Sind Zirkone für die Ewigkeit? Zum Problem ererbter Zirkone in juveniler Lithosphäre (ozeanische Gesteine) und im subkontinentalen Mantel

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Alfred Kröner (†); Yamirka Rojas-Agramonte, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252610233

Die Erdwissenschaften haben mit der Entwicklung von hochauflösenden Ionen-Mikrosonden (z.B. SHRIMP und LA-ICP-MS) Geräten und der damit verbundene Analytik kleiner Bereiche in uranhaltigen Mineralen (z.B. Zirkon) einen weitreichenden Fortschritt erzielt. Eine der wichtigsten Entdeckungen der SHRIMP Datierung ist das Vorkommen ererbter (xenokristischer) Zirkone oder Zirkon-Kerne in zahlreichen Gesteinen. Solche Xenokristen wurden in den letzten Jahren auch in juvenilen magmatischen Gesteinen gefunden, die aus intraozeanischen Gebieten stammen wie z.B. Ophiolithe, Inselbögen und ozeanische Inseln. Das Vorkommen solcher Zirkon-Xenokristen ist völlig unerwartet und hat möglicherweise erhebliche Konsequenzen für die Interpretation des Kruste-Mantel Systems und der Mantel-Geodynamik, da hier möglicherweise noch unbekannte Recycling-Prozesse stattgefunden haben, die evtl. auch den tiefen Mantel erfassen.Der Prozess der Zirkon-Vererbung in juvenilen Gesteinen ist weitgehend unbekannt und wurde bisher nur unzureichend studiert, obwohl er große Bedeutung für die Entwicklung des Kruste-Mantel Systems hat. Wir wollen mit der geplanten Studie diesen Prozess besser verstehen und daher ererbte Zirkone, ihre Bildungsbedingungen und ihr Überleben in offensichtlich intra-ozeanischen Gesteinen untersuchen. Schwerpunkt ist die Untersuchung von Zirkonen aus verschiedenen geodynamischen Milieus wie z.B. interozeanische Inselbögen, Fore-arc und Back-arc Bereiche und mittelozeanische Rücken unterschiedlichen Alters in der Karibik (Kuba und Grenada) sowie ein ozeanisches Inselsystem (Galápagos) und Vergleiche mit frühpaläozoischen Inselbögen aus Zentralasien. Wir werden mit einem innovativen Ansatz U-Pb Alter, Sauerstoff- und Hf-Isotopie sowie Spurenelement-Geochemie an Einzelzirkonen mit Hilfe von SHRIMP, LA-ICP-MS, EPMA und Raman-spektroskopie kombinieren. Letztlich wollen wir mit Hilfe von Hochdruck-Experimenten an Stempelzylinder-Pressen die Zirkonstabilität unter variablen Bedingungen und für verschiede Mineralparagenesen in großen Tiefen verifizierten. Das Projekt soll zeigen, wie man mit Hilfe moderner Kleinbereichs-Geochronologie, Isotope, Geochemie und experimenteller Petrologie Prozesse der Krustenbildung sowie Massen-Rezyklierung an aktiven Plattenrändern rekonstruieren kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Spanien
• Kooperationspartner: Professor Antonio García-Casco, Ph.D.; Dr. Axel Gerdes; Professor Joaquín Antonio Proenza, Ph.D.