Sulfidsättigung in alkalinen bis peralkalinen Magmatiten

01.07.2015 bis 30.06.2018

Das Verhalten von Schwefel in natürlichen Schmelzen wird zur Zeit intensiv diskutiert, da seine Freisetzung während magmatischer Entgasungsprozesse und vulkanischer Eruptionen das globale Klima, und da der Schwefelgehalt von Magmen die Entstehung von magmatischen bis hydrothermalen Erzlagerstätten beeinflusst. Primäre Sulfide (überwiegend Pyrrhotin, Chalkopyrit und Molybdänit) und andere schwefelhaltige Minerale (vor allem Apatit und Sodalithgruppenminerale) in mafischen, intermediären und granitischen Systemen wurden vielfach und im Detail untersucht, doch bislang existiert keine systematische Studie an alkalinen und peralkalinen Gesteinen.
Der vorliegende Projektantrag soll die primären Sulfide in zwei außerordentlich gut charakterisierten peralkalinen plutonischen Komplexen (Tamazeght in Marokko und Ilimaussaq in Grönland) und den damit assoziierten Ganggesteinen untersuchen und vergleichen. Die zu untersuchenden Gesteine sind chemisch äußerste variabel und varriieren von gabbroischen (basaltischen), monzonitischen (latititschen), syenitischen (trachytischen) bis hin zu nephelinsyenitischen (phonolitischen) Zusammensetzungen. Die Ergebnisse dieser Studie werden daher von genereller Bedeutung bezüglich des Verhaltens von Schwefel in alkalinen bis peralkalinen magmatischen Systemen sein.
Die verschiedenen Sulfide sollen bezüglich ihrer Haupt-, Neben- und Spurenelemente sowie ihrer schwefelisotopischen Zusammenstzung analysiert werden, um ihre kompositionelle Entwicklung während magmatischer Differentiation innerhalb der drei Komplexe zu dokumentieren und ihre Entwicklungstrends untereinander zu vergleichen. Diese Daten werden mit den Schwefelgehalten von Apatit und Sodalith aus den verschiedenen Gesteinen und mit der Zusammensetzung der koexistierenden Fe-Mg-Silikate und Fe-Ti-Oxiden kombiniert, da dies wichtige Rückschlüsse auf die herrschende Sauerstoff- und Schwefelfugazität während ihrer Bildung zulässt. Die Schwefelisotopenzusammensetzung der Sulfide wird Informationen zur Schwefelisotopenzusammensetzung der Magmen und zur Kristallisationstemperatur der verschiedenen Sulfidparagenesen liefern.
Es wird erwartet, dass die Variation innerhalb eines Komplexes sowie der Vergleich zwischen den beiden Komplexen wichtige Erkenntnisse zu Prozessen in Magmenkammern (Sulfid-Silikat Schmelzseparation, fraktionierende Kristallisation, Magmenkammerwiederauffüllung, Entstehung von magmatischer Schichtung) liefern wird und den Einfluss von Sulfidkristallisation auf die geochemische Entwicklung alkaliner bis peralkaliner Magmen klären wird, was möglicherweise Implikationen für das Lagerstättenpotential solcher Systeme hat. Der Vergleich zwischen Plutoniten und Ganggesteinen wird Erkenntnisse zu potentiellen Unterschieden bezüglich des Erhalts und der Veränderung der chemischen sowie isotopischen Zusammensetzung von Sulfiden liefern, die im Zusammenhang mit verschiedenen Abkühlraten und der Intensität von hydrothermaler Überprägung stehen könnten.