Der Abbau von Bodenschätzen wie etwa Kiese, Sande, Mergel, Ton, Lehm oder versch. Gesteine unterliegt dem Genehmigungsvorbehalt von § 17 des Niedersächsisches Naturschutzgesetzes (NNatG) bzw. § 119 des Niedersächsischen Wassergesetzes (NWG). Ausdrücklich darin gefordert werden die Vermeidung von Beeinträchtigungen der Natur und Landschaft bzw. deren Ausgleich bei der Gewinnung von Bodenschätzen gemäß den Grundsätzen nach § 2 Nr. 5 NNatG.
Im Sb-Hg-Gürtel in SW Kirgisien befinden sich rund 10 größere und kleinere, z. T. im Weltmasssstab ökonomisch bedeutende Sb- oder Hg-Lagerstätten, die einige interessante mineralogische und geochemische Besonderheiten aufweisen. Manche dieser Lagerstätten enthalten beispielsweise überwiegend bis ausschließlich Stibnit als Erzmineral, manche überwiegend Zinnober und mehrere enthalten beide. Ob es sich dabei um einen Effekt von "Telescoping" handelt oder andere Ausfällungsmechnismen die Ursache darstellen, ist unklar. Auch weisen manche der Lagerstätten komplexe Hg-Sb-(Pb-Cu)-Sulfosalze auf (auch als ökonomisch wichtige Erzmassen), die möglicherweise Remobilisierungsprodukte der primären Erze mit späteren hydrothermalen Lösungen darstellen. Manche der Erze enthalten signifikante Goldgehalte, andere nicht. Schließlich ist Fluorit neben Quarz - im Gegensatz zu allen anderen weltweiten Vorkommen dieses Typs - eine wichtige Gangart. Der vorliegende Antrag untersucht mittels Mineraltexturen und Mineralchemie die Mineralabfolge und Bildungsbedingungen der Lagerstätten, mittels Flüssigkeitseinschlüssen die Art und Zusammensetzung der an der Bildung dieser Lagerstätten beteiligten hydrothermalen Lösungen, versucht die Herkunft und Bedeutung des Fluors für die Lagerstättenbildung abzuschätzen, untersucht vergleichend die Ausfällungsmechanismen für Sb, Hg und Au in verschiedenen Erzassoziationen über verschiedene Lagerstätten hinweg (district scale) und wird versuchen, auch mittels geochemischer Modellierungen ein Modell für die Entstehung der SW-kirgisischen Sb-Hg-Lagerstätten zu erarbeiten. Das Projekt ist eng mit dem Schwesterprojekt von Prof. Wagner (Aachen) verzahnt.
Reflexions-Infrarotspektroskopie im nahen (NIRS) und mittleren Infrarotbereich (MIRS) weist ein hohes Potential zur Bestimmung bodenchemischer und -biologischer Charakteristika auf, aber hinsichtlich der Vorhersagegenauigkeit und des Verständnisses der zugrundeliegenden Beziehungen herrscht noch Forschungsbedarf. Projektziele sind: (i) Die Genauigkeit von NIRS und MIRS, den Gehalt an organischem C und N und die Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz vorherzusagen, soll optimiert werden. Hierbei wird die Population nach Bodentyp, Textur und mineralogischer Zusammensetzung klassifiziert. Teilproben werden chemisch oder thermisch oxidiert und ein modifiziertes PLS-Verfahren, ein genetischer Algorithmus, wird getestet. (ii) Allgemeine Beziehungen zwischen den Mengen an labilem, intermediärem und passivem C und N (zu erhalten aus Inkubationsexperimenten und Na2S2O8-Behandlungen) und den bedeutsamen Wellenlängen der NIRS- und MIRS-Kreuzvalidierungen sollen aus Spektren, die vor und nach den Inkubationen aufgenommen wurden, abgeleitet werden. (iii) Es soll die Vorhersagegüte von Bodenkonstituenten mittels NIRS und MIRS für offene Populationen ermittelt werden.
