Gregory Rift

Karbonatit-Alkaligesteins-Assoziationen im Gregory Rift, Ostafrika

01.03.2022 bis 28.02.2025

Dieses Projekt befasst sich mit der magmatischen Entwicklung von Karbonatit-Nephelinit-Phonolith-Assoziationen im Gregory Rift des ostafrikanischen Riftsystems, wo Karbonatite eine variable Anreicherung von Alkalien und Halogenen aufweisen. Das Projekt wird die Karbonatit-Silikatgesteins-Assoziationen der Vulkane Kerimasi, Mosonik und Shombole charakterisieren und mit dem extremen Beispiel von Oldoinyo Lengai (OL) mit seinen peralkalischen Nepheliniten, Phonolithen und Natrocarbonatiten sowie mit weiteren regionalen Vulkanen (Sadiman, Burko, Essimongor) vergleichen. Da OL in den letzten Jahrzehnten ausgiebig untersucht wurde, werden wir keine neuen Daten dazu erheben, sondern Literaturdaten zum Vergleich verwenden.
Ein solch integrierter Ansatz, der Karbonatite und assoziierte Silikatgesteine mehrerer räumlich assoziierter Vulkane im Detail vergleicht, wurde bisher nicht durchgeführt - obwohl er möglicherweise die Gründe für die variable Alkali- und Halogenanreicherung in Karbonatiten und die Rolle der assoziierten Silikatgesteine auf regionaler Ebene erklärt. Wir weisen ausdrücklich darauf hin, dass unser Projekt den einzigartigen Vulkan OL in einen viel breiteren regionalen Kontext stellen wird.
Die Arbeitshypothesen für dieses Projekt sind die Folgenden:
• Die Nephelinite und Karbonatite der drei Vulkane stammen aus einer gemeinsamen Mantelquelle und entwickelten sich aus einer gemeinsamen parentalen Schmelze durch fraktionierende Kristallisation und anschließende Schmelzentmischung.
• Die Nephelinit-Phonolith-Assoziationen der untersuchten Vulkane reflektieren die Bedeutung von AFC Prozessen.
• Die unterschiedlichen Na/Ca Verhältnisse der Karbonatite erklären sich durch unterschiedliche Zeitpunkte der Karbonatitentmischung während der Entwicklung der parentalen CO2-haltigen Silikatschmelzen.

Das Projekt umfasst einen systematischen texturellen und petrologischen Ansatz unter Verwendung von Mineralchemie (SEM, EPMA), Phasengleichgewichtsberechnungen (QUILF, PerpleX und andere), Gesamtgesteinsdaten und Altersdaten. Ausgewählte Schlüsselproben werden außerdem mithilfe von Halogenanalysen (CIC), räumlich aufgelösten radiogenen Isotopendaten (LA ICP-MS) und insbesondere Schmelzeinschlussstudien weiter charakterisiert, letztere werden vom Schmelzeinschluss-Experten Victor Sharygin (Novosibirsk) mitbetreut. Ein Hauptaugenmerk wird auf der Korrelation von chemischen und isotopischen Zonierungen sowie Schmelzeinschlussdaten von Phenokristallen, Antekristallen und Xenokristallen der Gesteine liegen. Dabei können verschiedene Prozesse unterschieden werden, die während ihres Wachstums auftreten können (z.B. Magmenmischung, Magmennachschub, Fluidenmischung/Entgasung, Unmischbarkeit von Schmelzen sowie Assimilation).
Durch die Kombination der Daten der drei hier untersuchten Vulkane mit Literaturdaten für Oldoinyo Lengai und weiteren Beispielen (siehe oben) können Rückschlüsse auf die mögliche Abhängigkeit zwischen dem Grad der Anreicherung von Alkalien und Halogenen in Karbonatiten und der petrologischen und geochemischen Entwicklung der beteiligten Schmelzen gezogen werden.