Untersuchung zur Kinetik der Coesit-Quarz-Transformation unter in-situ Bedingungen mittels Synchrotronstrahlung sowie Analyse der Mikrostrukturen im Transformationsbereich mittels TEM

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In dem System SiO2 fanden der trigonal kristallisierende Tiefquarz und der hexagonale Hochquarz sowie der bei Drücken oberhalb 2.8 GPa und Temperaturen größer 900 K stabile monokline Coesit in den vergangenen Jahren ein gesteigertes Interesse in den geowissenschaftlichen Disziplinen, da die thermodynamischen Daten der QuarzCoesit Transformation bei der Charakterisierung von Gesteinen der Ultrahochdruckmetamorphose als Geothermo/Geobarometer eingesetzt werden können. Im Rahmen des Vorhabens sollen zunächst die Drücke und Temperaturen für die Phasentransformation über die kinetischen Parameter genau bestimmt werden. Die kinetischen Parameter werden außerdem benötigt, um die pro- und retrograden Pfade metamorpher Krustenserien aus Erdtiefen des Erdmantels zu interpretieren. Die experimentellen Arbeiten sollen sich auf SiO2 als Komponente in gesteinsrelevanten Systemen konzentrieren und mit Hilfe von quantitativen in-situ Röntgenbeugungsexperimenten in der Vielstempel Hochdruckapparatur MAX80 unter Verwendung von Synchrotronstrahlung im Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB durchgeführt werden. An den Produktphasen der Hochdruckexperimente werden mit Hilfe der Transmissionselektronen-Mikroskopie (TEM) die Mikrostrukturen untersucht, um den Transformationsmechanismus zu erschließen. Gegebenenfalls müssen die Grenzflächenenergien von Zwillingslamellen in die kinetischen Berechnungen einbezogen werden. Auftretende strukturelle Fehlordnungen sollen außerdem durch die elektrische Frequenzspektroskopie studiert werden.