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Projekt
FOR 741: Nanoscale Processes and Geomaterials Properties
Fachliche Zuordnung
Geowissenschaften
Förderung
Förderung von 2007 bis 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 22341081
Nanoskalige Strukturen in Geomaterialien wie Defekte in Kristallen, Korn- und Phasengrenzen und kleinskalige chemische Zonierungen geben Einblick in die Prozesse, die auf atomarer oder molekularer Ebene ablaufen und die Kinetik von Mineralreaktionen kontrollieren. Diese Prozesse bestimmen die Entwicklung von Mikrostrukturen und Texturen und prägen somit das "Gedächtnis" von Gesteinen. Darüber hinaus bestimmen sie, wie und mit welchen Raten Gesteine auf externe Einflüsse reagieren. Sowohl für die Extraktion petrogenetischer Information aus den Gefügen von Gesteinen als auch für ein verbessertes Verständnis der Rückkoppelungen zwischen sich ändernden physikalischen Bedingungen und den makroskopischen Eigenschaften von Gesteinen im Zuge der geodynamischen Entwicklung ist ein Verständnis der grundlegenden mikroskopischen Prozesse nötig.
In der gegenständlichen Forschung werden die strukturellen, thermodynamischen und kinetischen Eigenschaften von Korn- und Phasengrenzen untersucht. An Korn- und Phasengrenzen gebundene Prozesse wie Korngrenzdiffusion, Diffusion in Polykristallen, die Bildung von Phasengrenzen im Zuge von Entmischung sowie die Propagation von Reaktionsfronten werden anhand von gezielten Syntheseexperimenten und mittels hoch ortsauflösender Analytik charakterisiert. Daraus werden die für Mineralreaktionen ausschlaggebenden Reaktionsmechanismen identifiziert und Modelle für die Reaktionskinetik parameterisiert.
Es werden neuartige experimentelle Techniken wie die isotopische Dotierung dünner Schichten und neue Entwicklungen in der instrumentellen Analytik wie die Zweistrahltechnik (Kombination von Ionenstrahl zur Materialbearbeitung und Elektronenstrahl zur simultanen Beobachtung im sub-µm-Maßstab) eingesetzt. Mit der verbesserten Parameterisierung der Kinetik von Mineralreaktionen werden neue Werkzeuge für die petrologische Analyse von Gesteinen sowie Grundlagen für geodynamische Modelle und für die Interpretation geophysikalischer Daten erarbeitet.
In der gegenständlichen Forschung werden die strukturellen, thermodynamischen und kinetischen Eigenschaften von Korn- und Phasengrenzen untersucht. An Korn- und Phasengrenzen gebundene Prozesse wie Korngrenzdiffusion, Diffusion in Polykristallen, die Bildung von Phasengrenzen im Zuge von Entmischung sowie die Propagation von Reaktionsfronten werden anhand von gezielten Syntheseexperimenten und mittels hoch ortsauflösender Analytik charakterisiert. Daraus werden die für Mineralreaktionen ausschlaggebenden Reaktionsmechanismen identifiziert und Modelle für die Reaktionskinetik parameterisiert.
Es werden neuartige experimentelle Techniken wie die isotopische Dotierung dünner Schichten und neue Entwicklungen in der instrumentellen Analytik wie die Zweistrahltechnik (Kombination von Ionenstrahl zur Materialbearbeitung und Elektronenstrahl zur simultanen Beobachtung im sub-µm-Maßstab) eingesetzt. Mit der verbesserten Parameterisierung der Kinetik von Mineralreaktionen werden neue Werkzeuge für die petrologische Analyse von Gesteinen sowie Grundlagen für geodynamische Modelle und für die Interpretation geophysikalischer Daten erarbeitet.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Internationaler Bezug
Österreich
Projekte
- Der Effekt von Spannungs- und Verformungsinduzierter Texturentwicklung und Korngrenzmobilität auf das Reaktionssaumwachstum im System MgO-SiO2 in Anwesenheit von Wasser (Antragsteller Rybacki, Erik )
- Der Einfluss von Defektstrukturen an Reaktionsfronten und Scherverformung auf die Kinetik von Spinell-Saumwachstum im System MgO-Al2O3 (Antragstellerinnen / Antragsteller Abart, Rainer ; Habler, Gerlinde )
- Element transport along grain boundaries of synthetic silicate bicrystals: the effect of tilt orientations on transport properties (TP1) (Antragsteller Heinrich, Wilhelm )
- Influence of deformation mechanisms on deformation-induced resetting of radiogenic isotope systems (U-Pb, Rb-Sr, Sm-Nd) and homogenization on the grain-scale (TP15) (Antragsteller Romer, Rolf Ludwig )
- Koordination der Forschungsgruppe 741 (Antragsteller Heinrich, Wilhelm )
- Non-linear diffusion during phase separation and symplectite formation in alkali feldspar: an experimental and modelling approach (TP8) (Antragsteller Abart, Rainer ; Heinrich, Wilhelm )
- Polarization effects at grain-boundaries (Antragsteller Brasse, Heinrich ; Schilling, Frank Rüdiger )
- Prozesse bei fluid-gesteuerten Mineralreaktionen (Antragsteller Franz, Gerhard )
- Re-equilibration processes in grain-internal domains: The interrelation of mineral reactions and deformation during metamorphism (TP14) (Antragstellerin Habler, Gerlinde )
- Reaction between silica or alkali-rich melts and mafic minerals - small scale kinetic fractionation with applications to global-scale mantle metasomatism (TP11) (Antragsteller Milke, Ralf )
- Structure and properties of grain and phase boundaries in rocks (Antragsteller Dresen, Georg )
- The effect of water on diffusion-controlled reaction rim growth (TP3) (Antragsteller Heinrich, Wilhelm )
- Wachstumskinetik und Texturbildung von Pyroxensäumen in Dünnschichten (Antragstellerinnen / Antragsteller Milke, Ralf ; Schorr, Susan )
Partnerorganisation
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
Sprecher
Professor Dr. Wilhelm Heinrich
stellvertr. Sprecher
Professor Dr. Rainer Abart
