Foidite

Petrologie, Geochemie und Alter der Foidite Südwestdeutschlands

01.07.2020 bis 30.06.2023

Foidite sind mantelderivierte und stark SiO2-untersättigte Vulkanite, wobei primitive Olivinmelilitite vermutlich primäre Schmelzzusammensetzungen repräsentieren. Innerhalb der Paläogenen Vulkanite Südwestdeutschlands treten Foidite in sieben Teilgebieten auf (Kaiserstuhl, Oberrheingraben, Bonndorfer Graben inkl. Vogesen, Hegau, Urach, Unterer Neckar). Die Vorkommen variieren zwischen Olivinmelilititen, Nepheliniten und Haüyiniten, mit klaren Unterschieden zwischen den einzelnen Teilgebieten. Deren petrologische Entwicklung wurde bisher lediglich an den Vorkommen des Kaiserstuhls untersucht und ihre Alter sind bisher nicht verlässlich bestimmt.
Das vorgeschlagene Projekt soll die beiden folgenden Hypothesen testen: (1) Die mineralogischen Unterschiede der Melilitit-Nephelinit-Haüynit-Serien der zu untersuchenden Teilgebiete liegen in unterschiedlichen Differentiationsgraden und Differentiationspfaden einer Olivinmelilititischen Ausgangsschmelze begründet. (2) Die Alter dieser Gesteine korrelieren mit sich ändernden geodynamischen Rahmenbedingungen, die unterschiedliche Aufschmelzereignisse im Mantel verursachten und sich in unterschiedlichen Altern der Foidite für die Teilgebiete äußern.
Um diese Hypothesen zu testen werden detaillierte petrographische und mineralchemische Daten (Mikrosonde, LA-ICP-MS an Mineralen) mit petrologischen Modellierungen (T-aSiO2-fO2 Bedingungen und Differentiationspfade), isotopengeochemischen (Sr-Nd-Pb) und geochronologischen Daten (LA-ICP-MS Datierungen) kombiniert. Die zu erwartenden Ergebnisse werden es ermöglichen die Kristallisationsbedingungen und Differentiationspfade der Foidite der verschiedenen Teilgebiete zu charakterisieren. Deren Vergleich wird helfen, die genetischen Beziehungen zwischen den unterschiedlichen Foidittypen der einzelnen Lokalitäten zu klären und Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten in deren Differentiationspfaden aufzuzeigen. Eine derartige vergleichende Studie wurde bisher nicht durchgeführt und die Ergebnisse werden das Verständnis für mögliche Mantelheterogenitäten unter Südwestdeutschland maßgeblich beeinflussen. Die Ergebnisse dieser Studie werden in bestehende Modelle zur postvariszischen tektonischen Entwicklung in Südwestdeutschland integriert.