Fluid pathways in an area of active earthquakes: radiogenic isotope systematics of selected microstructures and their implication for the development of the fluid flow system
Final Report Abstract
In diesem Projekt wurden Sedimentgesteine und Kluftmineralisationen geochemisch und mineralogisch untersucht mit dem Ziel, hydrothermale Fluidflußereignisse im Bereich der variszischen Front in der Nordeifel zu charakterisieren und zu datieren. Insbesondere wurden Gesteine der 2004 abgeteuften RWTH-1 Bohrung bearbeitet. Die hydrothermalen Bildungen in der RWTH-1 Bohrung sind nahezu vollständig (spät-)-syn-deformativ innerhalb des variszischen Stadiums. Dabei muß es sich um ein kurzfristiges Ereignis in der Größenordnung 104 a gehandelt haben wie Untersuchungen der Illitkristallinität gezeigt haben. Erhöhte Werte von Cu, Ba und NH4 im Umfeld von Störungen in der RWTH-1 Bohrung belegen den strukturell fokussierten hydrothermalen Fluß, der während der variszischen Kompression durch Entwässerung erzeugt wurde. Auch die SEE-Muster hydrothermaler Calcite weisen diese als Bildungen aus einer Lösung metamorphen Ursprungs aus. Das variszische Ereignis wird isotopengeochemisch nicht abgebildet, da es nachfolgend zwischen 211 und 182 Ma zu einem Stoffaustausch zwischen Kluftmineralisation und Rahmengestein und dabei zu einer Bildung serizitischer Domänen in Chlorit kam. Dieses erste postvariszische Ereignis konnte mit Hilfe von 40Ar/39Ar-Analysen sowie mit einer 87Sr/86Sr-1/Sr Mischungsrechnung belegt werden. Im Rahmen des Projektes wurden außerdem die postvariszischen Sulfidmineralisationen von Hastenrath, Diepenlinchen, Altenberg, Bleiberg und der Bohrung Thermae mit Hilfe von Rb-Sr-lsochronen an Zinkblendefraktionen datiert. Diese zeichnen sich insgesamt durch ein Alter von 130 - 139 Ma aus. In Ergänzung zu dem bekannten Alter der Mineralisation von Maubach und Mechernich von 169 Ma kann damit erstmals eine detaillierte Abfolge postvariszischer hydrothermaler Ereignisse aufgezeigt werden. Kennzeichnend ist, dass die hydrothermale Aktivität wiederholt auftritt. Für das Vorkommen von Hastenrath konnte eine Reaktivierung im Tertiär belegt aber nicht datiert werden. Die einzelnen Ereignisse treten jedoch jeweils nur lokal begrenzt innerhalb eng umrissener Gebiete um einzelne Störungssysteme auf. Ähnlich verhält es sich mit den rezenten Thermalwasservorkommen in Aachen. Dass dabei postvariszische Sulfidmineralisationen remobilisiert werden, konnte hier erstmals mit Pb- Isotopenmessungen an Thermalwasser belegt werden.
Publications
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2005. Spurenelementverteilung in Gesteinen der RWTH-1 Bohrung, Aachen. Berichte der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Beih. Z. European Journal of Mineralogy, 17, 22, abstract
Chatziliadou, M., Sindern, S., Hilgers, C., Kramm, U.
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2006. Fracture sealing in limestones, a microstructural and mineralogical study. 11. Symposium Tektonik, Struktur- und Kristallingeologie (TSK), 22.-24.03.2006, Göttingen, abstract
Chatziliadou, M., Hilgers, C., Sindern, S.
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2006. Stabile Isotope und Flüssigkeitseinschlüsse hydrothermaler Karbonatgänge der Nordeifel, Rheinisches Schiefergebirge. Berichte der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Beih. Z. European Journal of Mineralogy, 18, 22, abstract
Chatziliadou, M., Sindern, S., Hilgers, C., Kramm, U., Lüders, V., Kirschner, D.
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2007. Multiple hydrothermal fluid flow in the NW Rhenohercynian. Supplement to Geochimica et Cosmochimica 71, 15S, Abstracts of the 17th Annual V.M. Goldschmidt Conference, Cologne, Germany, 2007, A900, abstract
Schneider, J., Chatziliadou, M., Sindern, S., Hilgers, C., Kramm, U.
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2007. Short-term hydrothermal effects on the .crystallinities' of illite and chlorite in the footwall of the Aachen-Faille du Midi thrust fault - first results of the RWTH-1 drilling project. Clays and Clay Minerals 55, 200 -212
Sindern, S., Stanjek, H., Hilgers, C., Etoundi, Y.
