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Freie, wässrige, fluide Phasen in grosser Tiefe sind zentral für den geochemischen Massentransport und steuern die geodynamische Entwicklung in Subduktionszonen. Kenntnisse betreffend chemischer Zusammensetzung solcher Fluide hinken unserem Verständnis der Petrologie und der geodynamischen Prozesse allerdings nach. Serpentinite (Mantelgesteine mit bis >10 % Wasser in Mineralen gebunden) sind dabei zentral, setzen diese doch solches Fluid sukzessive frei bei Subduktion.
Dieses Projekt, die Beendigung einer Dissertation, beinhaltet (1) die umfassende geochemische Quantifizierung der Entwässerungsreaktion von Serpentinit zu Chlorit-Harzburgit am Paradebeispiel von Almirez, Spanien, und (2) es werden mittels Kompilation globaler Geochemiedaten (a) Elementsignaturen identifiziert, welche das geologische Milieu der Serpentinitbildung aufzeigen, und (b) wie sich ein solch charakteristischer chemischer Fingerabdruck mit progressiver Subduktion verändert.
Prominente Anreicherungen an B, As, Sb, Pb, Bi, Cs, Rb, Ba, Sr, S, Cl, und Br charakterisieren das in 60 km Tiefe freigesetzte Wasser, gemessen als 0.02 mm grosse Flüssigkeitseinschlüsse mittels LA-ICP-MS in Olivinkristallen. Dieser Datensatz, bisher einzigartig in seiner Art, zeigt Elementanreicherungsmuster, die Geologen in Vulkanen an konvergierenden Plattengrenzen wieder finden. Zudem hinterlassen diese Elementmuster einen Fingerabdruck in Gesteinen der subduzierten Platte, welche durch solche wässrigen Lösungen chemisch überprägt wurden und also Wasserwanderpfade in grosser Tiefe identifizieren. Elementmuster der nach dem Wasserverlust übrig bleibenden Gesteine haben noch eine Erinnerung an das Milieu, in welchem die Serpentinite damals am Ozeanboden entstanden sind. Zusammen ermöglichen diese neuen Resultate zur Geochemie der wässrigen Phasen tief in Subduktionszonen nun ein besseres Verständnis der Prozesse, die am Ursprung von Vulkanismus, Erdbeben, oder auch der Bildung gigantischer Erzlagerstätten wirken.