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s/selten erden/Seltene Erden/gi

Survey for critical raw materials in Rwanda East African Rift geothermal areas

The East African Rift System (EARS) continues south of the Afar Crossing in Ethiopia through Kenya and then splits into two branches: the western branch, which runs through Uganda and Rwanda, and the eastern branch, which runs through Tanzania. Both unite in Malawi. Magmatic activity began 20 million years ago south of Lake Turkana (Kenya). Here, destabilisation of the continental lithosphere and extrusion of phonolitic floods occurred, and after a phase of resurgence, small-scale ultra-alkaline, Si-saturated activity took place between ca. 5.9 and 2.9 Ma, defining the early rift development and volcanic initiation phase. Volcanism in the western branch of the EARS is confined to four spatially restricted provinces, all of which are found at the tips of long boundary faults or in accommodation zones between rift segments (Ebinger et al., 1989). In autumn 2024, an expedition to Rwanda was undertaken within the framework of the research project “CRM-geothermal”. Within „CRM-geothermal“, we are looking for an environmentally friendly co-production of critical raw materials together with the provision of geothermal energy. In the EARS, high levels of rare earth elements (REE), Sr, Ba and Mg are expected in waters and solids in areas with alkaline volcanic rocks, while other critical elements, including helium, have been sought in other localities. The eastern and western branches of the EARS host juvenile sectors with promising geothermal potential related to hot fluids migrating along permeable faults. The expedition began in the Virunga Volcanic Province in north-western Rwanda and continued all along Lake Kivu to Kamembe Further, along the Nyakabuye-Ruhwa Valley, in the area of Bugarama, Ruhwa and Mashyuza, gas, water, rock and sediment associated with natural hot springs but also cold springs were collected. On site, physical and chemical parameters were measured in-situ and documented together with the geology, infrastructure and domestic use of the hot site. At Ruhwa borehole, southern Rwanda, the hot water (66°C) emerges as an artesian spring at the surface. Drilling sites for geothermal water and energy extraction in Karisimbi were not visited because no economically viable geothermal system was found. Gisenyi and Bugarama are in the focus of the authorities, but funding for drilling at these sites was not yet achieved. We visited these sites to monitor the physicochemical parameters and to highlight the importance of their usage. We strongly support the idea of using geothermal water in rural areas and decentralising the energy supply system to make it less prone to disruption. Since both geothermal sites, Gisenyi and Bugarama, are within highly populated areas, direct usage of heat and energy would be of major economic and ecologic advantage, saving wood and charcoal, preventing air contamination and providing energy for light and electric media in private and public properties. That said, there is huge potential to enhance the everyday life of local residence, making the society less prone to influences from outside their quarters, foreign countries and changing climate.

Rohstoff-Reserven in Rheinland Pfalz: Recycling ausbauen

Recycling von elektronischen Kleingeräten zur Gewinnung von seltenen Erden und Lithium, Maßnahmen zur Verstärkung des Recycling; Berichterstattung der Landesregierung im Ausschuss für Umwelt und Forsten

Biogeochemischer Kreislauf ausgewählter potenziell schädlicher (Ultra-)Spurenmetalle (Tl, SEE) im Küstenbereich

