheit, das Verhalten dieser Elemente während der Metamorphose und krustalen Schmelzprozessen zu untersuchen. Frühere Studien haben unser Verständnis des Verhaltens von Monazit in schmelzhaltigen Systemen und der Verteilung von Elementen zwischen diesen Phasen durch experimentelle Studien, thermodynamische Modellierung von Monazitwachstum und -auflösung sowie durch Untersuchungen von natürlichem Monazit in schmelzhaltigen Gesteinen erheblich erweitert. In diesem Projekt möchten wir diese Prozesse weiter erforschen, indem wir Schmelzeinschlüsse in Monazit und Granat aus granulitfaziellen Gesteinen des Böhmischen Massivs analysieren. Dieser Ansatz ermöglicht die direkte Untersuchung sowohl der Schmelze als auch der Wirtsphasen in ihrem natürlichen Kontakt innerhalb dieser Proben. Darüber hinaus wird dieses Forschungsprojekt Konzentrationen flüchtiger Elemente (H2O & CO2) und Halogene (Fluor & Chlor) in der Schmelze untersuchen, um ihre Auswirkungen auf die Fraktionierung von Thorium und Uran zu verstehen. Zusammen mit einer geochronologischen Untersuchung von Monazit erlauben diese Daten dann eine Korrelation zwischen Schmelzereignissen und der metamorphen Entwicklung des Gesteins herzustellen. Um diese Ziele zu erreichen, werden fortschrittliche analytische Techniken wie Elektronenstrahlmikrosonde, Laserablations Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma, Raman-Spektroskopie und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie eingesetzt. Die erhaltenen Daten werden mit vorhandenen Druck-Temperatur Informationen korreliert, um die komplexe Geschichte der Schmelzprozesse in hochgradigen metamorphen Gesteinen zu rekonstruieren. Besonderes Augenmerk wird dabei auf das Verhalten der Elementfraktionierung von Monazit, Granat und Schmelze unter verschiedenen Bedingungen gelegt. Die aus diesem Forschungsprojekt gewonnenen Erkenntnisse sollen maßgeblich zu unserem Verständnis der komplexen Schmelzprozesse in der Erdkruste beitragen. Dieses Wissen hat nicht nur wissenschaftlichen Wert, sondern kann auch zu einer nachhaltigen Ressourcenbewirtschaftung beitragen, die eine verantwortungsvolle Gewinnung und Nutzung dieser Elemente gewährleistet, um den derzeitigen und künftigen gesellschaftlichen Bedarf zu decken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Silvio Ferrero