PD Dr. Klaus-Dieter Grevel



KDG Allgemeine und Angewandte Mineralogie

Carl-Zeiss-Promenade 10
(Carl-Zeiss-Gebäude, Raum 6794)
07745 Jena


Sprechzeiten nach Vereinbarung
Telefon:
Fax:
Email:
03641-9-48713
03641-9-48702

Theoretical and experimental petrology
Derivation of internally consistent thermodynamic data bases, equations of state (EOS) for fluid mixtures and solids, synthesis and characterisation of (high-pressure) phases, P-V-T measurements by in situ X-ray powder diffraction, calorimetry.

Internally consistent thermodynamic data sets are based on reversed equilibrium experiments on one hand and thermophysical and calorimetric measurements on the other hand. Therefore, major efforts are dedicated to calorimetric investigations at the Mineralogy Department in Jena (Facilities Jena), and in-situ P-V-T measurements with X-ray diffraction techniques in a multi-anvil apparatus (MAX 80) or a diamond anvil cell (DAC) at the main German synchrotron source DESY, Hamburg (DESY Photon Science).

Subsequently, these experimental data are combined in an internally consistent thermodynamic data base using mathematical optimisation techniques (MAP-analysis), cf. download Habil-Thesis.


Current projects

  • Internally consistent thermodynamic data of tourmalines

  • Internally consistent thermodynamic data for divalent metal sulfate minerals (with Prof. J. Majzlan, Jena)

  • Internally consistent thermodynamic data in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O

Forschungsinteressen

Theoretische und experimentelle Petrologie
Ableitung von intern konsistenten thermodynamischen Datenbanken, Zustandsgleichungen für Fluidgemische und Feststoffe, Synthese und Charakterisierung von (Hochdruck-) Phasen, PVT-Messungen durch In-situ-Röntgenpulverdiffraktion, Kalorimetrie.

Intern konsistente thermodynamische Datensätze basieren auf reversiblen Gleichgewichtsexperimenten einerseits und thermophysikalischen und kalorimetrischen Messungen andererseits. Die kalorimetrischen Untersuchungen werden am Institut für Geowissenschaften der Universität Jena (Bereich Mineralogie, Einrichtungen Jena) sowie an der Universität Salzburg (Prof. E. Dachs, Dr. A. Benisek) durchgeführt. In-situ-PVT-Messungen mit Röntgenbeugungstechniken werden in einer Vielstempelpresse (MAX 80) oder einer Diamantstempelzelle (DAC) an der deutschen Hauptsynchrotronquelle DESY, Hamburg (DESY Photon Science) unternommen.

Anschließend werden diese experimentellen Daten in einer intern konsistenten thermodynamischen Datenbank unter Verwendung mathematischer Optimierungstechniken (MAP-Analyse) kombiniert, vgl. download Habil-Thesis.

Aktuelle Projekte

  • Intern konsistente thermodynamische Daten von Turmalinen

  • Intern konsistente thermodynamische Daten für zweiwertige Metallsulfatminerale (mit Prof. J. Majzlan, Jena)

  • Intern konsistente thermodynamische Daten im System CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O

Education

  • 2004 "Habilitation" (2nd degree), Faculty of Geosciences, Ruhr-University Bochum, Germany
    Thesis (partly in German): "Internally consistent thermodynamic data for selected high-pressure phases in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O"

  • 1991 Ph.D. ("Dr. rer. nat."), Faculty of Geosciences, Ruhr-University Bochum, Germany
    Thesis (in German): "An equation of state for CH4-H2O-mixtures for applications to fluid inclusions in minerals"

  • 1986 First exam in Physics ("Vordiplom", nearly B.Sc. equivalent), Ruhr-University Bochum, Germany

  • 1986 Diploma in Mathematics, Ruhr-University Bochum, Germany
    Thesis (in German): "Asymptotical and exact tests for twodimensional contingency-tables with emphasis on fourfold tables"

Positions held

  • since 2013: Private Lecturer
    Institute for Geosciences, Friedrich-Schiller-University Jena, Germany

  • since April 2009: Senior Research associate
    Institute for Geosciences, Friedrich-Schiller-University Jena, Germany

  • Feb. 2008-March 2009: Senior Research associate
    Mineralogical-Geochemical Institute, Albert-Ludwigs-University Freiburg, Germany

  • since 2008
    DFG-Project "An internally consistent thermodynamic dataset for divalent metal sulphate hydrates" (with Prof. J. Majzlan, Jena)

