Numerische Modellierung von metamorphen Reaktionsentwicklungen entlang vorgegebener P-T-Pfade: der Einfluss von Fraktionierung und Devolatisation

• Antragsteller: Professor Dr. Patrick J. O' Brien
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 14127202

Mit Hilfe thermodynamischer Gleichgewichtsberechnungen werden die Bildungsbedingungen von natürlichen Gesteinen bestimmt. Da aber gesteinsbildende Prozesse dynamisch sind - Druck (P), Temperatur (T) sowie Gesamtgesteinszusammensetzung (X) ändern sich im Laufe der Zeit - sollte sich die Mineralzusammensetzung und auch die Mineralparagenese ebenfalls entlang von sogenannten PTX Pfaden ändern. In Subduktions- oder Kollisionszonen beispielsweise, führen Mineralreaktionen zu Volumenänderungen und Fluidfreisetzung, wobei angenommen wird, dass dies Erdbeben verursacht, Einfluss auf den globalen Fluidhaushalt hat, sowie Vulkanaktivität hervorruft. Diese Prozesse können so schnell ablaufen, dass ein großräumiges chemisches Gleichgewicht selten erreicht wird und bei der Quantifizierung dieser Prozesse die Kinetik des Mineralwachstums, Materialfraktionierung und kleinräumige Gleichgewichte berücksichtigt werden müssen. Wir werden thermodynamische Modellierungen durchführen, die Methode der Minimierung der freien Energie nutzen, die die Einflüsse der chemischen Fraktionierung, z. B. durch fraktionierte Kristallisation, Mineralzonierungen sowie sich ändernde Fluidflüsse berücksichtigen. Ziel ist es, Ungleichgewichtserscheinungen in einer Reihe von Eklogiten zu reproduzieren, die aus verschiedenen coesit-/diamant-führenden Gebieten kommen. Mit den daraus resultierenden, besser definierten PTX-Pfaden können dringende Fragen beantwortet werden, die sich aus den vermutlich extrem hohen Subduktions- und Exhumierungsraten, den Devolatisierungstiefen und den Erdbebenmechanismen ergeben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen