Für rohstoffintensive „Grüne Technologien“ der Energiewende und den Ausbau der Infrastruktur unsere High-Tech Gesellschaft werden zukünftig große Mengen an verschiedenen Metallen aus neuen Quellen benötigt. Topic 8 widmet sich der Erforschung von Lagerstätten „kritischer“ (z.B. W, SEE, Co) und „strategischer“ Metalle (z.B. Cu, Zn) und entwickelt Modelle wie diese entstehen. Im Fokus stehen hierbei großskalige Systeme, die zum einen einen signifikanten Beitrag zur zukünftigen Ressourcensicherheit leisten können und zum anderen nachhaltig abgebaut werden können. Wir erforschen die geodynamischen Voraussetzungen und die chemischen-physikalischen Prozesse ihrer Entstehung und entwickeln Modelle um sie im Untergrund besser auffindbar zu machen. Wir fokussieren uns auf folgende Gruppen von Lagerstätten:

Magmatische Lagerstätten, welche an (ultra) mafischen, alkalin-carbonatischen und felsisch-pegmatischen Intrusionen vorkommen können, sichern den Großteil der weltweiten Versorgung an Cr-Ni-PGE (Platin-gruppen Elemente), seltenen Erden und Li-Nb-Ta. In Topic 8 erforschen wir, ob eine Intrusion solche Lagerstätten ausbildet oder auch nicht, und welche Prozesse zur Anreicherung mit wertvollen Elementen führen. Wir kombinieren geochemische und isotopenchemische Verfahren mit petrologischen Experimenten, um herauszufinden wie sich die verschiedenen Elemente während Aufschmelzen und Kristallisation von Mineralen verhalten.

Magmatisch-Hydrothermale Lagerstätten, die an Subduktions- und Kollisionszonen gebunden sind, sind Hauptvorkommen von Cu, Mo, Au, Ag, Sn und W. Um solche Lagerstätten zu finden, ist es nötig eine Vielzahl ablaufender Prozesse und Mechanismen (z.b. Aufschmelzen, Platzname, Entgasen des Magmas, Fluid-Flow, Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen, Ausfällungen) zu erkennen und bestmöglich zu quantifizieren. Forschung in Topic 8 konzentriert sich unter anderem auf die fundamentalen Prozesse wie Metall-Anreicherungen in Magmaquellen, das Verhalten von Volatilen in magmatischen Intrusionen, und die Rolle von Störungen in hydrothermalen Systemen.

Massiv-Sulfid Lagerstätten, welche in vulkanischen und sedimentären Becken vorkommen, können große Mengen an Cu, Zn und Pb enthalten. In Subtopic 8.2 erforschen wir die Wechselwirkungen zwischen diagenitischen und hydrothermalen Prozessen, welche im Zusammenspiel mit der Entwicklung von Permeabilität und Porosität, die Stoff- und Wärmeflüsse und damit die Erzbildung im Gestein bestimmen. Weitere Aspekte die wir untersuchen sind: i) die Rolle von biotischen Gesellschaften und Organik bei der Bildung von Massiv-Sulfid Lagestätten, ii) den Schwefelkreislauf, iii) Mobilität von redox-sensitiven Metallen.