Das Hauptziel der in 2018 durchgeführten IODP Expedition 376 war die Untersuchung magmatisch-hydrothermaler Systeme und damit assoziierter Erzmetallablagerungen (von z.B. Cu und Au) in intraozeanischen Vulkanbögen. Die Expedition konzentrierte sich auf die Erkundung des Brothers Unterwasservulkans, der, im Gegensatz zu einigen anderen Vulkansystemen entlang des Kermadec-Bogens, dazitische bis rhyolitische Schmelzen fördert. Besonders am Brothers Vulkan ist neben der extremen Anreicherung an Cl die große Bandbreite an unterschiedlichen Zusammensetzungen (z.B. im Alkali- und Aluminiumoxidgehalt und in Mg). Ziel des Vorhabens ist deshalb, die Natur und Zusammensetzung der freigesetzten volatilen Phasen (u.a. ob es sich um einphasige oder zweiphasige Fluide handelt) zu untersuchen, sowie deren Einfluss auf Fraktionierungstrends und auf die Anreicherung von Metallen während der Differenzierung.Um dies zu erreichen, werden komplementäre analytische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt: 1) Hauptelementanalysen von Matrixgläsern und Glaseinschlüssen sollen Aufschluss über die Herkunft der felsischen Magmen sowie die Fraktionierungs- und Differenzierungsprozesse geben; 2) Hochdruck-Kristallisationsexperimente sollen die Bedingungen in der Magmakammer und die Rolle der volatilen Komponenten, insbesondere von Cl und H2O, bei der Fraktionierung von Magmen beleuchten; 3) Spurenelementanalysen von Glaseinschlüssen in Plagioklas und Klinopyroxen liefern Informationen über den Einfluss volatiler Komponenten und der Sauerstofffugazität auf die Anreicherung von Erzmetallen (z.B. Fe, Cu, Zn, W, Au). Da die meisten Glaseinschlüsse Quench-Kristalle und Blasen enthalten, müssen sie zunächst bei hohen Drücken wieder homogenisiert werden. Die Kombination der drei geplanten Arbeitspakete wird einen wichtigen Beitrag dazu leisten, die Entwicklung der Metallanreicherung in Cl-reichen magmatischen Systemen während der Differenzierung und im magmatisch-hydrothermalen Stadium nachvollziehen zu können.
Exp. 370 diente der Erforschung des oberen Temperaturlimits der Tiefen Biosphäre vor dem Kap Muroto im Nankai Graben vor Japan. Dieser Standort ist charakterisiert durch einen extrem hohen Wärmefluss und sehr hohe Temperaturen, die an der Grenzfläche des Sediments zur Kruste bis zu 120 Grad C erreichen können. Dies entspricht der Maximaltemperatur bei der Leben bisher im Labor nachgewiesen wurde. Dieser Temperaturbereich umfasst ebenfalls den Bereich in dem Katagenese stattfindet, der thermische Zerfall von organischem Material zu flüssigen und flüchtigen Kohlenwasserstoffen. Es wird vermutet, dass dieses durch Katagenese gebildete labile und sauerstoffreiche oxidierte organische Material eine direkte Nahrungsquelle für die Mikrobengemeinschaften in diesen Sedimenten ist und somit eine direkte Kopplung der abiotischen und biotischen Zone darstellt. Die Hauptfragen in diesem Projekt sind: Welche und wieviele Mikroorganismen befinden sich in den Sedimenten nahe des Temperaturmaximums mikrobiellen Lebens? Bis in welche Tiefe, und können diese nachgewiesen werden? Wie ist mikrobielles Leben an diese extremen Bedingungen angepasst? Welche bioverfügbaren Verbindungen werden bei erhöhten Temperaturen aus dem organischen Material freigesetzt und inwieweit stellen diese eine Verknüpfung der tiefen Geo- und Biosphäre im Nankai Graben dar? Hierfür wird ein umfassender geochemischer Ansatz vorgeschlagen, der zum einen das Erstellen von Tiefenprofilen molekularer Lebenssignaturen vorsieht und zum anderen diese mit einer detaillierten Charakterisierung von löslichem und unlöslichem organischen Material (Kerogen) verknüpft. Diagnostische Biomoleküle wie z.B. intakte polare Membranlipide und Chinone werden hierbei mittels ultra-sensitiven massenspektrometrischen Methoden identifiziert und quantifiziert. Qualität und Bioverfügbarkeit des organischen Materials bei erhöhten Temperaturen soll mit einer Kombination aus Elementaranalyse und massenspektrometrischen, spektroskopischen und pyrolytischen Methoden untersucht werden. Zusätzlich wird die Bildung von potentiellen organische Substrate für die Mikrobengemeinschaften mittels wässriger Pyrolyse in Laborversuchen getestet. Diese Arbeiten stehen im direkten Bezug zu fundamentalen Fragen der Erforschung der Tiefen Biosphäre und versprechen wichtige Einblicke in Hinblick auf die Verteilung von tief versenktem Leben und der Faktoren welche dessen Ausbreitung limitiert.
