Description: Das Hauptziel des CHROME-Projekts ist die Entwicklung thermodynamisch konsistenter Mehrphasenströmungsmodelle, die die Bildung von podiformen Chromitvorkommen in ophiolithischen Einheiten erklären können. Ophiolite bestehen aus Gesteinen, die Anzeichen von Schmelz-/Kristallisationsprozessen während ihrer Entstehung aufweisen. Da Chrom ein sehr kompatibles Element ist, wird erwartet, dass es beim Schmelzen im Residuum verbleibt. Unsere vorläufigen experimentellen Ergebnisse zeigen jedoch, dass Cr-Spinell mit zunehmendem H2O-Gehalt instabil wird und zusammen mit den übrigen Silikatmineralen (hauptsächlich Pyroxenen) schmilzt. Diese Konsumierung von Cr-Spinell führt zu einem dramatischen Anstieg des Cr-Gehalts in der Schmelze. Doch trotz dieses Anreicherungsprozesses reicht diese Cr-Konzentration nicht aus, um Chromit-Lagerstätten zu bilden. Daraus schließen wir, dass eine zusätzliche Mobilisierung und Cr-Anreicherung dieser Schmelzen notwendig sind. Um die Prozesse des Schmelztransports zu modellieren, muss die Dynamik der reaktiven Mehrphasenströmungen in wasserreichen, Cr-gesättigten Magmen aus dem Erdmantel berücksichtigt werden. Durch die Modellierung der verschiedenen Endglieder der Cr-Anreicherung (z. B. Konvektion oder reaktiver Transport) werden wir in der Lage sein, einige der verfügbaren Hypothesen zur Bildung von podiformen Cr-Lagerstätten zu bestätigen/zu verwerfen oder sogar zu verfeinern. Wir planen die Durchführung von Phasengleichgewichtsexperimenten an den peridotitischen Gesteinen, die die Cr-Erze beinhalten. Diese Experimente werden uns Schlussfolgerungen erlauben, die für die weitere Entwicklung von Modellen zum reaktiven Transport benötigt werden. Wir planen, mehrphasige, reaktive Strömungsmodelle anzuwenden, um Einblicke in die mit der Erzbildung verbundenen Prozesse zu gewinnen. Diese Modelle werden parallel zu Experimenten durchgeführt, in denen Schmelzen mit Mantelgesteinen re-equilibriert werden. Unser kombinierter Modellierungs-/Experimentalansatz wird eine gründliche Überprüfung der vorgeschlagenen Modellierungsansätze ermöglichen. Unser Ziel ist es, Modelle zur reaktiven Mehrphasenströmung zu verwenden, um die Erzbildungsprozesse (von der Quelle bis zur Lagerstätte) zu modellieren. Dabei wird unser vorgeschlagenes Modell petrologische und Gelände-Befunde von natürlichen podiformen Chromitlagerstätten berücksichtigen.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Main
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Chrom
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Silikat
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Geochemie
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Chromit
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Lagerstätte
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Erdkruste
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Literaturauswertung
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Mineralogie
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Strömungsmodell
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Wassergehalt
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Modellierung
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Schmelzen
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Mineral
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Gestein
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Petrologie
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Petrology
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Region:
Rheinland-Pfalz
Bounding boxes:
7.5° .. 7.5° x 49.66667° .. 49.66667°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
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Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Fachbereich Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Metamorphe Prozesse (Projektverantwortung)
-
Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Fachbereich Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Petrologie (Projektverantwortung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
Time ranges:
2023-01-01 - 2025-09-10
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: Modelling of CHROMium Enrichment in the mantle and the crust
Description: The main objective of the CHROME project is to develop thermodynamically consistent multiphase flow models that can explain the formation of podiform chromite deposits in ophiolite units. Ophiolites consist of rocks that show evidence of melting/crystallization processes during their formation. Since chromium is a highly compatible element, it is expected to remain in the residuum during melting. However, our preliminary experimental results show that Cr spinel becomes unstable with increasing H2O content and melts together with the other silicate minerals (mainly pyroxenes). This consumption of Cr spinel leads to a dramatic increase in the Cr content of the melt. However, despite this enrichment process, this Cr concentration is not sufficient to form chromite deposits. Thus, we conclude that additional mobilization and Cr enrichment of these melts is necessary. To model the processes of melt transport, the dynamics of reactive multiphase flows in H2O-rich, Cr-saturated magmas from the Earth's mantle must be considered. By modeling the various end-members of Cr enrichment (e.g., convection or reactive transport), we will be able to confirm/reject or even refine some of the available hypotheses for the formation of podiform Cr deposits. We plan to conduct phase equilibrium experiments on the peridotitic rocks containing the Cr ores. These experiments will allow us to draw conclusions needed for further development of reactive transport models. We plan to apply multiphase reactive flow models to gain insight into the processes associated with ore formation. These models will be run in parallel with experiments in which melts are re-equilibrated with mantle rocks. Our combined modeling/experimental approach will provide a thorough review of the proposed modeling approaches. Our goal is to use reactive multiphase flow models to model ore formation processes (from source to deposit). In doing so, our proposed model will consider petrologic and field evidence from natural podiform chromite deposits.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138818
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