Forschungsthemen

 

 

 

Die Bildung und Entwicklung von Schmelzen an Subduktionszonen

Subduktionszonen sind die geologisch aktivsten Regionen der Erde mit starken Erdbeben und explosiven Vulkanausbrüchen. Hier wird auch ein Großteil der kontinentalen Kruste durch Prozesse der Aufschmelzung und Kristallisation gebildet. Wir untersuchen, wie und warum sich Schmelzen an Subduktionszonen bilden und welche Rolle subduziertes Material wie Sedimente spielen. Außerdem untersuchen wir, wie sich die Magmen beim Aufstieg verändern und welche Konsequenzen sich daraus für die Bildung von Vulkanen und für den Aufbau der Erdkruste ergeben.

Unsere Arbeitsgebiete zu diesem Thema sind die Ägäis und die Tonga-Kermadec und Solomonen-Vanuatu Subduktionszonen im SW Pazifik.

Publikationen zu dem Thema

  • Beier, C., Haase, K.M., Brandl, P.A., and Krumm, S.H., 2017. Primitive andesites from the Taupo Volcanic Zone formed by magma mixing. Contributions to Mineralogy and Petrology 172, doi:10.1007/s00410-017-1354-0.
  • Schaarschmidt, A., Klemd, R., Regelous, M., Voudouris, P.C., Melfos, V., and Haase, K.M., 2021. The formation of shoshonitic magma and its connection to porphyry-type mineralisation: the Maronia pluton in NE Greece. Lithos 380-381, 105911, doi: 1016/j.lithos.2020.105911.
  • Schoenhofen, M.V., Woelki, D., Haase, K.M., Beier, C., and Regelous, M., 2020. Chemical evolution of calc-alkaline magmas during the ascent through continental crust: constraints from Methana, Aegean arc. Journal of Petrology 61, doi: 1093/petrology/egaa036.
  • Woelki, D., Regelous, M., Haase, K.M., Romer, R.H.W., and Beier, C., 2018. Petrogenesis of boninitic lavas from the Troodos Ophiolite, and comparison with Izu-Bonin-Mariana fore-arc crust. Earth and Planetary Science Letters 498, 203-214. doi: 10.1016/j.epsl.2018.06.041

 

Magmatische und hydrothermale Prozesse der Metallanreicherung

Die Abkühlung von Schmelzen in der Erdkruste führt zur Zirkulation heißer Lösungen, wodurch Metalle gelöst und teilweise wieder in Form von Erzen ausgefällt werden. Viele Schmelzen aus dem Erdinneren haben auch volatile Komponenten wie Wasser, Kohlendioxid oder Schwefel gelöst, die beim Aufstieg entgasen und damit ebenfalls Metalle mobilisieren. Die Kombination der verschiedenen Prozesse führt zur Bildung von hydrothermalen Lösungen, die große Bereiche der Erdkruste chemisch verändern und erhebliche Konzentrationen von Metallen wie Kupfer, Molybdän oder Silber als Schwefelverbindungen ausfällen können. Wir untersuchen die magmatischen und hydrothermalen Prozesse bei der Bildung von verschiedenen Typen von Erzlagerstätten. Unsere Arbeitsgebiete zu diesem Thema sind die Ägäis und die Tonga-Kermadec und Solomonen-Vanuatu Subduktionszonen im SW Pazifik.

Publikationen zu dem Thema

  • Keith, M., Häckel, F., Haase, K.M., Schwarz-Schampera, U., and Klemd, R., 2016. Trace element systematics of pyrite from submarine hydrothermal vents. Ore Geol. Rev., doi: 1016/j.oregeorev.2015.07.012.
  • Schmidt, K., Garbe-Schönberg, D., Hannington, M.D., Anderson, M.O., Bühring, B., Haase, K., Haruel, C., Lupton, J.E., Koschinsky, A., 2017. Boiling vapour-type fluids from the Nifonea vent field (New Hebrides Back-Arc, Vanuatu, SW Pacific): Geochemistry of an early-stage, post-eruptive hydrothermal system. Geochimica et Cosmochimica Acta 207, 185-209.
  • Falkenberg, J., Keith, M., Haase, K. M., Bach, W., Klemd, R., Strauss, H., Yeo, I. A., Rubin, K. H., Anderson, M. O., 2021. Effect of fluid boiling on volatile element and Au enrichment in submarine hydrothermal sulphides, Niua South, Tonga arc. Geochimica et Cosmochimica Acta, 307, 105-132.
  • Keith, M., Smith, D. J., Doyle, K., Holwell, D. A., Jenkin, G. R. T., Barry, T. L., Becker, J., Rampe, J., 2020. Pyrite chemistry: A new window into Au and Te ore-forming processes in alkaline epithermal districts, Cripple Creek, Colorado. Geochimica et Cosmochimica Acta, 274, 172-191.
  • Martin, A.J., Keith, M., McDonald, I., Haase, K.M., McFall, K., Klemd, R., and MacLeod, C., 2019. Trace element systematics and ore-forming processes in mafic VMS deposits: Evidence from the Troodos ophiolite, Cyprus. Ore Geology Reviews 106, 205-225. doi: 1016/j.oregeorev.2019.01.24

 

Magmatische Prozesse in ozeanischen und kontinentalen Dehnungsgebieten

Großtektonische Prozesse führen zu Dehnung und Ausdünnung der Lithosphärenplatten der Erde, so dass häufig Schmelzen im Erdmantel gebildet werden und Vulkane sowohl an kontinentalen als auch ozeanischen Dehnungsregionen auftreten. Durch Dehnung kommt es an Mittelozeanischen Rücken zur Bildung von neuer Lithosphäre mit Raten von mehreren Zentimetern pro Jahr, wobei die hier entstehenden basaltischen Schmelzen die ozeanische Kruste aufbauen. Wir untersuchen das Zusammenspiel von tektonischen und magmatischen Prozessen bei der Bildung der Kruste und von Vulkanen. Unsere Arbeitsgebiete zu diesem Thema sind die Azoren im ozeanischen und das Zentraleuropäische Riftsystem in kontinentalen Bereich.

Publikationen zu dem Thema

  • Regelous, M., Weinzierl, C.G., and Haase, K.M., 2016. Controls on melting at spreading ridges from correlated abyssal peridotite – mid-ocean ridge basalt compositions. Earth and Planetary Science Letters 449, 1-11.
  • Haase, K.M., Beier, C., Regelous, M., Rapprich, V., and Renno, A., 2017. Spatial variability of source composition and petrogenesis in rift and rift flank alkaline lavas from the Eger Rift, Central Europe. Chemical Geology 455, 304-314. doi: 1016/j.chemgeo.2016.11.003.
  • Romer, R.H.W., Beier, C., Haase, K.M., Klügel, A., and Hamelin A., 2019, Progressive changes in magma transport at the active Serreta Ridge, Azores. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 20, 5394-5414. Doi: 10.1029/2019GC008562.
  • Storch, B., Haase, K.M., Beier, C., Romer, R.H.W., and Koppers, A.A.P., 2020. Rifting of the Azores Plateau by alternating magmatic and tectonic phases. Scientific Reports 10, 19718, doi: 1038/s41598-020-76691-1.