Der nur leicht erodierte Phonolit-Karbonatit Vulkan von Kruidfontein – ein stellvertretender Einblick ins Innere des Laacher See Vulkans

• Antragsteller: Dr. Johannes Giebel; Privatdozent Dr. Benjamin Walter
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558028028

Karbonatite sind relativ seltene Gesteine (~610 Vorkommen weltweit). Etwa 80 % aller Karbonatitvorkommen sind räumlich mit verschiedenen Silikatgesteinen assoziiert, wobei die genetische Beziehung zwischen Karbonatiten und den Silikatgesteinen mit unterschiedlichen Modellen diskutiert wird. Nur ein kleiner Teil der Karbonatite (50 Vorkommen) ist extrusiv; die assoziierten Silikatgesteine sind meist Nephelinite und Phonolithe, wobei angenommen wird, dass phonolitische Schmelzen aus parentalen nephelinitischen Schmelzen hervorgegangen sind. Ihre spezifische genetische Beziehung zu Karbonatiten ist jedoch unklar. Ein gutes Beispiel für diese Strittigkeit ist der quartäre phonolitische Laacher See Vulkan, der zur Osteifel (Deutschland) gehört. Die Karbonatite am Laacher See sind nur aus Xenolithen bekannt, dies weist auf eine Phonolit-Karbonatit-Assoziation in der Tiefe. Im Allgemeinen sind nur die pyroklastischen Ablagerungen an der Oberfläche anstehendt, während das „Feeder-System“, das auf eine direkte Beziehung zwischen Karbonatiten und Phonolithen hinweisen kann, nicht anstehend ist. Für ein besseres Verständnis der ganzheitlichen Struktur des Laacher Sees (als Repräsentant für Karbonatit-Phonolith-Komplexe) wäre ein Vergleich mit ähnlichen, jedoch flach intrudierten Vorkommen mit aufgeschlossenem „Feeder-System“ (das in nur geringfügig tiefere Intrusionsebenen erodiert ist) erforderlich. Ein idealer Kandidat für eine solche vergleichende Studie stellt der bisher wenig untersuchte proterozoische Phonolith-Karbonatit-Vulkan von Kruidfontein (Südafrika) dar. Im Rahmen dieses Projekts soll der Kruidfontein-Karbonatit-Phonolit-Komplex untersucht werden, der pyroklastische phonolitische Fazien, die von späteren phonolitischen und karbonatitischen Intrusionen im Untergrund durchdrungen werden, an der Oberfläche aufweist. Die Karbonatite von Kruidfontain weisen darüber hinaus eine hochentwickelte Zusammensetzung auf, die durch fluoritreiche Kalzitkarbonatite und reine Fluoritgänge repräsentiert wird. Unsere Studie konzentriert sich auf (1) den Eruptionsmechanismus des Kruidfontein-Vulkans im Vergleich zum Laacher See-Vulkan, (2) die Altersbestimmung des Kruidfontein Vulkans und seine zeitliche Einordnung in regionale magmatische Ereignisse und (3) die Herkunft und Rolle von Fluor in den Karbonatiten. Zu diesem Zweck werden die verschiedenen Lithologien des Kruidfontein-Komplexes mittels Petrographie (Mikroskopie, µXRF, SEM), Gesamtgesteinsanalysen (XRF, ICP-MS, CSA), Mineralchemie (EMPA), stabiler und radiogener Isotopie (IRMS, ICP-MS), sowie detaillierten Studien über Flüssigkeitseinschlüsse (Mikrothermometrie, Mikro-Raman-Spektroskopie) untersucht. Die Ergebnisse werden mit den vom Laacher See-Vulkan verfügbaren Informationen verglichen, was ein besseres Verständnis der Phonolith-Karbonatit-Assoziationen im Allgemeinen ermöglichen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartner: Dr. Tomas Magna; Dr. Vladislav Rapprich
• Mitverantwortlich: Mohsin Raza, Ph.D.