Der Einfluss krustaler Kontamination auf die REE-Anreicherung in Karbonatiten der Kalkfeld-Gruppe (Namibia)

• Antragsteller: Professor Dr. Gregor Markl; Privatdozent Dr. Benjamin Walter
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437388656

Hohe REE-Gehalte in Karbonatiten werden generell durch eine Kombination verschiedener Faktoren erklärt, unter anderem durch geringe Aufschmelzgrade geochemisch angereicherter Mantelquellen, Kristallfraktionierung, Unmischbarkeit von Karbonat- und Silikatschmelzen und Entmischung von wässrigen Fluiden aus karbonatitischen Schmelzen. Krustale Kontamination ist jedoch ein Prozess, dem bei karbonatitischem Magmatismus normalerweise keine wichtige Rolle zugesprochen wird. Eine neue Studie der Antragsteller zeigt allerdings, dass die Wechselwirkung eines karbonatitischen Magmas mit silikatischen Umgebungsgesteinen eine starke REE-Anreicherung in Apatit über einen gekoppelten Substitutionsmechanismus mit Si ermöglichen kann. Nachdem dies für den Kaiserstuhl gezeigt wurde, schlagen die Antragsteller vor, dass solche Prozesse in karbonatitischen Systemen von allgemeiner Bedeutung sein könnten. In diesem Projekt wird der Einfluss der Wechselwirkung zwischen Karbonatiten und Umgebungsgesteinen auf die REE-Anreicherung in Karbonatiten untersucht. Die Studie wird anhand von Feldbeispielen aus der Kalkfeld-Gruppe in der Damaraland-Provinz (Namibia) durchgeführt, da diese Karbonatite eine variable REE-Anreicherung und REE-Mineralogie aufweisen und unterschiedliche Mengen an Silikatmineralen (Amphibol, Clinopyroxen, Quarz, Feldspat) enthalten, die auf eine krustale Kontamination hindeuten könnten. Um diese Hypothese zu testen, werden texturelle, mineralchemische und geochronologische Untersuchungen (Mikroskopie, EMPA, LA-ICP-MS) sowie Untersuchungen an Flüssigkeitseinschlüssen (Mikrothermometrie, Raman-Spektroskopie) an den verschiedenen Karbonatiten durchgeführt und miteinander verglichen. Die zu erwarteten Ergebnisse ermöglichen (1) eine detaillierte Charakterisierung der magmatischen bis hydrothermalen Entwicklung der Karbonatite und (2) eine Rekonstruktion der Entstehung der REE-Mineralisationen, einschließlich des möglichen Einflusses der Wechselwirkung mit Nebengesteinen und hydrothermaler Überprägung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada, Namibia
• Kooperationspartner: Pete Siegfried; Dr. Matthew Steele-McInnes; Gregory Symons