  • 2001 - 2008: High school Teacher for mathematics, physics, informatics and geosciences
    Grillo-Gymnasium, Gelsenkirchen, Ricarda-Huch-Gymnasium, Gelsenkirchen and Erasmus-Gymnasium, Grevenbroich, Germany (several temporary contracts)

  • since 2005: Private Lecturer
    Institute for Geology, Mineralogy, and Geophysics, Ruhr-University Bochum, Germany

  • 1998 and 2000 / 2001: Visiting Scientist
    University of California at Davis, Thermochemistry Facility (Prof. A. Navrotsky)

  • 1997 - 2004: Research Fellow
    Institute for Geology, Mineralogy, and Geophysics, Ruhr-University Bochum, Germany
    DFG-Project "An internally consistent thermodynamic database for the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O: Experimental and theoretical studies"

  • 1996: Visiting scientist
    Institute of experimental Mineralogy, Chernogolovka (Moscow District, Russia) and Institute of the Earth's Crust, Irkutsk (Russia)

  • 1988 - 1996: Research Associate
    Institute for Mineralogy, Ruhr-University Bochum, Germany

  • 1986 - 1988: Research Assistant
    Institute for Mineralogy, Ruhr-University Bochum, Germany

  • 1982 - 1986: Teaching Assistant
    Institute for Mathematics and Institute for Mineralogy, Ruhr-University Bochum, Germany

Professional Organizations

  • Dachverband der Geowissenschaften (DVGeo e.V.)
    - Secretary

  • Deutsche Mineralogische Gesellschaft (DMG)
    - Secretary

  • Mineralogical Society of America (MSA)

  • American Geophysical Union (AGU)

  • Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG)

Academic Honours

2000 and 2008
DFG-Grant to attend the AGU-Fall Meeting at San Francisco, U.S.A.

1993
Grant of the "Ruth and Gert Massenberg Foundation" to attend the IVth International Eclogite Conference at Cosenza, Italy

Ausbildung

  • 2004 Habilitation, Fakultät für Geowissenschaften, Ruhr-Universität Bochum
    Habilitationsschrift (teilweise auf Deutsch): "Internally consistent thermodynamic data for selected high-pressure phases in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O"

  • 1991 Promotion (Dr. rer. nat.), Fakultät für Geowissenschaften der Ruhr-Universität Bochum
    Thema der Dissertation: Eine Zustandsgleichung für CH4-H2O-Mischphasen zur Anwendung auf fluide Einschlüsse in Mineralen

  • 1986 Diplomvorprüfung in Physik, Ruhr-Universität Bochum

  • 1986 Diplom in Mathematik, Ruhr-Universität Bochum
    Thema der Diplomarbeit: Asymptotische und exakte Tests über zweidimensionale Kontingenz- insbesondere Vierfeldertafeln

Berufliche Laufbahn

  • seit 2013: Privatdozent
    Institut für Geowissenschaften, Friedrich-Schiller-Universität Jena

  • seit April 2009: Wissenschaftlicher Mitarbeiter
    Institut für Geowissenschaften, Friedrich-Schiller-Universität Jena

  • Feb. 2008-März 2009: Wissenschaftlicher Mitarbeiter
    Mineralogisch-Geochemisches Institut, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

  • seit 2008
    DFG-Projekt: "An internally consistent thermodynamic dataset for divalent metal sulphate hydrates" (mit Prof. J. Majzlan, Jena)

  • 2001 - 2008: Lehrer für Mathematik, Physik, Informatik und Geowissenschaften
    Grillo-Gymnasium, Gelsenkirchen, Ricarda-Huch-Gymnasium, Gelsenkirchen und Erasmus-Gymnasium, Grevenbroich, Deutschland (versch. zeitgebundene Verträge)

  • seit 2005: Privatdozent
    Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Ruhr-Universität Bochum

  • 1998 und 2000 / 2001: Gastwissenschaftler
    University of California at Davis Thermochemistry Facility (Prof. A. Navrotsky)

  • 1997 - 2004: Wissenschaftlicher Mitarbeiter
    Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Ruhr-Universität Bochum, Deutschland
    DFG-Projekt "An internally consistent thermodynamic database for the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O: Experimental and theoretical studies"

  • 1996: Gastwissenschaftler
    Institute of experimental Mineralogy, Chernogolovka (Moscow District, Russland) und Institute of the Earth's Crust, Irkutsk (Russland)

  • 1988 - 1996: Wissenschaftlicher Mitarbeiter
    Institut für Mineralogie, Ruhr-Universität Bochum

  • 1986 - 1988: Wissenschaftliche Hilfskraft
    Institut für Mineralogie, Ruhr-Universität Bochum

  • 1982 - 1986: Stud. Hilfskraft
    Institut für Mathematik und Institut für Mineralogie, Ruhr-Universität Bochum

Fachverbände

  • Dachverband der Geowissenschaften (DVGeo e.V.)
    - Schriftführer

  • Deutsche Mineralogische Gesellschaft (DMG)
    - Schriftführer

  • Mineralogical Society of America (MSA)

  • American Geophysical Union (AGU)

  • Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG)

Akademische Auszeichnungen

2000 and 2008
DFG-Grant to attend the AGU-Fall Meeting at San Francisco, U.S.A.

1993
Grant of the "Ruth and Gert Massenberg Foundation" to attend the IVth International Eclogite Conference at Cosenza, Italy

  • Wiethoff F., Grevel K.-D., Marler B., Petrikis J., Majzlan J., Kirste J. & Lathe C. (2017): P-V-T behavior of FeO(OH) and MnO(OH) (2017). - Phys. Chem. Minerals, 44: 567-576, doi: 10.1007/s00269-017-0884-3.

  • Majzlan J., Grevel K.-D., Kiefer B., Nielsen U.G., Grube E., Dachs E., Benisek A., White M.A. & Johnson M.B. (2017) Thermodynamics and crystal chemistry of rhomboclase, (H5O2) Fe(SO4)2·2H2O, and the phase (H3O) Fe(SO4)2 and implications for acid mine drainage. - Am. Mineral., 102: 643-654.

  • Majzlan J., Zittlau A.H., Grevel K.-D., Schliesser J., Woodfield B.F., Dachs E., Števko M., Chovan M., Plášil J., Sejkora J. & Milovská S (2015): Thermodynamic properties and phase equilibria of the secondary copper minerals libethenite, olivenite, pseudomalachite, kröhnkite, cyanochroite, and devilline. - Can. Mineral., 53: 937-960. doi: 10.3749/canmin.1400066

  • Dachs E., Geiger C.A., Benisek A. & Grevel K.-D. (2012): Grossular: A crystal-chemical, calorimetric, and thermodynamic study. - Am. Mineral., 97: 1299-1313.

  • Grevel K.-D., Majzlan J., Benisek A., Dachs E., Steiger M., Fortes A.D. & Marler B. (2012): Experimentally determined standard properties of synthetic MgSO4·4H2O (starkeyite) and MgSO4 ·3H2O; a revised internally consistent thermodynamic dataset for magnesium sulfate hydrates. - Astrobiology, 12: 1042-1054.

  • Majzlan J., Drahota P., Filippi M., Grevel K.-D., Kahl W.-A., Plášil J., Boerio-Goates J., Woodfield B.F. (2012): Thermodynamic properties of scorodite and parascorodite (FeAsO4·2H2O), kaňkite (FeAsO4·3.5H2O), and FeAsO4. - Hydrometallurgy, 117-118: 47-56. doi: 10.1016/j.hydromet.2012.02.002

  • Grevel K.-D. & Majzlan J. (2011): Internally consistent thermodynamic data for metal divalent sulphate hydrates. - Chem. Geol., 286: 301-306. doi:10.1016/j.chemgeo.2011.05.016

  • Grevel K.-D. & Majzlan J. (2009): Internally consistent thermodynamic data for magnesium sulfate hydrates. Geochim. Cosmochim. Acta, 73: 6805-6815. doi 10.1016/j.gca.2009.08.005

  • Ackermann S., Lazic B., Armbruster T., Doyle S., Grevel K.-D. & Majzlan J. (2009): Thermodynamic and crystallographic properties of kornelite (Fe2(SO4)3 • ~7.75H2O) and paracoquimbite (Fe2(SO4)3 • 9H2O). Am. Mineral., 94: 1620-1628. doi 10.2138/am.2009.3179

  • Grevel C., Schreyer W., Grevel K.-D., Schertl H.-P. & Willner A.P. (2009): Rare Earth elements (REEs) of the coesite-bearing "pyrope quartzite" and related rocks from the Dora-Maira Massif, Western Alps: Distribution patterns and mobilization-/fractionation behaviour. Eur. J. Mineral., 21: 1213-1224. doi 10.1127/0935-1221/2009/0022-1967

  • Grevel K.-D., Kahl W.-A., Majzlan J., Navrotsky A., Lathe C. & Fockenberg T. (2005): Thermodynamic properties of magnesiochloritoid. - Eur. J. Mineral., 17: 587-598.

  • Grevel K.-D. (2004): Intern konsistente thermodynamische Daten für ausgewählte Hochdruckphasen im System CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O (Internally consistent thermodynamic data for selected high-pressure phases in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O). - Habilitation-thesis, Ruhr-University Bochum.

  • Majzlan J., Grevel K.-D. & Navrotsky A. (2003): Thermodynamics of Fe oxides: Part II. Enthalpies of formation and relative stability of goethite (α-FeOOH), lepidocrocite (γ-FeOOH), and maghemite (γ-Fe2O3). - Am. Mineral., 88: 855-859.

  • Grevel K.-D., Navrotsky A., Fockenberg T. & Majzlan J. (2002): The enthalpy of formation and internally consistent thermodynamic data of Mg-staurolite. - Am. Mineral., 87: 397-404 (Holdaway-Volume).

  • Grevel K.-D., Navrotsky A., Kahl W.-A., Faßhauer D.W. & Majzlan J. (2001): Thermodynamic data of the high-pressure phase Mg5Al5Si6O21(OH)7 (Mg-sursassite). - Phys. Chem. Minerals., 28: 475-487.

  • Grevel K.-D., Schoenitz M., Skrok V., Navrotsky A. & Schreyer W. (2001): Thermodynamic data of lawsonite and zoisite in the system CaO-Al2O3-SiO2-H2O based on experimental phase equilibria and calorimetric work. - Contrib. Mineral. Petrol., 142: 298-308 (DOI: 10.1007/s004100100290).

  • Grevel K.-D., Nowlan E.U., Faßhauer D.W. & Burchard M.(2000): In situ X-ray diffraction investigations of lawsonite and zoisite at high pressures and temperatures. - Am. Mineral., 85: 206-216.

  • Grevel K.-D., Burchard M., Faßhauer D.W. & Peun T. (2000): The P-V-T behavior of diaspore and corundum: An in situ X-ray diffraction study comparing different pressure media. - J. Geophys. Res., 105: 27877-27887.

  • Gönna J. von der, Will G., Nover G. & Grevel K.-D. (2000): Phase diagram and kinetic studies of the transformation of boron nitride. - In: Manghnani M.H., Nellis W.J. & Nichol M.F. (Hrsg.), Science and Technology of High Pressure, Proc. of the International Conference on High Pressure Science and Technology (AIRAPT-17), Universities Press, Hyderabad, India: 1067-1069.

  • Gottschalk M., Fockenberg T., Grevel K.-D., Wunder B., Wirth R., Schreyer W. & Maresch W.V. (2000): Crystal structure of the high-pressure phase Mg4(MgAl)Al4[Si6O21/(OH)7]: an analogue of sursassite. - Eur. J. Mineral., 12: 935-945.

  • Grevel K.-D. (1998): The importance of P-V-T data for internally consistent data bases - some examples. - Petrology, 6: 527-534.

  • Grevel K.-D. (1997): Experimentelle Mineralogie und Petrologie in Rußland und Bochum. - In: Eimermacher K. & Hartmann A., Lotman Institut für russische und sowjetische Kultur (Hrsg.), Deutsch-russische Hochschulkooperation am Beispiel der Ruhr-Universität Bochum: 233-239.

  • Theye T., Chopin C., Grevel K.-D. & Ockenga E. (1997): The assemblage diaspore + quartz in metamorphic rocks - a petrological, experimental and thermodynamic study. - J. metam. Geol., 15: 17-28.

  • Fockenberg T., Wunder B., Grevel K.-D. & Burchard M. (1996): The equilibrium diaspore - corundum at high pressures. - Eur. J. Mineral., 8: 1293-1299.

  • Grevel K.-D. (1995): Internally consistent thermodynamic data for high pressure phases in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O. - Bochumer Geol. Geotech. Arb., 44: 64-69.

  • Grevel K.-D. (1993): Modified Redlich-Kwong equations of state for CH4 and CH4-H2O fluid mixtures. - N. Jb. Mineral. Mh., Jg. 1993 (10): 462-480.

  • Grevel K.-D. (1992): FLUIDTAB, GLEICH, HAAR - in Smith, D.G.W. (Ed.) IMA Catalogue of Software for Mineralogists. ISBN 0-88864-803-0: 140, 141.

  • Grevel K.-D. & Chatterjee N.D. (1992): A modified Redlich-Kwong-equation of state for H2-H2O fluid mixtures at high pressures and at temperatures above 400 °C. - Eur. J. Mineral., 4: 1303-1310.

  • Grevel K.-D. (1990): Eine Zustandsgleichung für CH4-H2O-Mischphasen zur Anwendung auf fluide Einschlüsse in Mineralen. - Dissertation, Ruhr-Universität Bochum.

Winter Semester


Summer Semester