The Gabbro/Dike transition in oceanic crust generated at slow- and ultraslow-spreading ocean ridge systems

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Koepke
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227716517

Am Gabbro/Dike-Übergang der ozeanischen Kruste - eines der wichtigsten Interfaces unseres Planeten - interferieren magmatische, metamorphe und hydrothermale Prozesse miteinander. An schnell spreizenden Rücken, wo die Kruste als einheitlich kohärent und lagig angesehen wird, ist diese Zone durch einen mehrere Dekameter mächtigen Horizont charakterisiert, der aus Hornfelsen besteht, die granulitfaziell überprägten Basalten des ehemaligen Sheeted Dike Komplexes entsprechen. Dieser Horizont repräsentiert die Conductive Boundary Layer (CBL), eine nach theoretischen Vorstellungen dünne (<100 m), heiße (>650°C), impermeable Zone, die zwischen der axialen Magmenkammer und dem Sheeted Dike Komplex eingeschaltet ist, und durch die der Wärmeaustausch zwischen Magmenkammer und dem Hydrothermalsystem der darüber liegenden basaltischen Kruste bewerkstelligt wird. Demgegenüber gilt die ozeanische Kruste von langsam spreizenden Rückensystemen als heterogen und in ihrer Struktur hochvariabel. Über weite Bereiche waren tektonische Prozesse aktiv, durch die über tiefgreifenden Störungszonen Mantelperidotite sowie Anteile der tiefen, gabbroiden Kruste am Meeresboden Platz genommen haben. Andere Bereiche waren magmatisch aktiv, was sich durch die Entwicklung von kohärenten extrusiven Suiten bestehend aus Pillow-Basalt und Sheeted Dike Komplex, ausdrückt, wodurch diese Segmente eher Ähnlichkeit mit typischer schnell spreizender ozeanischer Kruste aufweisen. Mangels systematischer Untersuchungen ist die Natur des Gabbro/Dike-Überganges von langsam spreizenden Rückensystemen weitgehend unklar. Ziel dieses Projektes ist es, in Kollaboration mit Herny Dick vom Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI, Massachusetts, US) eine systematische Untersuchung an solchen Proben von Gabbro/Dike-Übergängen zu starten, die durch Schiffsexpeditionen an langsam und ultralangsam spreizenden Systemen durch das WHOI durchgeführt wurden. Die Proben werden bezüglich ihrer magmatischen und metamorphen Paragenesen, Deformations-Texturen, Gang- und Kontakt-Beziehungen, zunächst makroskopisch, und später mit dem optischen Mikroskop und mit der Elektronenstrahlmikrosonde untersucht. Dabei werden die unterschiedlichen tektono-magmatischen Umgebungen berücksichtigt werden (tektonische vs. magmatische Platznahme). Schwerpunkt wird auf das Erkennen jener granulitfaziellen granoblastischen Texturen gelegt, die als Schlüssell-Lithologien für die Entwicklung einer CBL gelten. Durch Vergleich der zu gewinnenden petrographischen und mineralchemischen Daten mit denen von schnell-spreizenden Systemen sollen generelle Modelle für die Entwicklung des Gabbro/Dike-Überganges an langsam-spreizenden Rückensystemen gewonnen werden. Darüber hinaus werden neue Erkenntnisse zum Mechanismus der krustalen Akkretion an langsam-spreizenden Rücken erwartet, insbesondere unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Akkretions-Moden (tektonisch vs. magmatisch).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Beteiligte Person: Dr. Henry Dick