Zinn (Sn) und Wolfram (W), deren Vorkommen hauptsächlich mit magmatisch-hydrothermalen Systemen in Verbindung gebracht werden, haben sich als strategische Metalle etabliert, und die erfolgreiche Erkundung wirtschaftlich wertvoller Lagerstätten hängt von einem grundlegenden Verständnis der erzbildenden Prozesse ab, einschließlich Quelle und Primärkonzentration, Transport, Ablagerung und Remobilisierung. Zusammen mit anderen hochfeldstarken (HFSE; z. B. Nb und Ta) und fluidmobilen Elementen (z. B. Li, P, F) treten Sn und W häufig in enger räumlicher Beziehung zu spät- bis postorogenen peraluminösen Granitsystemen der Kruste - einschließlich Seltenmetallgraniten (RMG) und Pegmatiten - und damit verbundenen hydrothermalen Aktivitäten auf. Die Anreicherung von Zinn und W bis zu wirtschaftlichen Gehalten ist das Ergebnis einer Kombination von Schmelz- (d. h. Vorkonzentration) und fluidgetriebenen Prozessen (d. h. Remobilisierung). Der Transport und die Umverteilung dieser Elemente innerhalb der Kruste hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. ihrer Löslichkeit in der Schmelze und im Fluid im Gleichgewicht mit erzhaltigen Mineralen und ihrer Verteilung zwischen Schmelze und Fluid am magmatisch-hydrothermalen Übergang. Während die Zusammensetzung der Schmelze und des Fluids für beide Elemente wichtige Parameter sind, reagiert W sehr empfindlich auf die Temperatur und Sn auf die Redoxbedingungen (d. h. Speicherung und Transport als Sn2+ oder Sn4+) bei einer bestimmten Zusammensetzung. Obwohl die wichtigsten Kontrollparameter bereits identifiziert wurden, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um in der Literatur auftretende Diskrepanzen zu klären (z. B. im Zusammenhang mit der Komplexität solcher Systeme und möglichen experimentellen Problemen). Zu diesem Zweck wollen wir uns auf mehrere Aspekte konzentrieren und dabei verschiedene Ansätze anwenden: (i) Löslichkeitsexperimente für Sn- und W-haltige Minerale in Schmelze und Fluid unter Berücksichtigung von deren geochemischer Vielfalt und der für Sn-W-Lagerstätten relevanten P-T-fO2-Bedingungen, (ii) Experimente zur genauen Bestimmung der Fluid/Schmelze- und Sole/Dampf/Schmelze-Verteilung von Sn und W am magmatisch-hydrothermalen Übergang, (iii) Untersuchung von Fluideinschlüssen an einem herausragenden Beispiel des Argemela-Granitsystems (Portugal) zur qualitativen und quantitativen Untersuchung der Sn- und W-Konzentration in Fluiden und des Transports am magmatisch-hydrothermalen Übergang, (iv) Untersuchung des Oxidationszustands von Sn in verschiedenen Krustenumgebungen zur Bewertung des Redox-Effekts auf den Sn-Transport und die Umverteilung innerhalb der Kruste. Insgesamt werden unsere Ergebnisse dazu beitragen, die bestehenden Modelle für die Bildung von Sn-W-Lagerstätten neu zu bewerten.
Submarine Massivsulfide (SMS) sind die modernen Analoge zu alten vulkanogenen massiven Sulfiderzvorkommen (VMS) und könnten eine zukünftige Metallressource darstellen. Sie bilden sich als Reaktion auf die hydrothermale Abkühlung des jungen Meeresbodens, wenn sich heiße Fluide, die von einer magmatischen Wärmequelle aufsteigen, mit Meerwasser vermischen, sodass die gelösten Metalle ausfallen und sich eine Lagerstätte bildet. Der hydrothermale TAG-Mound auf dem Mittelatlantischen Rücken beherbergt eine der größten submarinen Sulfiderzvorkommen und ist ein ausgezeichneter Ort, um die dominanten Bildungsprozesse zu untersuchen. Seine innere Struktur wurde durch Ozeanbohrungen (ODP 158) untersucht und umfangreiche geologische und geophysikalische Daten sind verfügbar. Das detaillierte hydrogeologische Regime und die chemischen Ausfällungs- und Lösungsprozesse, die den Hügel gebildet haben, wurden jedoch nie mit Reaktions-Transport-Modellen quantifiziert, und es bleiben große Wissenslücken - mit der Folge, dass die globale Menge an SMS Vorkommen, aber auch die Rolle hydrothermaler Fluide in biogeochemische Stoffkreisläufen schlecht verstanden ist. Dieser Antrag zielt darauf ab, diese Wissenslücken mithilfe von 3-D Reaktions-Transport-Modellen zu verkleinern. Unser Ansatz besteht darin, ein vorhandenes hydrothermales Strömungsmodell, hydrothermal Foam, mit der thermodynamischen MINES-Datenbank für Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen unter Verwendung der GEMS3K-Software für die Gibbs-Freie-Energie-Minimierung zu koppeln. Dies wird es uns ermöglichen, Szenarien für die Bildung des hydrothermalen TAG Mounds zu testen und die vorherrschenden Prozesse zu erforschen, welche die hydrothermalen Metallflüsse in, innerhalb und aus hydrothermalen Mounds steuern.
Listvenit, der aus ozeanischen Mantel-Peridotiten gebildet wurde, die über karbonathaltige Sedimente überschoben wurden, ist im Oman Ophiolit aufgeschlossen und zeigt einen Karbonatisierungsprozess im Hangenden einer Subduktionszone. Kern BT1 (MOD Mountain) des ICDP Oman Drilling Project (OdP) stellt eine einzigartige Probe karbonatisierter und serpentinisierter Peridotite (inklusive der Basis-Überschiebung) von einer ozeanischen Plattengrenze dar.Unser Ziel ist es, zu den der übergeordneten Ziele des Oman Drilling Project, zum Verständnis des Zusammenspiels von reaktionsgetriebenen und tektonischen Kräften sowie Porendruck während großmaßstäblicher Karbonatisierung beizutragen, und Hypothesen zur strukturellen Entwicklung und Fluidtransportwegen in diesem System zu testen. Zweites Ziel ist es, die Bildung von Adern in diesem komplexen Umfeld besser zu verstehen und ein fundamentales Verständnis für Brüche und Kristallwachstum in diesem System zu entwickeln. Wir planen eine mikro- und makrostrukturelle Studie der Deformations- und Reaktionsstrukturen in Listvenit und serpentinisierten Peridotiden im Oman Ophiolit, basierend auf Daten aus Kern BT1 und Aufschlüssen in der Umgebung von BT1. Mit Hilfe von optischer und Raster-Elektronenmikroskopie (ViP, CL, BIB-SEM, EDX, EBSD) in Verbindung mit Kernbeschreibungen und modernsten analytischen Daten des OdP (XRF, XRD, x-ray CT, Hyperspectral Imaging) legen wir unseren Fokus auf (i) die Mikrostruktur des 'primären' Listvenit, insbesondere der Existenz einer duktilen Scherzone vor oder während der Karbonatisierung, (ii) die verschiedenen Generationen von Störungen, Kataklasiten, Brüchen und Adern, die dieses System beeinflussen, indem wir Deformationsmechanismen und die Überprägungsgeschichte untersuchen, (iii) Mikrostrukturen in syn- und antitaxialen Adern um reaktionsinduzierte von tektonischen Brüchen zu unterscheiden, und schließlich (iv) Mikro- und Nanoporosität und Konnektivität, mit dem Ziel mögliche Fluidwege in der Matrix zu definieren.
Während des letzten Eiszeit-Zykluses wurde CO2 aus der Atmosphäre jahrtausendelang in den tiefen Ozeanen gebunden. Die ozeanische Wassermassenstruktur, die eine solche erhöhte Kohlenstoffspeicherung ermöglichte, ist jedoch weiterhin nicht bekannt. Inkonsistente Rekonstruktionsergebnisse sind größtenteils eine Folge der begrenzten. Insbesondere sind nur wenige Rekonstruktionen von Tiefenwassermassen-Struktur mittels des Neodym (Nd)-Isotopen-Proxys für die letzten 100.000 Jahren verfügbar. Als Selten Erden Elemente wird Nd nicht durch den biologischen Kreislauf beeinflusst, wodurch die Nd-Isotopenzusammensetzung des Meerwassers benutzt werden kann, um Änderungen des Kohlenstoffkreislaufs von der Zirkulation in der Tiefsee getrennt betrachten. Aufgrund des Unterschieds der Nd-Isotopensignaturen zwischen Nord- und Südwasser mehrfach über signifikant unterschiedliche Wassermassenstrukturen des Atlantiks in der Vergangenheit berichtet. Kürzlich wurden jedoch Prozesse identifiziert, die unabhängig von der Herkunft der Wassermasse, die archivierten Nd-Isotopensignaturen (vor allem in Verbindung mit benthischen Nepheloid-Schichten) verändern können und somit die Interpretation als Wassermassen-Tracer in Frage stellen. Diese Prozesse könnten erhebliche Auswirkungen auf paläo-ozeanographische Rekonstruktionen haben, da die meisten Studien bislang Nd-Isotopien unter der Annahme unveränderlicher endmember interpretierten. Gegenwärtig existiert jedoch kein Datensatz aus dem Nordatlantik, der den nördlichen endmember ausreichend genau repräsentiert und dabei den gesamten Glazialen Zyklus abdeckt. Die hier vorgeschlagene Studie wird die etablierte Methodik über den Nd-Isotopen-Proxy an der Universität Heidelberg nutzen und zielt darauf ab, diese kritische Datenlücke zu schließen, indem ein nördlicher Nd-Isotopen-endmember von einem Sedimentkern über die letzten 100.000 Jahre definiert wird. Der IODP-Kern U1313 aus dem subpolare Nordatlantik ist hierfür besonders geeignet, denn er verfügt u.a. über eine ausreichend hohe Sedimentationsrate und liegt außerhalb des Einflusses von benthischen Nepheloid-Schichten oder vulkanischem Material.
Neun der neunzehn geplanten Teilprojekte verwenden kosmogene Nuklide und Radiokarbondatierung für Alters- und Prozessratenbestimmungen. Diese Methoden haben gemein, dass sie mittels Beschleunigermassenspektrometrie (AMS) durchgeführt werden und einer speziellen Probenaufbereitung bedürfen. Dieses Projekt liefert das Personal, um routinemäßig hochqualitative Analysen für die erwarteten mehr als 1000 AMS-Proben innerhalb des SFB durchzuführen; sowie die Expertise zur Planung geeigneter Probenahmestrategien und zur Interpretation der Daten.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 846 |
| Kommune | 1 |
| Land | 81 |
| Wissenschaft | 24 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 10 |
| Förderprogramm | 748 |
| Sammlung | 1 |
| Taxon | 1 |
| Text | 21 |
| unbekannt | 95 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 39 |
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| unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 638 |
| Englisch | 382 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 74 |
| Datei | 61 |
| Dokument | 74 |
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| Webdienst | 65 |
| Webseite | 618 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 832 |
| Lebewesen und Lebensräume | 642 |
| Luft | 420 |
| Mensch und Umwelt | 875 |
| Wasser | 550 |
| Weitere | 870 |