Weltweit lassen sich auf den Kontinenten Gesteine finden, die ehemals in den Ozeanen entstanden sind. Diese Gesteine haben seit ihrer Entstehung vielfältige Veränderungen erfahren, die durch chemische Umwandlungsprozesse oder Deformationen hervorgerufen werden. Im Falle des Gesteins Ophicalcit kann durch die Untersuchung der chemischen Entwicklung vom ursprünglichen Serpentinit bis hin zur Ophicalcitbildung viel über die Prozesse gelernt werden, die dabei eine Rolle spielen.

Die Daten

Der Datensatz enthält verschiedene Arten geochemischer Daten. Dazu gehören Konzentrationen von Haupt- und Spurenelementen, seltenen Erden, Daten zu radiogenen Isotopen von Strontium und zu stabilen Isotopen von Wasser- und Sauerstoff. Untersucht wurden Serpentinite und Ophicalcite aus der Ophiolith-Abfolge des nördlichen Apennins in Italien.

Zudem gibt es chemische Daten einzelner Minerale der Gesteine (Serpentin, Amphibol, Chlorit und Talk). Auch die Karbonatadern des Ophicalcits wurden untersucht, dabei wurden radiogene Strontiumisotope sowie stabile Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopendaten erhoben.

Veröffentlichung des Datensatzes: Schwarzenbach E, Vogel M et al (2020) https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.921741

Forschungsergebnisse

Im vorliegenden Fall wurde Ophicalcit aus dem nördlichen Apennin in Italien untersucht, der vor ca. 170 Millionen Jahren, im Jura, als Serpentinit an einem Ozeanrücken entstanden ist. Die Daten erlauben neue, umfassende Einblicke in die hydrothermale und zeitliche Entwicklung dieser Ophiolith-Gesteine und den Ursprung der Fluide, welche die Gesteinsumwandlung verursacht haben. Die chemischen Signaturen in den Gesteinen sind das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels von Serpentinisierung, Karbonisierung und Metasomatismus. Die mehrphasige Interaktion zwischen Wasser und Gestein umfasst das Eindringen von Fluiden aus dem Grundgebirge während des anfänglichen Auftriebs des Mantels in einem sich öffnenden Ozeanbecken, gefolgt von lokalem Eindringen von Hochtemperaturfluiden, einer ausgedehnten Meerwasserzirkulation, die zu Karbonatisierung und Oxidation der dem Meerwasser ausgesetzten Oberfläche führt. Schließlich die Interaktion zwischen Fluid und Gestein mit den darüber liegenden Eisen- und Magnesium-reichen Gesteinen, die zu Si-Metasomatismus führt.

Dieses alte hydrothermale System wird mit dem Atlantis-Massiv verglichen, das ein modernes Analogon für die Ophiolite des Nord-Appenin darstellt. Der Vergleich ermöglicht ein besseres Verständnis der chemischen Entwicklung der ozeanischen Lithosphäre, die schließlich entlang konvergenter Plattenränder subduziert wird und die langfristigen geochemischen Zyklen auf der Erde effektiv steuert.

Veröffentlichung des Fachzeitschriftenartikels: Schwarzenbach E, Vogel M et al (2020) https://doi.org/10.1029/2020JB020619

_{Texte verändert nach: Schwarzenbach E, Vogel M et al. (2020) https://doi.org/10.1029/2020JB020619}