Der Oxidationszustand des lithospärischen Erdmantels unterhalb Somerset Island, Rae Kraton (Kanada) mit der Tiefe und der Einfluss von Metasomatose

• Antragsteller: Professor Dr. Alan Butler Woodland
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 393808454

Der Oxidationszustand des Erdmantels, auch als Ausdruck der Sauerstoff-Fugazität (fO2) bekannt, stellt neben dem Druck und der Temperatur einen fundamentalen Parameter dar, der Einfluss auf geochemische und physikalische Prozesse nimmt. Das Wissen über das laterale sowie vertikale Verhalten der fO2 im Erdmantel ist umso dringlicher, da es wichtige Erkenntnisse über die globalen Kreisläufe der volatilen Elemente sowie über die physikalische Stabilität von Erdmantel-Erdkrusten Domänen (wie z.B. der kratonischen Blöcke) liefern kann. Kratonischer Erdmantel archaischen Alters zeigt oftmals eine charakteristische Stratigraphie bezüglich seiner Mineralogie und geochemischen Fertilität. Solch eine Stratigraphie reflektiert in der Regel bedeutende zeitliche Abschnitte in der tektonischen sowie chemischen Entwicklung des Kratons (wie z.B. vor, während oder nach der Kratonbildung). Vertikale Variationen im Oxidationszustand können auch mit besagter Stratigraphie korrelieren, auch wenn eine metasomatische Überprägung eine Veränderung im Oxidationszustand bewirken kann. Eine mögliche Oxidation durch Metasomatose kann eine lokale Destabilisierung von Diamant zur Folge haben. Obwohl diese Gegebenheiten für den Slave Kraton (NW Kanada) ausgiebig dokumentiert wurden, gibt es ungenügend Informationen über den daneben befindlichen Rae Kraton, der vor etwa 1.97 Ga mit der östlichen Flanke des Slave Kratons kollidierte und angegliedert wurde. Daher ist es Ziel dieser Arbeit, den Oxidationszustand des lithosphärischen Erdmantels unterhalb des Rae Kratons zu bestimmen, um ein vertikales Redox-Profil dieser Domäne zu erstellen. Um dies zu erreichen, werden Peridotit-Xenolithe von Somerset Island untersucht. Mössbauer-Messungen an Granaten liefern ein Fe3+/Fetot Verhältnis, welches zusammen mit Hauptelement-Analysen von Granat, Olivin, Orthopyroxen und Klinopyroxen verwendet wird, um die fO2 zu berechnen. Spurenelementanalysen an Granat und Klinopyroxen werden durchgeführt, um sie auf mögliche metasomatische Überprägungen zu untersuchen. Darüber hinaus werden Rückschlüsse auf volatile Spezies in der Tiefe gezogen und die Auswirkung auf die Diamant-Stabilität diskutiert. Ein Vergleich mit veröffentlichten Daten zum benachbarten Slave Kraton wird eventuelle Unterschiede in der Evolution dieser beiden Kraton-Blöcke darlegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada
• Kooperationspartner: Bruce Kjarsgaard, Ph.D.; Professor David Graham Pearson, Ph.D.