Magmenbildung und -entwicklung im intraozeanischen Tonga Inselbogen

• Antragsteller: Professor Dr. Karsten Matthias Haase
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554738935

Magmatische Aktivität findet entlang der konvergenten Plattengrenzen der Erde statt, wobei sich unterschiedliche Magmazusammensetzungen bilden, die auf Schwankungen in der Zusammensetzung und Temperatur sowohl des Mantelkeils als auch der subduzierenden Platte sowie der Dicke und Zusammensetzung der oberen Platte zurückzuführen sind. Intra-ozeanische Inselbogenvulkane eruptieren unterschiedliche Lavaserien (basaltisch bis andesitisch oder basaltisch bis rhyolitisch) und weisen unterschiedliche Strukturen auf (z. B. Calderen oder Vulkankegel), die auf eine systematische Entwicklung des Magmasystems hindeuten könnten. Wir schlagen vor, die Mineralogie sowie die Zusammensetzung von Glasrändern und Schmelzeinschlüssen von Lavaserien ausgewählter Vulkane des Tonga-Inselbogens zu untersuchen, die Unterschiede in der vulkanischen Struktur und Magmenentwicklung aufweisen. Die Zusammensetzungen reichen von tholeiitischen Basalten bis hin zu Boniniten und Andesiten mit hohem Mg-Gehalt, die untersucht werden sollen, um Unterschiede in der Mantelverarmung, der Tiefe und dem Ausmaß des partiellen Aufschmelzens sowie den Beitrag der abtauchenden Platte zur Bildung der primären Magmen entlang des Inselbogens zu bestimmen. Darüber hinaus werden wir die O-Isotopenzusammensetzung von primitivem Olivin und Klinopyroxen analysieren, um eine mögliche Veränderung des Slab-Inputs entlang des Tonga-Inselbogens zu bestimmen. Die Analyse von Mineralen, Glasrändern und Schmelzeinschlüssen in den weiter entwickelten Gesteinen wird dazu beitragen, festzustellen, ob diese Magmen durch Kristallfraktionierung oder durch Aufschmelzen von Krustengestein entstanden sind. Altersbestimmungen ausgewählter Laven werden ermöglichen, den Zeitrahmen der Magmenentwicklung einzelner Vulkane zu bestimmen. Daher werden wir vorhandene Proben aus unserer Sammlung verwenden, um Laven (1) mit unterschiedlichen primären Magmen (basaltisch bis Mg-reicher Andesit), (2) mit unterschiedlicher tektonischer Situation und Krustenstruktur und (3) mit unterschiedlichen Entwicklungsstadien des Magmasystems zu untersuchen. Auf der Grundlage der Ergebnisse werden wir 1) die Bildung der primären Schmelzen, 2) die Bildung der intermediären bis felsischen Magmen und 3) die Entwicklung der Vulkane und des Magmasystems im Tonga-Inselbogen bestimmen. Dieses Projekt wird zu einem besseren Verständnis der Prozesse der Magmenbildung und -entwicklung in Inselbögen mit relativ dünner Kruste führen, was Auswirkungen auf unsere globalen Modelle der Subduktion haben wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen