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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

Descrizione del progetto

Ciclo del cloro nel mantello e nella crosta terrestri

Sebbene il ciclo terrestre profondo del cloro (CI) sia scarsamente compreso, si sa che nel mantello viene introdotta una quantità sostanziale di CI per subduzione. Una parte consistente, però, viene restituita sotto forma di salamoie ricche di CI, anche se in alcune parti del mantello sono state osservate alte concentrazioni di CI nei diamanti. Perciò, le salamoie ricche di CI svolgono un ruolo centrale nel trasporto di elementi per formare giacimenti minerari magmatici. Il progetto ExCliso, finanziato dall’UE, condurrà esperimenti ad alta pressione-temperatura per approfondire il ciclo profondo del CI, concentrando l’attenzione sul suo partizionamento e sul frazionamento dell’isotopo stabile δ37Cl tra fluidi, colate e fasi rilevanti del mantello. I risultati contribuiranno a quantificare il ciclo terrestre profondo degli alogeni e forniranno al contempo i vincoli per la verifica delle ipotesi sulla formazione di giacimenti minerari magmatici, da una prospettiva inedita.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

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Coordinatore

JOHANN WOLFGANG GOETHE-UNIVERSITAET FRANKFURT AM MAIN
Contribution nette de l'UE
€ 270 876,48
Indirizzo
THEODOR W ADORNO PLATZ 1
60323 Frankfurt Am Main
Germania

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Regione
Hessen Darmstadt Frankfurt am Main, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 270 876,48

Partner (1)