Anreicherung von seltenen Metallen in karbonatitführenden magmatischen Systemen: Verständnis der magmatischen Evolution und der Anreicherungsprozesse durch hochpräzise Geochronologie und Isotopengeochemie
Das Projekt untersucht die Entwicklung karbonatitischer magmatischer Systeme in der Kola-Alkaliprovinz (Russland), einer der weltweit bedeutendsten Regionen für alkalische Magmatite, Karbonatite und Lagerstätten kritischer Rohstoffe. Eine erste Studie, die 2024 veröffentlicht wurde, befasste sich mit der Bildung von REE-reichem Perowskit während Antiskarn-Reaktionen und untersuchte den Transfer von Seltenen Erden von Pyroxeniten in Karbonatite. Aufbauend auf diesen Ergebnissen nutzt die aktuelle Forschung hochpräzise U–Pb-Geochronologie an Baddeleyit, um den zeitlichen Ablauf magmatischer und erzbildender Prozesse zu rekonstruieren. Eine anschließende Projektphase konzentriert sich auf isotopengeochemische Untersuchungen, um die Herkunft der Magmen sowie die Mechanismen der Elementanreicherung besser zu verstehen. Gemeinsam tragen diese Studien dazu bei, die Entstehung karbonatitgebundener Lagerstätten und die Konzentration kritischer Rohstoffe in magmatischen Systemen besser zu erklären.
Kooperationen und Drittmittelförderung
- Johannes Gutenberg-Universität Mainz
- Leibniz Universität Hannover
- Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer: 441165722
Abbildung 1. Elementverteilungskarten und Mineralchemie eines Pyroxenit–Karbonatit-Kontakts aus der Kola-Alkaliprovinz. (a) EDS-Spektralkarte mit einem kalzitreichen Gang, der das Pyroxenit-Wirtsgestein durchschneidet. (b) Vergrößerte Darstellung des in (a) durch das gelbe Rechteck markierten Bereichs. Die Sterne kennzeichnen LA-ICP-MS-Messpunkte; die Zahlen geben die Ce-Konzentrationen in ppm an. Die erhöhten Ce-Gehalte im Kontaktbereich weisen auf eine lokale Anreicherung von Seltenen Erden während Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen und Mineralersetzungsprozessen hin. (c) Ce- und Na-Konzentrationen ausgewählter Minerale derselben Probe, die die Verteilung der Seltenen Erden auf verschiedene Mineralphasen veranschaulichen. Die analytische Unsicherheit der LA-ICP-MS-Messungen beträgt etwa ±15 % (1σ). Mineralabkürzungen: Ap – Apatit, Cal – Calcit, Di – Diopsid, Phl – Phlogopit, Prv – Perowskit, Rct – Richterit, Ttn – Titanit. Modifiziert nach Voropaeva et al. (2024), lizenziert unter CC BY-NC-ND 4.0.
