Oberflächennaher Halogenkreislauf (F, Cl, Br, I)

• Antragsteller: Professor Dr. Gregor Markl
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281601517

Halogene sind in natürlichen Lebensräumen allgegenwärtig; die schwereren Halogene (Cl, Br und I) gelten allgemein als inaktive Tracer in fluidgesteuerten Prozessen in Böden und oberen Krustengesteinen. Es gibt jedoch immer mehr Hinweise darauf, dass dies nicht der Wahrheit entspricht und dass die Halogene zum einen die Herkunft verschiedener Fluide aufzeichnen und zum anderen an Reaktionen und Fällungsprozessen im Niedertemperaturbereich beteiligt sind. Diese Prozesse werden z. B. durch Pyromorphitgruppen-Minerale (PyGM) belegt, die durch die supergene Verwitterung von Bleiglanz entstehen und die Halogene bis zu mehreren Gewichtsprozent einbauen. Diese Minerale bilden sich heute noch während oberflächennahen Fluid-gesteuerten Prozessen und können die Halogeneigenschaften (z.B. F/Cl, Br/Cl und I/Cl Verhältnisse) von diesen Fluiden widerspiegeln. Während der ersten Förderperiode wurde der Halogeneinbau in PyGM und das Verhalten der Halogene (F, Cl, Br, I) in verschiedenen Tiefenschichten des Bodens sowie in Oberflächenwässern (Niederschlag, Bodenlösung, Stollen- und Bachwasser) untersucht. Des Weiteren, da die Adsorption einen großen Einfluss auf den oberflächennahen Halogenzyklus hat, haben wir bereits damit begonnen eine detaillierte Tonmineralstudie durchzuführen, um Adsorptionsprozesse von Halogenen an verschiedenen Tonmineralfraktionen zu untersuchen Um dieses Projekt abzuschließen, möchten wir die Halogenverteilung zwischen PyGM und Fluiden unterschiedlicher Zusammensetzung experimentell charakterisieren.Daher soll 1. eine Reihe von Experimenten durchgeführt werden und die Halogenkonzentrationen in den ausgefällten PyGM-Kristallen, sowie in der Fluiden, aus welchen die Kristalle ausfallen, gemessen und 2. die Tonmineralstudie (Halogenkonzentrationen in separierten Tonfraktionen aus den schon bekannten Bodenprofilen) voll abgeschlossen werden. Mittels dieses sehr umfangreichen Datensatzes werden wir in der Lage sein, ein detailliertes Modell für die Halogenverteilung und wichtige Rückhalte- und Speicherungsprozesse nahe der Erdoberfläche aufzustellen. Außerdem ist dabei zu berücksichtigen, dass PyGM voraussichtlich als niedertemperierte Fluidmonitore eingesetzt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen