Themen für Bachelor- und Masterarbeiten - Analytische Mineralogie

Kristallwachstumsexperimente von Mischkristallen in Gelen

Die Kristallzüchtung im hydratisierten Silicagel (Wasserglas) stellt eine exzellente Möglichkeit dar, Mischkristalle mit relativ geringer Löslichkeit unter kontrollierten Bedingungen zu erzeugen. Doppeldiffusionsexperimente erlauben dabei die Untersuchung der Keimbildung, Wachstumsraten, Morphologie und Mischbarkeit der Komponenten. Durch das Zusammenspiel von kinetischen und thermodynamischen Faktoren können dabei Zonierungsmuster entstehen. Verschiedene Mischkristallreihen der Karbonate (z.B. CaCO3-BaCO3) und Sulfate (z.B. PbSO4-BaSO4) sind dabei von besonderem Interesse. Methodik: experimentelles Arbeiten (Bestimmung von Diffusionsraten im Gel, Planen und Durchführen der Experimente), Licht- und Elektronenmikroskopie, evtl. XRD und Mikroanalyse. Betreuer: Kilian Pollok & Falko Langenhorst

Einbau von Ba in PbSO4 bei der Oxidation von PbS

Anglesit (PbSO4) bildet sich während der oxidativen Verwitterung von Bleiglanz (PbS) und kann dabei sowohl gut ausgebildete Kristalle wie Verdrängungskrusten bilden. Die Lösungs-Fällungsreaktion soll in Anwesenheit von verschiedenen Bariumkonzentrationen in der Lösung experimentell untersucht werden. Die Mitfällung (sog. Koprezipitation) von Ba in einem (Pb,Ba)SO4-Mischkristall ist in hohem Maße umweltrelevant, da Barit-Anglesit-Mischkristalle auch 226Ra einbauen können. Radium entsteht als Spaltprodukt von Uran und spielt eine Rolle der Auswaschung von Halden der Erzaufbereitung sowie in nuklearen Endlagern. Methodik: experimentelles Arbeiten (Aufbereiten der Proben, Planen und Durchführen von Experimenten), Rasterelektronenmikroskopie, evtl. XRD. Betreuer: Kilian Pollok & Falko Langenhorst

Experimente zur Bildung von Dolomit bei niedrigen Temperaturen

Dolomit ist ein weitverbreitetes Karbonat in alten sedimentären Gesteinen (Riffe und Plattformkarbonate), seine Neubildung wird aber in heutigen marinen Systemen kaum beobachtet. Dies wird als das "Dolomit-Problem" bezeichnet. In den letzten Jahren sind neue Ansätze zur Lösung dieses Problems diskutiert worden, die sowohl mikrobielle wie auch abiotische Reaktionswege einschließen. In dieser Arbeit soll mit Laborexperimenten ein abiotischer Ansatz mit dem Ziel verfolgt werden, verschiedene Einflussfaktoren zu testen und die Reaktionsprodukte mit mineralogischen Methoden (Elektronenmikroskopie, Röntgenbeugung) zu charakterisieren. Betreuer: Kilian Pollok & Falko Langenhorst

Analysen zur thermischen Freisetzung von Volatilen an Referenzmineralen (Hydroxide, Sulfate, Carbonate)

Durch die Kopplung von Thermogravimetrie mit Massenspektroskopie können volatile Spezies (z.B. H2O, CO2, SO3) aus Mineralen und Gläsern quantitativ erfasst werden. Allerdings erfordert die Quantifizierung eine Kalibration mit stöichiometrischen Mineralen. Ziel der Arbeit ist es daher, Referenzmaterialien auszuwählen, diese zu charakterisieren und damit Kalibrationskurven für verschiedene Gasspezies zu erstellen. Betreuer: Martin Schumann, Kilian Pollok & Falko Langenhorst

Elektronmikroskopische Analyse von Entmischungen in metamorphem Rutil

Rutil (TiO2) ist ein weit verbreitetes akzessorisches Mineral in metamorphen Gesteinen, das andere Oxidkomponenten wie z.B. FeO, Fe2O3, Cr2O3 und Nb2O5 in seiner Struktur aufnehmen kann. Diese Komponenten können als diskrete Phasen entmischen, wenn sich die Druck-Temperatur-Bedingungen im Laufe der Metamorphose erniedrigen. Mit Hilfe energiedispersiver Analytik am Rasterelektronenmikroskop sollen die Entmischungen im Rutil charakterisiert werden, um den zeitlichen Verlauf der Metamorphose von Hochdruckgesteinen wie Eklogiten und Peridotiten zu rekonstruieren. Betreuer: Falko Langenhorst

Mineralogisch-petrologische Untersuchungen an Meteoriten

Es stehen zahlreiche Meteoritenproben zur Verfügung, an denen mineralogische und petrologische Fragestellungen bearbeitet werden können. Themengebiete umfassen u.a. Calcium-Aluminium-reiche Einschlüsse, Chondren, Impaktprozesse, hydrothermale Alterationsprozesse und viele andere. Anzuwendende Methoden sind Polarisationsmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (REM-EDX) und ggf. Mikrosondenanalytik und andere Verfahren. Betreuer: Dennis Harries & Falko Langenhorst

Angewandte/technische Mineralogie

In Zusammenarbeit mit ortsansässigen Industrieunternehmen bieten wir Themen aus der technischen Mineralogie an (Kristallzüchtung, Gläser u. ä.). Betreuer: Falko Langenhorst