Im Fokus des Projektes steht der Einfluss des organischen Stoffkreislaufs auf den biogeochemischen Kreislauf der (Ultra-)Spurenmetalle Thallium (Tl) und die Gruppe der Seltenen Erden Elemente (SEE) im Küstenbereich. Bisher wird davon ausgegangen, dass diese Metalle nicht von bio-assoziierten Prozessen beeinflusst werden. Aktuelle Studien weisen jedoch darauf hin, dass diese Metalle in hochproduktiven Küstengebieten in Verbindung mit organischen Stoffkreisläufen stehen und im organischen Stoffpool akkumuliert werden. Ein Umstand, welcher ihr Potenzial zur Schädigung von Küstenökosystemen deutlich macht. Bislang ist jedoch wenig darüber bekannt, wie diese Metalle mit welcher Fraktion des organischen Stoffpools in Verbindung stehen und welchen Einfluss organische Stoffkreisläufe auf deren biogeochemische Kreisläufe haben, und umgekehrt. Außerdem ist bislang nicht geklärt, welche Prozesse für die beobachteten räumlichen und zeitlichen Änderungen in den Konzentrationsmustern von Tl und SEE, insbesondere in den Küstengebieten, verantwortlich sind. In Anbetracht der Toxizität dieser Metalle, der anthropogenen Veränderung ihres Vorkommens im Küstenbereich, sowie ihrer Verwendung als Tracer für ozeanische Prozesse, sind Kenntnisse über ihre biogeochemischen Kreisläufe unerlässlich. Zentrale Aspekte, die im Rahmen dieses Projekts untersucht werden sollen, sind: (1) Das Verhalten und der Verbleib von natürlich und anthropogen eingetragenem Tl und SEE in den verschiedenen Kompartimenten des Küstenozeans, und (2) Der Einfluss von organischen Stoffkreisläufen, in Bezug auf die lebende und nicht lebende Fraktion des Stoffpools, auf die Konzentrationsmuster von Tl und SEE und umgekehrt.Diese Aspekte werden mittels eines höchst interdisziplinären Multiparameter-Ansatzes untersucht, in welchem labor- und feldbasierte Ansätze von unterschiedlicher ökologischer Komplexität und zeitlicher Auflösung kombiniert werden. Auf Basis eines Mikrokosmen-Ansatzes, in welchem eine für die Nordsee typische Phytoplanktongemeinschaft und repräsentative Einzelarten unter umgebungs- und erhöhten Tl- und SEE-Bedingungen inkubiert werden, werden die artspezifischen Auswirkungen auf das Verhalten von Tl und SEE und umgekehrt die Reaktion des Phytoplanktons auf anthropogenen Stress ermittelt. Der Einfluss einer Phytoplanktonblüte und den damit verbundenen biogeochemischen Prozessen auf die Metallkonzentrationen im intertidalen Küstenbereich sowie potenzielle Schlüsselfaktoren, werden im Rahmen eines Mesokosmen-Ansatzes untersucht. Die saisonale und interannuelle Variabilität der Tl- und SEE-Dynamik im Küstenbereich sowie die verantwortlichen Hauptfaktoren, werden anhand von Multiparameter-Zeitseriendaten, welche im Küstenbereich der deutschen Nordsee erhoben werden, untersucht. Anhand der Ergebnisse werden außerdem die Erkenntnisse aus den Mikro- und Mesokosmenkonzepten validiert und deren Übertragbarkeit auf ein natürliches System bewertet.

Innovative Kupferschlackenaufbereitung für die Rohstoffversorgung, Teilvorhaben 2: Entwicklung eines Prozessschemas sowie Umweltverträglichkeitsprüfungen mittels Life Cycle Assessment

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Teilprojekt: Pleistozäne Antarktische Zwischenwasservariabilität im offenen Ozean

