Fachbereich 14 - Geowissenschaften
Institut für Mineralogie
Geochemie, Geochronologie und Kosmochemie (und Zentrallaboratorium für Geochronologie)

Geochemie, Geochronologie und Kosmochemie

Die Analyse von Isotopenverhältnissen an terrestrischen und extraterrestrischen (=Meteorite und Mondproben) Materialien liefert wichtige Eckdaten zur Entschlüsselung von geologischen Prozessen auf der Erde, der Entwicklung unserer Nachbarplaneten sowie des frühen Sonnensystems. Isotopendaten in Kombination mit hochpräzisen Analysen von Spurenelementkonzentrationen an Mineralen und Gesteinen dienen dazu, die dynamische Entwicklung von Planeten zu rekonstruieren. Durch Isotopenuntersuchungen an den Proben von Erde, Mond und Mars konnten das Alter dieser Planeten zum ersten mal genau bestimmt werden. So hat es ca. 33 Ma Jahre gedauert bis sich die Erde aus kosmischem Staub gebildet hat. Bei Mars war der Prozes nach ca. 13 Ma abgeschlossen. Der Mond entstand durch eine Kollision eine Planeten mit der Erde. Mit Hilfe von radiogenen Isotopen werden wichtige geologische Ereignisse und Prozesse datiert um dann daraus die zeitliche und dynamische Entwicklung von geologischen Einheiten (z.B., Magmen, Sedimentabfolgen, Orogene) abzuleiten.

Durch ein umfangreiches Gästeprogramm hat das Zentrallaboratorium für Geochronologie (ZLG) in Deutschland eine zentrale Funktion bei der in den Geowissenschaften wichtigen Alterdatierung von Gesteinen und Mineralen. Als erstes Labor in Deutschland ist es am ZLG möglich Datierungen mit dem Lu-Hf Isotopensystem durchzuführen. Isotopendaten werden weiterhin dazu benutzt um die Genese von Gesteinen und deren ultimativen Quellen zu bestimmen. Durch Modellierung von Isotopenverhältnissen ist es möglich, chemische Stoffumsätze in der Geosphäre zu quantifizieren.

Neben den radiogenen Isotopen werden auch die natürlichen Variation von ausgewählte stabile Isotopenverhältnisse untersucht (z.B. B, Cd, Ta). Aus diese Variationen können Rückschlüsse auf Prozesse bei der Diagenese, der Magmengenese, der Kondensation der Materie im frühen Sonnensystem sowie der Interaktion von Bio- und Geosphäre gezogen werden. Zu diesen Zwecken werden auch neue analytische Methoden zur hochpräzisen Messung von Isotopen- sowie von Spurenelementverhältnissen neu entwickelt.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft, DAAD, Alexander-von-Humboldt-Stiftung, National Science Foundation (USA)

Beteiligte Wissenschaftler:

A. Baumann, M. Bröcker, K. Mezger, C. Münker, J. Pfänder, E. Scherer

Veröffentlichungen:

Boundy, T.M., Donohue, C.L., Essene, E.J., Mezger, K. and Austrheim, H. (2002) Discovery of eclogite facies carbonate rocks from the Lindas nappe, Caledonides, Western Norway. J. metam. Geol. 20, 649 - 667.

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Büchl, A., Brügmann, G., Batanova, V.G., Münker, C. and Hofmann, A.W. (2002) Melt percolation monitored by Os isotopes and PGE abundances: a case study from the mantle section of the troodos Ophiolite. Earth and Planetary Science Letters 204 (3-4), 385-402.

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Jung, S. and Mezger, K. (2001) Geochronology in migmatites - a Sm-Nd, U-Pb and Rb-Sr study from the Proterozoic Damara belt (Namibia): implications for polyphase development of migmatites in high-grade terranes. J. metam. Geol. 19, 77-97.

Jung, S., Hoernes, S. and Mezger, K. (2001) Trace element and isotopic (Sr, Nd. Pb, O) arguments for a mid- to lower crustal origin of Pan-African garnet-bearing S-type granites from the Damara orogen (Namibia). Prec. Research. 110, 325-355.

Jung, S., Hoernes, S. and Mezger, K. (2002) Synorogenic melting of mafic lower crust: constraints from geochronology, petrology and Sr, Nd, Pb and O isotope geochemistry of quartz diorites (Damara Orogen, Namibia). Contrib. Mineral. Petrol. 143, 551-566.

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Willner, A.P., Sebazungu, E., Gerya, T.V., Maresch, W.V. and Krohe, A. (2002) Numerical modelling of PT-paths related to rapid exhumation of high-pressure rocks from the crustal root in the Variscan Erzgebirge Dome (Saxony/Germany). Journal of Geodynamics, 33, 281-314.

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