Prozesse der hydrothermalen Alteration in ozeanischer Kruste des frühen Archaikums

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Annika Dziggel; Professor Dr. Franz Michael Meyer
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207638145

Im Rahmen des ICDP Barberton Drilling Project: Peering into the Cradle of Life werden in diesem Projekt die Prozesse der Silifizierung und Bor-Metasomatose in archaischer ozeanischer Kruste der Mendon Formation im Barberton Grünsteingürtel in Südafrika untersucht. Die Silifizierung mafischer und ultramafischer Gesteine und der überlagernden Sedimente ist ein häufiges Phänomen in früh-archaischen vulkanisch-sedimentären Einheiten, und wird generell als Resultat der Wechselwirkung mit archaischem Meerwasser in oberflächennahen Konvektionszellen im Bereich des Meeresbodens interpretiert. Da die Sedimente einige der ältesten Hinweise auf mikrobielles Leben auf der Erde enthalten, stellen diese Hydrothermalsysteme möglicherweise einen wichtigen Ort für die Entstehung und Entwicklung frühen Lebens dar. Um Hinweise auf die Quelle und die Zusammensetzung der interagierenden Fluide zu erlangen, wurden Proben mittels Fluideinschluss- und crush-leach-Analytik untersucht. Eine wichtige Erkenntnis unserer bisherigen Untersuchungen ist, dass die Gesteine der Mendon Formation (und damit die gesamte Onverwacht Gruppe) durch eine spätere Regionalmetamorphose und Bildung metamorpher Quarzgänge überprägt sind. Dennoch scheint der ursprüngliche Chemismus in den Fluiden der silifizierten Sedimente und hydrothermalen Chert-Gänge erhalten zu sein; die Cl/Br-Verhältnisse entsprechen denen archaischen und paläoproterozoischen Meerwassers. Demgegenüber deuten niedrige Mg-Gehalte in den Fluiden auf eine hydrothermale Fluid-Quelle hin, was möglicherweise auf Serpentinisierungs-Reaktionen in den tieferen Bereichen der archaischen ozeanischen Kruste zurückzuführen ist. Um dies weiter zu untersuchen, werden im verbleibenden Zeitraum der ersten Förderperiode B-Isotope an Turmalinen gemessen. Die wissenschaftlichen Ziele für die zweite Förderperiode sind 1) weitere Analysen an Bohrkernproben zur Vervollständigung des Datensatzes durchzuführen, und 2) den Zustand der Erhaltung in den Cherts mittels Sauerstoffisotopen-Messungen ausgesuchter Profile von den Chert-Gängen in die grobkristallinen (metamorphen) Zentren genauer zu untersuchen. Zusätzlich soll die Temperatur der Alteration mit Hilfe der Sauerstoffisotopen-Thermometrie an Quarz-Turmalin-Paaren bestimmt werden.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)
• Beteiligte Person: Dr. Robert Trumbull