Als Teil der globalen thermohalinen Zirkulation transportiert das Antarktische Zwischenwasser (AAIW) Wärme und Salz, es belüftet die intermediären Tiefen des Ozeans, und verteilt Nährstoffe aus dem Südozean (SO) in die nährstoffarmen Tropen. AAIW ist daher von globaler Bedeutung für die marine Biogeochemie und den Kohlenstoffkreislauf. Die Bildung des AAIW ist direkt an die Intensität des Auftriebs von Zirkumpolarem Tiefenwasser im SO gekoppelt und wird moduliert von den Westwinden und saisonaler Aussüßung durch Meereisexport und -abschmelzen. Obwohl es unbestritten ist, dass Transport und Zusammensetzung von AAIW eine wichtige Rolle für die ozeanischen und klimatischen Änderungen der letzten Deglaziation spielten, gibt es bisher nur wenige längere Aufzeichnungen der AAIW-Variabilität. Obwohl noch immer kontrovers, gibt es basierend auf Proxy-Daten zunehmende Einigkeit über einen anhaltenden oder nur leicht abgeschwächten AAIW-Export im Atlantik während des letzten glazialen Maximums. Neodym(Nd)-Isotopendaten, die eine größere und schnelle Variabilität nahelegten, wurden inzwischen sedimentären Überprägungen identifiziert, ein Problem, das auf den kontinentalen Schelfen, von denen diese Daten überwiegend stammen, kaum vermeidbar ist. Um diese Effekte zu umgehen und ein Verständnis der AAIW-Variabilität auf langen Zeitskalen zu erlangen, schlagen wir eine neue Studie vor, die nur Bohrkerne von Lokationen im offenen Ozean im Südatlantik (DSDP Site 516), dem Südostpazifik (ODP Site 1236) und der Tasmansee (DSDP Site 592 und IODP Site U1510) nutzt. Diese Sedimente weisen zwar niedrige Sedimentationsraten auf, vorläufige Daten zeigen aber die erwartete Amplitude benthischer O- und C-Isotopen im Zwischenwasser. Die Sedimente waren durchweg oxisch, was die verlässliche Anwendung von Nd-Isotopen und Seltenerdelement-Proxies für die Wassermassenrekonstruktion erlaubt. Diese Daten werden O- und C- Isotopendate benthischer Foraminiferen und von Spurenmetallproxies für Temperatur (Mg/Ca, Li/Mg) und Nährstoffgehalt (Cd/Ca) vervollständigen. Nach Etablierung einer benthischen Isotopenstratigraphie für jeden Bohrkern sollen glazial-interglaziale Schlüsselintervalle vor, während und nach dem Mittelpleistozänen Übergang (MPT) auf alle Proxies analysiert werden. Diese Aufzeichnungen der Variabilität der Quellen des AAIW, des Nährstoffgehalts und der Temperatur werden die letzten 1,5 Millionen Jahre in verschiedenen Becken abdecken. Dies wird neue Einsichten in die Rolle liefern, die die AAIW-Variabilität für die globale Umwälzzirkulation gespielt hat, die den SO mit den niedrigen Breiten verbindet, wie die Ozeanzirkulation auf Änderungen orbitaler Parameter der Eisschilde reagierte, und welchen Einfluss dies auf den Kohlenstoffkreislauf an glazialen Terminationen des Pleistozäns hatte.

Compilation of global Archean and Paleoproterozoic sanukitoid geochemical data

Sanukitoids, also referred to as high-Mg diorites, are a distinctive type of igneous rock from the late Archean-early Proterozoic, and are characterised by enrichment in both compatible elements (e.g. Mg, Ni, Cr) and incompatible elements (e.g. Ba, Sr, light rare earth elements). Their geochemistry is typically interpreted as recording petrogenesis of their parental magmas via interaction between mantle peridotite and recycled crust-derived component (e.g. metabasite melts, sediment melts, aqueous fluids), and is often considered to be "transitional" between that of Archean sodic tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) suites and post-Archean potassic granites. This dataset presents a global compilation of all Archean-Paleoproterozoic rocks that have been described as "sanukitoid" in published literature, and consists of over 3600 individual samples. Whole rock major and trace element concentrations, radiogenic isotope compositions and stable isotope compositions are compiled in the dataset alongside reported magmatic ages of the samples. The dataset is provided both as an Excel workbook divided by craton (file: 2025-003_Spencer-et-al_Sanukitoid-Compilation.xlsx) and as a single CSV file (file: 2025-003_Spencer-et-al_Sanukitoid-Compilation.csv). Sanukitoid magmatism has been described on almost every Archean craton globally. Most reported sanukitoid magmatism occurred during the late Mesoarchean-Neoarchean (2.95 - 2.5 Ga), with another peak in sanukitoid magmatism in the mid-Paleoproterozoic (2.2 - 2.0 Ga). Older sanukitoid occurrences dating back to the Paleoarchean (>3.2 Ga) are also described in the literature.

