Schmelztransport und elektrische Eigenschaften teilgeschmolzener Gesteine unter Hochdruck

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Feldbeobachtungen erhöhter elektrischer Leitfähigkeit in bestimmten Mantelregionen lassen vermuten, daß dort partielle Schmelzen auftreten. Eine quantitative Interpretation erfordert die Kenntnis der elektrischen Leitungsmechanismen teilgeschmolzener Gesteine in Abhängigkeit von Temperatur, Druck, Sauerstoff-Fugazität, Schmelzanteil und -geometrie. Letztere kontrollieren über die Permeabilität und Rheologie den dynamischen Prozess der Schmelzextraktion aus Quellregionen. In einem kombinierten experimentellen und modellierenden Ansatz sollen hierzu 1) Untersuchungen der elektrischen Eigenschaften teilgeschmolzener ultramafischer Gesteine unter Hochdruck in einer Stempelzylinderapparatur und 2) numerische Modellierungen zur Schmelzextraktion durchgeführt werden. Aus Impedanz-Spektroskopie-Messungen unter Gleichgewichtsbedingungen sollen zunächst Aussagen über die Leitungsmechanismen und dann mit Hilfe von 3D-Bildanalysen über die Permeabilität gemacht werden. An Olivin-Basalt-Gemischen mit Diamantfallen soll dann die Segregation in situ beobachtet werden. Basierend auf den experimentellen Befunden sollen dynamisch konsistente numerische Modellierungen der Segregation und Kanalisierung von Schmelzen durchgeführt werden. Im bisherigen Antragszeitraum wruden Kalibrierungsmessungen der Stempelzylinderapparatur durchgeführt, die Kinetik von Phasenübergängen in situ beobachtet, sowie der Schmelzpunkt von Albit als Funktion des Drucks bestimmt.