Petrology of serpentinites and rodingites in the oceanic lithosphere [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Frieder Klein

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• Publié par: universitat_bremen
• Publié le: 01 janvier 2009
• Nombre de lectures: 9
• Langue: Deutsch
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Extrait

Petrology of Serpentinites and Rodingites
in the Oceanic Lithosphere
Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades
der Naturwissenschaften
am Fachbereich Geowissenschaften
der Universität Bremen
vorgelegt von
Frieder Klein
Bremen, 2009
Referent: Prof. Dr. Wolfgang Bach
Koreferent/in: Prof. Dr. Cornelia Spiegel
Tag der mündlichen Prüfung:……………………
Zum Druck genehmigt: Bremen,.......……………
Der DekanErklärung
Hiermit versichere ich, dass ich
1. die Arbeit ohne unerlaubte fremde Hilfe angefertigt habe,
2. keine anderen als die von mir angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt habe und
3. die den benutzten Werken wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen als solche
kenntlich gemacht habe.
Bremen, den
Anmerkungen des Verfassers zur vorliegenden Dissertation
Die vorliegende Arbeit stellt zwar eine monographische Dissertation dar, die einzelnen
Kapitel, denen die Einleitung vorangestellt ist, sind jedoch bezüglich ihres Aufbaues so konzip-
iert, dass sie unabhängig voneinander publiziert werden können bzw. publiziert sind. Durch
diesen Umstand ist es zu erklären, dass jedes Kapitel nochmals eine eigene Einleitung, Diskus-
sion und ein Literaturverzeichnis enthält. Auch beim Schreibstil, dem Umfang, der Verwend-
ung von Abkürzungen sowie der Formatierung von Abbildungen und Tabellen wurde Bereits
den Anforderungen unterschiedlicher Fachzeitschriften Rechnung getragen. Diesen Umstand
möge der Leser berücksichtigen.
Bremen, März 2009
Frieder KleinTable of Contents
Zusammenfassung 1
Abstract 3
Prologue 5
Outline 8
1. Introduction 11
1.1. Serpentinized peridotites at mid-ocean ridges 11
1.2. Serpentinized peridotites at active oceanic margins 14
1.3. Hydrothermal systems and serpentinized peridotites 14
1.4. Mineralogical and petrological aspects of serpentinization 16
1.4.1. Serpentinite textures 16
1.4.2. Serpentinization - an isovolumetrical process? 17
1.4.3. Some crystallographic basics concerning serpentine 18
1.4.4. A note on the mineral chemistry of serpentine and its value as
a geothermometer 19
1.4.5. The MgO–SiO –HO (MSH) system 192 2
1.4.6. Redox conditions during serpentinization 20
1.5. Rodingitization 24
References 25


Abstract 37
2.1. Introduction 37
2.2. Geological setting 40
2.3. Analytical methods 41
2.3.1. Microscopy and electron microprobe analysis 41
2.3.2. Thermodynamic calculations 42
2.4. Results 46
2.4.1. Petrography 46
2.4.2. Mineral chemistry 51
2.4.3. Phase diagrams 54
2.5. Discussion 59

!"!#"$
%#& '
2.5.2. Redox conditions during serpentinization 60
2.5.3. steatitization 61
2.5.4. Implications for a potential H S,aq buffer in 2
serpentinite-hosted hydrothermal systems 62 2.5.5. Sulfur metasomatism 63
2.5.6. Possible existence of a free H -rich vapor phase 662

# *
*+&/" :
References 69
3. Iron Partitioning and Hydrogen Generation During Serpentinization of Abyssal
$";<+/ *:
Abstract 78
3.1. Introduction 78
3.2. Analytical methods 81
3.2.1. Microscopy and electron microprobe analysis 81
3.2.2. Mößbauer spectroscopy and magnetization measurements 82
3.2.3. Geochemical modeling 82
3.3. Results 85
3.3.1. Petrography 85
3.3.2. Mineral compositions 87
<=>@#!!B@#&"/C '
3.3.4. Geochemical reaction path modeling 92
3.4. Discussion 103
3.4.1. Serpentinization at Hole 1274A and geochemical reaction path
models 103
E
//!"@/#/!C FE
+2 +3 3.4.3. Fe exchange equilibria in serpentinites 104
3.4.4. Geochemical reaction path modeling and serpentinization
experiments 106
3.4.5. The formation of brucite and serpentine in mesh-rims 108

#
+&/"
References 113
Appendix 19
EL!/B$%/N/$"/"!
modeling 120
Abstract 120
4.1. Introduction 120
4.2. Method 122
4.3. Results 126
4.3.1. Reaction path models 126
4.3.2. Phase diagrams 137 4.4. Discussion 138
4.4.1. Modeling of rodingitization 139
4.4.2. The critical role of aqueous silica 141
4.4.3. Mass transfer by diffusion or advection 142
EEE"QU#"Q E
EE+!V$/"!#%#
circulation? 145
E
# E
E+&/" *
References 148
!CW!XYB"[

/N//$XB"%#
supporting a unique microbial ecosystem 155
Abstract 155
5.1. Introduction 155
\/@&/# :
5.3. Analytical methods 158
5.4. Petrography 159
5.5. Discussion 161
5.5.1. Origin of the high H XY%# 2
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*+&/"
References 171
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