DATIPilot - Sprint - KepRE: Innovatives Messsystem zur Detektion und Charakterisierung von kritischen Rohstoffen für einen nachhaltigen Produktionsprozess;' EP '

Dissolved and particulate trace metal and rare earth element (REE) concentrations during a mesocosm based phytoplankton bloom simulating intertidal coastal conditions

We analyzed concentrations of dissolved and particulate trace metals, including iron (Fe), manganese (Mn), vanadium (V), molybdenum (Mo), thallium (Tl), and rare earth elements (REE), during a mesocosm-based phytoplankton summer bloom mimicking the intertidal zone of the southern North Sea (Jade Bay). The studies aimed to identify key drivers controlling their biogeochemical cycling in dynamic, high-productivity coastal environments. Our results highlight the tidally influenced coastal zone as a critical interface that alters the behavior of supposedly conservative elements such as Mo and Tl (Mori et al., 2021) as well as natural and anthropogenic REE (incl., lanthanum, samarium, and gadolinium) (Mori et al., under review). Trace metal concentrations and shale-normalized REE patterns, determined by quadrupole inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP-MS) and inductively coupled plasma–optical emission spectrometry (ICP-OES), were combined with biogeochemical bulk parameters and pigment-based assessments of phytoplankton growth and community composition (Mustaffa et al., 2020). Trace metal and REE cycling were evaluated in relation to phytoplankton dynamics, particulate organic matter composition (C, N, P), dissolved organic carbon, total dissolved nitrogen, and macronutrient concentrations (nitrate, ammonium, silicate, and inorganic phosphate). The dataset was obtained during a Planktotron-based mesocosm experiment conducted within the framework of the Coastal Ocean Darkening project (Mustaffa et al., 2020).

Epsilon neodymium (ɛ Nd) signatures from literature of different fractions in North Atlantic marine sediments

RStudio codes used to model AFC and FC processes for rocks and minerals of the Chachimbiro Volcanic Complex (CVC) (Ecuador)

Eight (8) RStudio codes written to model REE and Sr isotope compositions plus Y of bulk rocks and minerals from the four stages (CH1 to CH4) of the 400-6 ka old Chachmbiro Volcanic Complex (CVC) in the frontal arc of Northern Ecuador. RStudio Code REE_Modelling_WR_CH1 reports AFC modelling of REE compositions of the average composition of CH1 low SiO2 andesitic rocks from a basaltic parent RStudio Code REE_Modelling_WR_CH2_3 reports AFC modelling of REE compositions of the average composition of CH2-CH3 high SiO2 andesitic rocks from a CH1-type andesitic parent RStudio Code REE_Modelling_WR_CH4 reports AFC modelling of REE compositions of the average composition of CH4 rhyodacitic rocks from a CH1-type andesitic parent RStudio Code REE_Modelling_Cpx_CH1 reports FC modelling of REE compositions of the average composition of a melt in equilibrium with Cpx of CH1 rocks from a CH1-type andesitic parent RStudio Code REE_Modelling_AmphTr_A reports FC modelling of REE compositions of the average composition of a melt in equilibrium with AmphTr_A amphiboles of CVC rocks from a CH1-type andesitic parent RStudio Code REE_Modelling_AmphTr_B reports FC modelling of REE compositions of the average composition of a melt in equilibrium with AmphTr_B amphiboles of CVC rocks from a CH1-type andesitic parent RStudio Code REE_Modelling_AmphTr_C reports FC modelling of REE compositions of the average composition of a melt in equilibrium with AmphTr_C amphiboles of CVC rocks from a CH1-type andesitic parent RStudio Code Sriso_Y_Modelling_CVC reports AFC modelling of CVC rocks in the 87Sr/86Sr versus Y space. These Codes are related to the ms Chiaradia et al. "Progressive build-up of a trans-crustal system beneath an adakite-like volcanic complex (Chachimbiro, Ecuador): an example of an embryonic porphyry Cu system?" by Chiarada et al. (2025). The associated data is available under https://doi.org/10.5880/fidgeo.2024.018 (Chiarada, 2025)

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