ElMiE-Lab – Elements and Minerals of the Earth Laboratory
Die ElMiE-Labore sind eine forschungsorientierte Einrichtung am Helmholtz-Zentrum für Geoforschung in Potsdam. Unser Fokus liegt auf geologischen und umweltrelevanten Fragestellungen, um grundlegende Prozesse wie Fluid-Gesteins Wechselwirkungen, Elementkreisläufe, geochemische Wechselwirkungen, oder die Eigenschaften von Materialien im Erdsystem besser zu verstehen. Wir führen präzise Analysen der mineralogischen Zusammensetzung und der Elementkonzentrationen anorganischer, geologischer Feststoffe und wässriger Lösungen durch.
Wir arbeiten vor allem auf kollaborativer Basis an Forschungsprojekten, die zu Publikationen in internationalen wissenschaftlichen Zeitschriften führen. Desweiteren verfolgen wir eigene Forschungsprojekte, einschließlich der Entwicklung und Verbesserung von analytischen Methoden.
Informationen zur Antragsstellung von Analysen und der dazugehörigen Probenliste entnehmen Sie bitte nach vorherigem Gespräch der entsprechenden PDF/Excel-Datei (nur in Englisch verfügbar) bzw. den weiterführenden Links.
Alle ElMiE-Labore sind für die Probenvorbereitung, Analysen und Auswertung ausgestattet. In der Gesteinsaufbereitung werden alle Materialien auf die erforderliche Korngröße gebracht, um eine Homogenität und effiziente Probenverarbeitung oder Mineralseparation zu gewährleisten. Jedes unserer Analyselabore verfügt über ein separates Labor zur Probenvor- und aufbereitung, um eine kontaminationsfreie Arbeit zu gewährleisten. Diese Bereiche sind mit mehreren Normal- und Säureabzügen ausgestattet. Ein engagiertes und gut ausgebildetes Team gewährleistet den reibungslosen Ablauf in unseren Laboren und steht internen und externen Nutzern mit Fachwissen zur Seite. Um die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit unserer Messverfahren sicherzustellen, nehmen wir regelmäßig an Ringversuchen (ILC) teil.
Die ElMiE Labore verfügen über eine Vielzahl analytischer Instrumente. Die Geochemie Labore (RFA, IC, ICP-OES, ICP-MS) dienen der Bestimmung von Elementkonzentrationen und (nach Bedarf) der Isotopenzusammensetzung (ICP-MS, z. B. U-Th-Sm) von wässrigen und festen Proben. Dadurch decken wir einen breiten Konzentrationsbereich von g/g (% - Hauptelemente) bis ng/g (ppb - Ultraspurenelemente) ab. Die Labore in der Mineralogie (RDA in Reflektion und Transmission) konzentrieren sich auf die qualitative und quantitative Bestimmung der Zusammensetzung geologischer Proben - einschließlich der Bestimmung von Tonmineralen.
Wissenschaftlicher Fokus:
Die petrogenetischen Geschichte eines Gesteins ist der Schlüssel zum Verstehen geologischer Zusammenhänge, zur Erkennung geodynamischer Ereignisse und zur Charakterisierung von Reservoirs. Wir untersuchen die Zusammensetzung von Gesteinen und Fluiden, um die Massenbilanz besser zu verstehen, die an den Erdkrustenprozessen beteiligt ist. Dies ist entscheidend für das allgemeine Verständnis der Krustenbildung, der Entstehung von Erzlagerstätten und der grundlegenden Prozesse, die an der Entwicklung des Erdsystems beteiligt sind.
Die Mobilität von Spurenelementen ist von entscheidender Bedeutung, um Fluid-Gesteinswechselwirkungen zu erkennen. Die Verteilung von Spurenelemente in geologischen Systemen ist von Wesentlich für die Erforschung von Umweltproblemen, die Untersuchung des Ressourcenpotenzials und die Ermittlung von geochemischen Zyklen.
Fluide bieten einen Einblick in die Prozesse im Untergrund. Wir führen umfassende Fluidcharakterisierungen durch, um hydrothermale und geothermische Systeme, Grundwasserleiter und die Rolle von Fluiden in geochemischen Zyklen zu untersuchen.
Tonminerale spielen eine Schlüsselrolle bei der Gesteinsalteration, und tragen aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften wesentlich zum Verständnis des Fluid- und Schadstofftransports und der sicheren Lagerung von Atommüll bei. Wir sind auf die Analyse und Charakterisierung dieser Minerale spezialisiert, um Herausforderungen vor allem in der Umwelt- und Materialforschung effektiv zu adressieren.
Tonreiche Störungsgesteine (insbesondere fault gouge) können maßgeblich die mechanischen und hydrologischen Eigenschaften aktiver Störungszonen beeinflussen. Ziel unserer Forschung ist es, das Zusammenspiel zwischen Fluidmigration, Tonmineralbildung und Störungsaktivitäten näher zu beleuchten.
Infrastruktur
ICP MS - Standort: B366
- Spuren- und Seltene Erdelemente (SEE)
- Aufschluss: Standardmäßig 4-Säure & Heizblock, Druckaufschluss bei Bedarf
- Probenarten: Hauptsächlich anorganische Gesteine, seltener auch Fluide
ICP OES - Standort: B364
- Haupt- und Nebenelemente, einige Spurenelemente
- Aufschluss: Na2O2 Aufschluss bei Feststoffen, REE Abtrennung bei Feststoffen
- Probenarten: Fluide, Gesteine
XRF - Standort: B352/B354
- Haupt- und einige Nebenelemente
- Präparation: Glastabletten
- Probenarten: Gesteine
XRD - Standort: B352/B354
- Quantitative & Qualitative Mineralogie
- Tonmineralogie
- Temperatur/Feuchtekammer
- Präparation: Pulverproben (qualitative & quantitative Mineralogie); orientierte Texturpräparate (Tonmineralanalyse)
IC - Standort: B358
- Anionen: Fluorid (F-), Bromid (Br-), Sulfat (SO2-4), Nitrat (NO3-) und Chlorid (Cl-)
- Präparation: Feststoffe werden mittels Pyrohydrolyse in Lösung gebracht
- Probenarten: Fluide, Gesteine
CHNS
- Elementbestimmung von C, H, N, und S
- Präparation: Pulverpräparate
- Probenarten: (anorganische) Gesteine