Assimilation, Kontamination und die Bildung von felsischen Schmelzen am Top der axialen Schmelzlinse von schnell-spreizender ozeanischer Kruste: Kombinierte geochemische und experimentelle Untersuchungen am Dike/Gabbro-Übergang am IODP Site 1256 (East Pacific Rise)

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Koepke
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 224563012

Entlang der ca. 60.000 km langen Plattengrenzen der mittelozeanischen Rücken, die als Motoren für die Verschiebung der Erdplatten eine besondere geologische Stellung einnehmen, konzentriert sich etwa 90 % des Vulkanismus der Erde. Trotz der Einfachheit der Struktur der ozeanischen Kruste und ihrer riesigen Ausdehnung, weiß man nur relativ wenig über die Details ihrer Entstehung. Hier setzt die IODP Tiefbohr-Kampagne "Superfast Spreading Crust" an (Leg 206, Expeditionen 309, 312, 335), um über die direkte Untersuchungen von Proben beträchtliche Wissenslücken über die Geodynamik von schnell-spreizenden Rücken zu schließen. Die Bohrung am Site 1256 liegt im äquatorialen Pazifik in 15 Millionen Jahre alter Kruste, die am Ost-Pazifischen Rücken unter höchst-schnellspreizenden Bedingungen (> 20 cm neue Kruste pro Jahr) gebildet wurde. Hier wurde, zum ersten Mal in der Geschichte von IODP, in einer kohärenten Bohrung die Grenze zwischen der basaltischen Oberkruste (Sheeted Dikes) und der plutonischen Unterkruste (Gabbros) penetriert, mit dem Potential, durch die jetzt mögliche direkte Untersuchung von Proben, profunde Einblicke in die bislang kaum verstandenen komplexen magmatischen und hydrothermalen Prozesse an diesem Interface zu verstehen.Charakteristisch für die erbohrten untersten Sheeted Dikes und für die Gabbros ist das Auftreten von verschiedenartigen felsischen Gesteinen, die signifikante Unterschiede in ihren Zusammensetzungen, in der Art der Platznahme sowie in den Beziehungen zum Nebengestein aufweisen. Sie sind Schlüssel-Lithologien, um die komplexe und innige Kopplung zwischen magmatischen, metamorphen und hydrothermalen Prozesse am Top der axialen Schmelzlinsen unter schnell-spreizenden Rückensystemen zu verstehen. Durch ihre Untersuchung können Arbeitshypothesen zu deren Bildung, in einem weiten magmatischen Spektrum zwischen MORB-Differenzierung und Aufschmelzung von hydrothermalisiertem Material aus dem Dachbereich der axialen Schmelzlinse und deren Implikation für die Kontamination von frischem MORB, getestet werden. Dafür planen wir eine geochemische/petrologische Studie unter Einsatz von Haupt- und Spurenelementchemie an Gesamtgesteinen und Mineralphasen. In einem zweiten Teil des Projektes sollen experimentelle Techniken eingesetzt werden: Kristallisations- und Aufschmelzexperimente unter Verwendung von am Site 1256 erbohrtem Ausgangsmaterial. Damit sollen die Modelle, die aus den geochemischen/petrologischen Untersuchungen abgeleitet werden, getestet bzw. modifiziert werden. Aus der Kombination dieser beiden Forschungsansätze werden bedeutende Erkenntnisgewinne zu den komplexen, bislang kaum verstandenen magmatischen, metamorphen und hydrothermalen Prozessen am Dach der Magmenkammern unter schnell-spreizenden ozeanischen Rücken erwartet. Der einzigartige Rocord des am Site 1256 durch IODP geborgene Dike/Gabbro-Übergang bildet die Grundlage dafür.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 527: Bereich Infrastruktur - "International Ocean Discovery Program" (IODP)
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Beteiligte Person: Dr. Marguerite Godard