Entstehung und thermische Entwicklung rhyolithischer Magmenreservoire in der Great Basin Basin – Snake River Plain Magmenprovinz (USA)

• Antragsteller: Professor Dr. Mario Trieloff, seit 1/2023
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429859409

Das Great Basin und die angrenzende Snake River Plain in den westlichen USA beherbergen einige der am besten zugänglichen und erforschten intrakontinentalen Magmensysteme der Erde. Diese Magmenprovinz ist durch einen überwiegend bimodalen Vulkanismus geprägt, der im mittleren Tertiär einsetzte und dessen Aktivität bis ins Holozän reicht. Die Herkunft entwickelter Schmelzen in dieser Provinz ist jedoch nur unzureichend geklärt, wobei aktuell diskutierte Entstehungshypothesen zwischen die folgenden Endglieder fallen: fraktionierte Kristallisation basaltischer Ausgangsschmelzen, Bildung hybrider Magmen in der mittleren Kruste und Wiederaufschmelzen SiO2-reicher Ausgangsgesteine in der Oberkruste. Aufgrund der ausgezeichneten Aufschlussverhältnisse und des relativ jungen Alters ist die Great Basin - Snake River Plain Provinz ideal, um verschiedene Prozesse in der Bildung rhyolithischer Schmelzen gegeneinander abzuwägen und zu quantifizieren. Durch die mikroanalytische Untersuchung von Zirkon und die daraus gewonnenen Parameter für Temperatur und Schmelzzusammensetzung während der Kristallisation können die Abkühlungsgeschichte entwickelter Schmelzen ermittelt sowie Massen- und Energiebilanzen für oberflächennahe Magmenkammern auf neuartige Weise erstellt werden. In diesem Projekt sollen für fünf Pleistozäne-Holozäne Vulkankomplexe der Great Basin - Snake River Plain Provinz (1) Eruptions- und Kristallisationsalter bestimmt, (2) Entstehungsprozesse rhyolithischer Magmen geklärt, und (3) die thermische Entwicklung oberflächennaher Magmenreservoire rekonstruiert werden. Eruptionsalter sollen mittels Ar-Ar Geochronologie von Sanidin datiert werden, während die U-Th Ungleichgewichtsdatierung und die U-Pb Geochronologie von Zirkon die Zeitpunkte der magmatischen Kristallisation ergeben. Hochauflösende Isotopen- und Spurenelementanalytik von Zirkon mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) und Laser-Ablations-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (LA ICP MS) liefern dabei Eingabeparameter, die es erlauben die Altersspektren von Zirkon als Funktion von magmatischen Nachschubraten und Gesamtvolumen in offenen Magmensystemen thermochemisch zu modellieren. Dieser neuartige Ansatz erlaubt es, die Bildungsbedingungen oberflächennaher Magmenreservoire in der Great Basin - Snake River Plain Region besser zu verstehen. Diese Ergebnisse tragen zur Entwicklung verbesserter Strategien für das Auffinden geothermischer Vorkommen in den westlichen USA und anderen magmatisch aktiven Regionen bei.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Dr. Oscar Lovera; Professor Michael McCurry, Ph.D.
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Axel Karl Schmitt, Ph.D., bis 12/2022