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Chlorine isotope fractionation in Earth's mantle and crust - Experimental investigation on their role in magmatic ore formation processes and deep volatile cycling

Descripción del proyecto

El ciclo del cloro en el manto y la corteza terrestres

Aunque no se comprende de todo el ciclo profundo del cloro (Cl) de la Tierra, se sabe que una cantidad sustancial de este compuesto se introduce en el manto por subducción. Con todo, una fracción significativa se devuelve como salmueras ricas en Cl, aunque en zonas del manto se observan concentraciones elevadas de Cl en los diamantes. Por lo tanto, es probable que las salmueras ricas en Cl desempeñen un papel fundamental en el transporte de compuestos para formar yacimientos magmáticos de mineral. En el proyecto ExCliso, financiado con fondos europeos, se llevarán a cabo experimentos de alta presión y temperatura para investigar el ciclo profundo del Cl, centrándose en la partición del Cl y el fraccionamiento de isótopos estables de δ37Cl entre fluidos, fundidos y fases relevantes del manto. Los resultados ayudarán a cuantificar el ciclo profundo de los halógenos de la Tierra, al tiempo que aportarán restricciones para evaluar hipótesis sobre la formación de yacimientos magmáticos de mineral desde una nueva perspectiva.

Objetivo

The Earth’s deep chlorine (Cl) cycle remains poorly understood. A major amount of Cl is brought into the mantle by subduction, but a significant fraction is returned as Cl-rich brines, although high concentrations of Cl in parts of the mantle are attested to by inclusions in diamonds. Cl-rich brines likely play central roles in transporting elements to form magmatic ore deposits. The proposed research will investigate the deep Cl cycle from an experimental perspective, focusing on Cl partitioning and δ37Cl stable isotope fractionation between fluids, melts and relevant mantle phases. The high pressure-temperature experiments will be performed at the Australian National University, Australia and the University of Frankfurt, Germany, with Cl analyses and isotope fractionation enabled by state-of the-art instruments (SHRIMP in Canberra and SIMS in Heidelberg, Germany). These innovative experiments will help quantify the Earth’s deep halogen cycle, while also providing constrains to test hypotheses on magmatic ore deposit formation from a perspective that is significantly different from those currently available. During his Diploma (University of Mainz), PhD, and post doctoral studies (University of Münster; Sorbonne Université Paris) the applicant used a wide range of analytical and experimental methods, while gaining a profound knowledge of halogens, isotope fractionation, and phase equilibria of mantle and crust. He thus brings a wealth of theoretical, experimental and analytical experience to the project, which will compliment the expertise that he aims to acquire in ion microprobe techniques. Both the ANU and the University of Frankfurt would benefit from the applicant’s research experience, which will be applied to a novel research direction. In return the applicant would greatly benefit from gaining ion probe analysis skills and deepening his knowledge about experiment petrology and ore geology at two of the world’s leading institutions in these fields.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

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Coordinador

JOHANN WOLFGANG GOETHE-UNIVERSITAET FRANKFURT AM MAIN
Aportación neta de la UEn
€ 270 876,48
Dirección
THEODOR W ADORNO PLATZ 1
60323 Frankfurt Am Main
Alemania

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Región
Hessen Darmstadt Frankfurt am Main, Kreisfreie Stadt
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 270 876,48

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