DFG-SPP „Dynamik der Erzmetallanreicherung“ (DOME: Dynamics of Ore Metals Enrichment SPP 2238)

Beschreibung:

Die Bildung wirtschaftlich nutzbarer Lagerstätten erfordert in der Regel eine 1000-fache Anreicherung von Metallen in räumlich begrenzten Erzkörpern. Das DFG-Schwerpunktprogramm (SPP) „Dynamik der Erzmetallanreicherung“ (DOME: Dynamics of Ore Metals Enrichment) zielt darauf ab, die grundlegenden Entstehungsprozesse zu verstehen, um effizientere und nachhaltigere Wege zu entwickeln, die künftige Metallversorgung sicherzustellen. Substitution und Recycling spielen im "Ressourcen-Mix" eine immer größere Rolle. In naher Zukunft wird jedoch die Nachfrage nach Primärressourcen für viele Metalle steigen, insbesondere zur Unterstützung von Technologien, die für die Energiewende benötigt werden. Die Projekte kombinieren Feldstudien zur Erzbildung, Laborexperimente zu physikalischen und chemischen Eigenschaften, die für Metalltransport und –ablagerung relevant sind, sowie thermisch-mechanische Modellierungen zur Umsetzung dieser Ergebnisse in überprüfbare geologische Modelle (siehe https://www.uni-potsdam.de/en/spp2238/).

DOME wird an der Universität Potsdam von Prof. Max Wilke gemeinsam mit einem Komittee aus Wissenschaftlern von deutschen Universitäten (Freiburg und Münster) und aus der Sektion 3.1 des GFZ Potsdam (Sarah Gleeson, Robert Trumbull, Philipp Weis) koordiert. Die Sektion 3.1 ist auch in drei individuellen Projekten innerhalb des DOME-SPP involviert:

1 - Schmelzen – Fluide - Modelle: Schlüssel zum Verständnis erzbildender Prozesse in der Massivsulfidlagerstätte Neves Corvo im Iberischen Pyritgürtel

Beschreibung:

Das Forschungsprojekt wird den Ursprung und die Genese der lagerstättenbildenden Fluide und die Enstehungsprozesse der riesigen („world-class“) Neves Corvo Mine in Portugal anhand von Fluid- und Schmelzeinschlüssen in Kombination mit numerischen Modellierungen untersuchen. Die Neves Corvo Lagerstätte ist eine der führenden Produzenten von Cu- und Zn-Konzentraten innerhalb der Europäischen Union. Sie sticht aus den Lagerstätten des Iberischen Pyritgürtels durch ihre Größe, Cu-Zn-Gehalte und -Tonnagen sowie dem Vorkommen von beträchtlichen Sn-Mineralisationen heraus. Die Assoziation der Lagersätte mit Schwarzschiefersedimenten und Metavulkaniten und die Komplexität der räumlich zonierten Metallvorkommen erschweren die Interpretationen zur Entstehung der Mineralisation. Das Ziel dieser integrierten Studie ist das Verständnis der wichtigsten chemischen und physikalischen Prozesse für die Metallanreicherung sowie der günstigsten geodyamischen Bedingungen, die einen für die Bildung solch einer riesigen Lagerstätte notwendigen Wärme- und Fluidflüsse gewährleisten können.

Projektinformationen:

Projektlaufzeit: 2021 - 2023

Finanzierung: DFG

PIs: Prof. Sarah Gleeson, Dr. Robert Trumbull, Dr. Philipp Weis

Link: https://www.uni-potsdam.de/en/spp2238/

2 - Experimentelle Bestimmung der Bor-Isotopenfraktionierung zwischen silikatischer Schmelze und wässrigen Fluiden zum besseren Verständnis der Entstehung magmatisch-hydrothermaler Erze

Beschreibung:

In diesem Projekt geht es um das Verständnis der Bildung von Erzlagerstätten, die mit Graniten und Pegmatiten assoziiert sind, insbesondere welche Rolle der magmatisch-hydrothermaler Übergang hierbei spielt. Theoretische und empirische Studien deuten auf eine signifikante Verschiebung der Bor-Isotopenverhältnisse bei diesem Prozess hin. Weil Bor-haltige Minerale wie Turmalin und Hellglimmer in natürlichen Erzvorkommen weit verbreitet sind, können deren Bor-Isotopenverhältnisse als Indikatoren für den magmatisch-hydrothermalen Übergang dienen. Zur Validierung dieser Idee fehlen allerdings Informationen über das Maß der B-Isotopen Fraktionierung zwischen granitischen Schmelzen und wässrigen Fluiden. In diesem Projekt soll diese Isotopenfraktionierung experimentell bestimmt werden.

Projektinformationen:

Projektlaufzeit: 2020 - 2022

Finanzierung: DFG

PIs: Dr. Robert Trumbull, Dr. Bernd Wunder  (3.6), Prof. Max Wilke (Uni Potsdam), Prof. Sandro Jahn (Uni Köln)

Link: https://www.uni-potsdam.de/en/spp2238/

3 - Überquerung der magmatisch-hydrothermalen Grenzschicht innerhalb lagerstättenbildender Systeme mit numerischen Modellen

Beschreibung:

Zukünftige Explorationen für metallische Ressourcen werden auf größere Tiefen und untermeerische Bereiche abzielen, was kostspielig und technisch herausfordend ist. Für diese Entwicklung benötigen wir belastbare Vorhersagemodelle, welche die entscheidenden Prozesse innerhalb ganzer lagerstättenbildender Systeme abbilden können. Magmatisch-hydrothermale Lagerstätten bilden unsere größten Ressourcen für Cu, Mo, Sn und W und entstehen durch Fluidentmischung aus magmatischen Intrusionen in ein Hydrothermalsystem im Umgebungsgestein. Das Potential, riesige („world-class“) Lagerstätten bilden zu können, hängt wesentlich von Fluidflüssen über diese magmatisch-hydrothermale Grenzschicht hinweg ab, welche jedoch die größte Unbekannte in unserem derzeitigen Verständnis dieser Lagerstätten darstellten und bislang in numerischen Simulationen lediglich parameterisiert werden können. Um diese Grenzprozesse abbilden zu können, benötigt es einen neuen Modellieransatz mit einem Kontinuum, das über die Tiefenbereiche von Hydrothermalsystemen hinaus reicht und die Lücke zwischen Fluidfluss und Magmadynamik überbrückt. Außerdem simuliert das Modell dynamische Permeabitätsänderungen und fokussiertes Fliessen entlang von Störungsbahnen.

Projektinformationen:

Projektlaufzeit: 2020 - 2022

Finanzierung: DFG

PI: Dr. Philipp Weis

Link: https://www.uni-potsdam.de/en/spp2238/


Projektinformationen

Projektlaufzeit: 2020 - 2023

Finanzierung: DFG

Link: https://www.uni-potsdam.de/en/spp2238/

 

 

 

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