Viscous EffeCTs On Raman-based elasto-thermobarometry (VECTOR): eine Feld-, Mechanik- und Diffusionsstudie von Mineraleinschlüssen, die unter einer Vielzahl von metamorphen Bedingungen eingeschlossen sind

• Antragsteller: Professor Dr. Evangelos Moulas, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 524829125

Viele geologische Prozesse im Erdinneren laufen langsam, unter starkem Druck und bei hohen Temperaturen ab. Die bisher durchgeführten experimentellen Arbeiten tragen wesentlich zu unserem Wissen über die Parameter bei, die physikalische, chemische und mechanische Eigenschaften von Gesteinen und Mineralen steuern. Die Komplexität der geologischen Prozesse zu verstehen, die sich über Millionen von Jahren vollziehen, bleibt dennoch eine Herausforderung. Dies ist auf die langsame Geschwindigkeit sowie den starken Druck und die hohen Temperaturen zurückzuführen, bei denen diese Prozesse ablaufen, sodass sie im Labor nur schwer reproduziert werden können. Trotz der Schwierigkeiten bei der Untersuchung der im Erdinneren ablaufenden Prozesse, ermöglicht die Anwendung der Grundsätze der Thermodynamik die Beschreibung und Interpretation der in metamorphen Gesteinen erhaltenen Aufzeichnungen über Druck- und Temperaturänderungen. In den letzten Jahren wurde zudem eine Methode zur Abschätzung der Druck- und Temperaturbedingungen entwickelt, denen die Gesteine im Laufe ihrer Geschichte ausgesetzt waren, und zwar auf der Grundlage von Messungen mit dem Raman-Spektroskop. Die beschriebene Methode (Elasto-Thermobarometrie) nutzt den Restdruck, der in Mineraleinschlüssen innerhalb von elastischen Mineralstrukturen erhalten bleiben kann. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass Minerale, die sich normalerweise elastisch verhalten, von Prozessen betroffen sein können, die zu einer Schwächung ihrer elastischen Eigenschaften führen und sie unfähig machen, den Restdruck von Einschlüssen aufrechtzuerhalten. Diese Prozesse, die unter dem Begriff "viskoses Kriechen" zusammengefasst werden, erschweren die Entschlüsselung der Druck- und Temperaturbedingungen der Metamorphose. Ziel unseres Projekts ist es, eine neuartige Methode zu entwickeln, die es ermöglicht, den Einfluss des viskosen Kriechens auf die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung des Restdrucks in Mineraleinschlüssen zu quantifizieren. Der Einfluss des viskosen Kriechens auf die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung des Restdrucks in mineralischen Einschlüssen innerhalb eines Wirtsminerals wurde erst vor relativ kurzer Zeit erkannt. Daher gibt es in der verfügbaren Literatur keine systematischen Studien, die dieses Phänomen beschreiben. Im Laufe des Projekts werden wir eine kohärente Datenbank erstellen, die Feldbeobachtungen und analytische Messungen umfasst, und wir werden eine numerische Modellierung der verschiedenen mechanischen und chemischen Prozesse durchführen, die für die Re-Equilibrierung von Gestein auf mineralischer Ebene verantwortlich sind. Die Integration dieser Daten wird es ermöglichen, die durch viskoses Kriechen verursachten Auswirkungen quantitativ zu beschreiben und den Druck und die Temperatur eines Metamorphismus mithilfe der Raman-Thermobarometrie zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Professor Jacek Szczepanski, Ph.D.