Erkundung des Potentials der Lu-Hf-Methode an Apatit zur Datierung magmatischer Prozesse in mafischen Systemen

• Antragsteller: Dr. Johannes Pohlner
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569254776

Mafische Gesteine spielen eine entscheidende Rolle bei der Entschlüsselung von tektonischen und lagerstättenbildenden Prozessen sowie der Ursachenfindung vergangener globaler Klimakrisen, doch ihre dafür nötige Datierung ist mit herkömmlichen Methoden (z. B. U-Pb an Zirkon oder Ar-Ar) oft schwierig bis unmöglich. Apatit hingegen ist in solchen Gesteinen meistens vorhanden, und neuere Arbeiten bezeugen eine hohe Resistenz seiner Lu-Hf-Altersinformation gegen sekundäre Prozesse. Die Methode ist für präkambrische Gesteine schon gut erprobt und kann direkt zur Lösung geologischer Probleme auf großer Skala angewandt werden. Ein Großteil des Projekts behandelt daher den größten Anorthositkomplex der Welt, den mesoproterozoischen Kunene-Komplex (Angola/Namibia). Bisherige Daten führten zur kontroversen Hypothese, dass er über einen Zeitraum von ≥120 Millionen Jahren entstanden sein könnte, die hier getestet werden soll. Eine gründliche Apatit-Petrochronologie im Vergleich mit publizierten Baddeleyit- und Zirkon-Daten wird eine flächendeckende geochronologische Einordnung des Kunene-Komplexes ermöglichen, womit sich Dauer, Rhythmus und Mechanismen der Anorthosit-Genese detailliert rekonstruieren lassen. Die Anwendung der Lu-Hf-Methode auf Apatit in jüngeren, oder metamorph überprägten und deformierten Gesteinen ist mit besonderen Herausforderungen verbunden und muss erst noch erprobt werden. Ein kleineres, gut charakterisiertes Vorkommen von kretazischen Sills im schlesischen Becken wird dazu dienen das Datierungspotential für junge Gesteine zu testen. Außerdem wenden Metagabbros aus der Münchberger Gneismasse untersucht, die alle Übergänge von mineralogisch wenig veränderten Gabbros bis zu stark deformierten Amphiboliten zeigen. Darüber hinaus sollen die Vorteile der in-situ-Variante (schneller und mit hoher räumlicher Auflösung) und der lösungsbasierten Variante (bessere Präzision) der Lu-Hf-Datierung an Apatit erstmals an denselben Proben quantitativ verglichen werden. Zum Erreichen der Projektziele wird die Lu-Hf-Datierung durch gründliche petrographische Untersuchungen, U-Pb-Datierung, Mineralchemie und Nd-Hf-Isotopengeochemie unterstützend begleitet. Neben neuen Erkenntnissen über die Entwicklung der untersuchten geologischen Einheiten würden die Ergebnisse des Projekts künftigen Arbeiten dabei helfen ihre analytische Strategie zu optimieren, und insbesondere Gelegenheiten zur Datierung von bislang für undatierbar gehaltenen Gesteinen oder Prozessen zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen