Diamantebildung im Erdmantel: Die rolle von C-O-H fluidzusammensetzung und Lithologie des Muttergesteins

Dr. Christopher Beyer, Prof. Dr. Sumit Chakraborty, Dr. Niels Jöns

Kooperationspartner: Prof. Dr. Dan Frost (BGI)

Ph.D. Student: Niklas Ottersberg

Finanzielle Förderung: DFG Grant BE6053/1-1 (2017 – 2020)

Das zentrale Ziel dieses Projektes ist es, die Mechanismen der Diamantbildung in sublithosphärischen Umgebungen zu identifizieren, was einen wichtigen Schritt zum Verständnis des tiefen Kohlenstoffzyklus der Erde darstellt. Die Entschlüsselung der Kopplung zwischen Diamantbildung, Redox-Zustand und Mantel-Lithologien wird dazu beitragen, das Verständnis der regionalen Unterschiede in den Diamanteneinschlüssen und deren Assoziation mit den Auf- und Abwärtsregimen innerhalb des konvektierenden Mantels der Erde zu verbessern. Die vor kurzem entdeckte starke Affinität zu Pyroxeniten von Einschlüssen, die in Diamanten gefunden wurden, die aus einer Tiefe unter 300 km innerhalb der Erde stammen, ist von besonderem Interesse.

Bisher wurde der Rolle der Pyroxenite bei der Bildung von Diamanten nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Daher konzentriert sich diese Studie auf die Mechanismen, die für die Bildung von Pyroxeniten und die syngenetische Ausfällung von Diamanten unter Bedingungen des untersten Obermantels und der Übergangszone der Erde verantwortlich sind. Dies beinhaltet auch die systematische Analyse von C-O-H-Fluiden, die mit oxidierten Eklogiten und Teilschmelzen reagieren.

Um den markanten Unterschied in den Diamantvorkommen zu verstehen, werden wir die Wirkung der isochemischen Dekompression und Abkühlung von C-O-H-Fluiden untersuchen sowie die Fähigkeit, makroskopische Diamanten unabhängig von der Zusammensetzung des Wirtsgesteins isochemisch auszufällen. Dieser Prozess würde hohe Vorkommen von großen Diamanten in harzburgitischen Gesteinen erklären, denen ansonsten die Sauerstoffpufferkapazität fehlt, um Diamanten auskristallisieren zu können.