Unsere Forschung
Die Forschung in der Gruppe Petrologie und Geochemie deckt ein breites Spektrum an wichtigen Themen ab, von Diffusionsstudien über die Zeitskalen geologischer Prozesse bis hin zur Hochtemperaturfraktionierung stabiler Isotope. Auf dieser Seite finden Sie einen kurzen Überblick über unsere aktuelle Forschung.
Die Forschungsarbeiten der Abteilung Petrologie sind in drei Richtungen gegliedert:
- Experimentelle Studien
- Untersuchungen natürlicher Systeme (mit Komponenten der Feldarbeit, sowie Untersuchungen von Proben aus unzugänglichen Regionen wie dem tiefen Mantel oder Meteoriten),
- Modellierung/ theoretische Studien.
Der Schwerpunkt liegt auf quantitativen Methoden, insbesondere auf dem Verständnis der Zeitskalen und der Dauer von Hochtemperaturprozessen. Die Entwicklung von Instrumenten der Diffusions-Chronometrie/Geospeedometrie spielt in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle. Untersuchungen von metamorphen Gesteinen aus verschiedenen Regionen der Erde, die unter ultrahohem Druck und ultrahoher Temperatur stehen, sind ein weiteres Fachgebiet der Abteilung. Einzelheiten zu den einzelnen Projekten finden Sie weiter unten.
Experimentelle Forschung
Diffusionsstudien (Mineralien, Schmelzen, Metalle)
- Granat
- Pyroxene (Ortho- and Clino-)
- Apatit
- Spinel
- Rutil
- CaTiO3 (Perovskit)
- Ni-based Superlegierungen
- Komplexität der Diffusionsmechanismen (weitgehend auf der Grundlage von Studien in Olivin)
- Wasserstoff in Gläsern und Schmelzen
Phasenbeziehungen und Thermobarometrie
- Phasengleichgewichte im KMASH-System
- Diamantbildung
- Garnet-Pyroxene thermometry
- Spurenelement-Verteilung in NaNbO3 und CeFeO3 perovskiten
- Homogenisierung von Schmelzeinschlüssen
- Sauerstoff-Fugazität der Majoritbildung
- Sulfid-Phasengleichgewichte und Sulfid-Schmelzmobilität im unteren Oberen Mantel
Fraktionierung stabiler Isotope bei hoher Temperatur
- Titan-Isotopenfraktionierung in Verbindung mit zahlreichen Mineral-Schmelz-Gleichgewichten
- Bor-Isotopenfraktionierung während der magmatischen Entgasung und der Petrogenese von Bogenbasalten
Feldbezogene Projekte/Studien natürlicher Systeme
- Ursprung der frühen Kruste (Südindien)
- Zeitskalen der Entwicklung vulkanischer (z. B. Ätna, Pinatubo, Andaman) und anderer magmatischer Systeme (z. B. Gabbros am Meeresboden und geschichtete magmatische Komplexe)
- Kimberlite und Karbonatite (Sibirien)
- Fluid- und Elementmobilität in Barrow-Zonen (Himalaya, Schottland)
- Ultramafische und mafische Gesteine + Rodingite als chronologische Marker (Xigaze-Ophiolith, S. Tibet)
- Coesithaltige metamorphe UHP-Gesteine, einschließlich unkonventioneller Isotopenmethoden (Dora-Maira-Massiv)
- Jadeit-reiche Gesteine (Dominikanische Republik & Queyras, Frankreich)
- Jadeit-reiche Gesteine und Nebengesteine der Blueschist-Fazies (Queyras, Frankreich)
- Serpentinisierung von abyssalem Peridotit
- Fluid-Gestein-Wechselwirkung und Metasomatose
- Ultra-Hochtemperatur-Metamorphose (Madagaskar, Indien, Namaqualand, Innere Mongolei)
- Quantifizierung der Mutterkörper-Metamorphose von Meteoriten
- Entschlüsselung von Quellensignaturen anhand der Ti-Isotopenzusammensetzung von Ozeanbogenbezogenen Laven
Modellierung
- Recycling und Wachstum der kontinentalen Kruste
- P-T-t-Pfade in verschiedenen tektonischen Umgebungen
- Kinetik der geochemischen Zyklen
- Diffusionsfraktionierung von stabilen Isotopen
- Korngrenzendiffusion von inkompatiblen/segregierenden Elementen
DFG Forschergruppe 2881: Diffusions-Chronometrie von magmatischen Systemen
Geologische Prozesse laufen in und auf der Erde über eine Reihe von Zeitskalen ab, die eine verschachtelte, hierarchische Struktur bilden. Die Bestimmung der Dauer von Prozessen, die am kürzeren Ende dieses Zeitspektrums stattfinden, ist eine Herausforderung. Die Instrumente der Diffusions-Chronometrie haben sich als vielversprechende Methode erwiesen, die in vielen Situationen Lösungen bietet. Magmatische Systeme mit hohen Temperaturen bieten ein hervorragendes natürliches Labor für die Entwicklung und Kalibrierung dieser Instrumente, da verschiedene Arten von Beobachtungen aus Überwachungsvulkanen eine Gegenkontrolle der Ergebnisse ermöglichen. Anschließend können die neu entwickelten und verfeinerten Instrumente auf ein viel breiteres Spektrum geologischer und planetarischer Gegebenheiten angewendet werden. Ziel dieses Projekts ist es, Feldgeologen, experimentelle Wissenschaftler, Theoretiker und Modellierer aus den Geowissenschaften sowie benachbarten Bereichen der Physik und Materialwissenschaften zusammenzubringen, um diese Entwicklung voranzutreiben.
Mehr erfahren: