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Technische Petrologie
Die Technische Petrologie untersucht als relativ junges Fachgebiet innerhalb der Angewandten Geowissenschaften die physikalischen Eigenschaften und das chemische Verhalten von Gesteinen und Mineralien unter niedrig temperierten Bedingungen im Hinblick auf ihre technische Nutzung und ihr Verhalten in der Umwelt. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Gesteinen sind hierbei hauptsächlich durch den Pauschalchemismus, den Phasenbestand, die Verteilung der Phasen und die Beschaffenheit der beteiligten Oberflächen charakterisiert. Bei den Untersuchungen kommen eine Vielzahl von analytischen Methoden zur Anwendung, die Größenordnungen vom makroskopischen bis zum atomaren Maßstab umfassen.
Aus den Untersuchungen ergeben sich unter anderem Hinweise auf das Verwitterungsverhalten von Festgesteinen und somit auf geeignete Konservierungsmethoden für Bauwerke und Denkmäler, auf die Möglichkeiten der Nutzung von Festgesteinen als Werk- und Baustein oder als Zuschlagstoff in technischen Produkten, aber auch auf die Möglichkeiten der Nutzung von Geomaterialien bei umweltrelevanten Fragestellungen (z.B. Filterprozesse in verunreinigten Böden und Gewässern, [End-]Lagerung von Abfallprodukten).
Bei vielen der genannten Problemstellungen hat die Wechselwirkung zwischen Gesteinen bzw. Mineralen und einer wässerigen Lösung eine herausragende Bedeutung. Diese Wechselwirkungen können dabei sowohl an natürlichen Systemen als auch in analogen oder numerischen Experimenten erforscht werden.
Forschungsschwerpunkte
Im Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich das Fachgebiet Technische Petrologie mit den chemischen und physikalischen Prozessen der Gesteinsbildung und Verwitterung, sowie den angewandten Aspekten in der Rohstoffnutzung und Umweltforschung. Diese fallen unter das Dach der Niedrigtemperaturpetrologie (Paläogeothermie und Erforschung externer Gebirge, Tonmineralogie, Kohlenpetrologie (Kohlenwasserstoffe s.l.) und Experimentelle Petrologie.
- Experimentelle Petrologie: Synthese und Charakterisierung der Inkohlungsprozesse mittels optischer Parameter an organischen Komponenten.
- Synthese und Charakterisierung der Mineralreaktionen und Brenngefüge in Keramiken zur Verbesserung der Kenntnisse frühzeitlicher Herstellungen und deren Einfluß auf die kulturelle Entwicklung von Bevölkerungsgruppen.
- Kohlenpetrologie: Nutzung der Vitrinitreflexion und anderer kohlenpetrologischer Parameter zur Bestimmung der Diagenese- und Metamorphosegrade.
- Entwicklung eines Geothermobarometers unter Berücksichtigung der Kinetik des Reifegrades des Vitrinits. Erstmals wird es möglich sein, Barometrie zusammen mit Thermometrie zu nutzen, um geothermische Gradienten zu ermitteln, die in der Orogenforschung, Sedimentbeckenanalyse, Kohlenwasserstoffexploration, Geothermieprospektion und Energieforschung s.l. genutzt werden können.
- Verfeinerung der Methoden zur Kohlenwasserstoffexploration.
- Verfeinerung der Methoden zur Charakterisierung der niedrigstgradigen Metamorphose.
- Nutzung der Bituminitreflexion für die Kerogenforschung, Paläogeothermie und Erforschung externer Orogene.
- Tonmineralogie: Nutzung des Kübler Indexes und anderer tonmineralogischer Parameter zur Bestimmung der Diagenese- und Metamorphosegrade.
- Entwicklung von Geothermometern und Barometern unter Berücksichtigung der Kinetik des Reaktionsfortschrittes und Strukturverbesserung von Tonmineralen. Weitere Ausarbeitung und Verbesserung der Geobarometrie und Geothermometrie, um geothermische Gradienten besser zu ermitteln und die in der Orogenforschung, Sedimentbeckenanalyse, Kohlenwasserstoffexploration und Geothermieprospektion genutzt werden können.
- Verfeinerung der Methoden zur Kohlenwasserstoffexploration.
- Verfeinerung der Methoden zur Charakterisierung der niedrigstgradigen Metamorphose.
- Archäometrie und Tonmineralogie: Bestimmung und Erforschung der Herstellungstechniken eisenzeitlicher, hellenistischer und römischer Keramiken.
- Bestimmung von Dauer und Temperatur der Keramikbrennung.
- Bestimmung der benutzten Rohstoffe.
- Lokalisierung der abgebauten Rohstoffe.
- Ermittlung der Handelswege mittels der Charakterisierung ortsfremder Rohstoffe.
- Zeitliche Weiterentwicklung der Gefäßformen.
- Reaktionsprozesse in Bergbauhalden, Alteration von Böden durch saure Grubenwässer, Tonmineraldegradation und Wasser-Gesteins Wechselwirkungen in der Umweltgeologie.
- Niedrigtemperaturpetrologie s.l.: Orogen- und Paläogeothermieforschung in den Vorlandbecken der Alpen, Vogesen, Dinariden, Karpaten, Stara Planina (Bulgarien), Balkaniden, Varisziden am Bosporus und in der NW Türkei.
- Bestimmung der Wasser – Gesteinswechselwirkung und Wasserchemie in kristallinen Grundwässern und deren Trinkwassernutzung (Odenwald, Bergstraße).