Die Stabilität von Tonmineralen unter verschiedenen physiko-chemischen Bedingungen

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Tonminerale spielen eine wichtige Rolle in oberkrustalen und Oberflächenprozessen, da sie in der Lage sind z. B. Fluide und organische Moleküle an sich zu binden oder in den Porenraum von Gesteinen und Sedimenten abzugeben. Trotz dieser Schlüsseleinstellung in Gesteins/Fluidinteraktionen und ihrer generellen Verwendung als Geothermometer sind ihre Stabilität und Reaktionskinetik unter geologischen Bedingungen noch nicht ausreichend bekannt. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, das Verständnis der Wachstumskinetik und Stabilität von Tonmineralen unter verschiedenen physiko-chemischen Bedingungen zu verbessern. Dies soll anhand von Fallstudien zum Schichtsilikatwachstum in natürlichen, geologisch relevanten Szenarien untersucht werden. Dieses sind Störungszonen, hydrothermale Mineralisationen, prograde Regionalmetamorphose, Kontaktmetamorphosen Aureolen und Bodenbildung (periglaziale Fließerden, salzhaltige Böden). Ergänzend sollen Tonmineralphasen modifiziert und Verformungsexperimente durchgeführt werden. Dadurch soll der Effekt unterschiedlicher Mineralreaktionskinetik auf die physikochemischen Eigenschaften sogenannter "fundamentaler Partikel" wie Korngrößen, Oberflächeneigenschaften, isotopische Signatur, Mikrostrukturen und Wachstumsmechanismen quantifiziert und modelliert werden. Das Heisenberg-Projekt ist in nationale und internationale Forschungsaktivitäten bezüglich Diagenese und schwacher Metamorphose (Graduiertenkolleg Heidelberg, Bündelantrag Kantabrien, EG Antrag) eingebunden.