zur Projektübersicht

Hinweis auf wässrige CH₄-haltige Fluide während der Hochdruckmetamorphose in Subduktionszonen-Eklogiten des Raspas-Komplexes, Ecuador

Um ein besseres Verständnis von der Rolle der fluiden Phase in Subduktionszonen-Milieus zu erhalten, ist die Kenntnis der Zusammensetzung und des Fluid/Gesteins-Verhältnisses von Hochdruckfluiden Voraussetzung. Fluideinschlüsse sind erhaltene Relikte einer Fluide, die während verschiedener Stadien des Subduktions-Zyklus anwesend war. Fluideinschlüsse repräsentieren somit die einzigen direkten Hinweise auf das Vorhandensein einer ursprünglichen Paläofluiden.

Geologische Karte des Raspas-Metaophiolith- Komplexes, Ecuador (modifiziert nach Gabriele et al. 2003)

Fluideinschluß-Untersuchungen wurden in Eklogiten des Raspas Complexes in Ecuador durchgeführt. Assoziiert mit den Eklogiten sind Metapelite, Blauschiefer und Peridotite, z.T. serpentinisiert (Gabriele et al. 2003, Eur. J. Min. 15: 977-989). Der Komplex, der als Metaophiolith angesehen wird, repräsentiert ozeanische Lithosphäre, die bis zu Tiefen von ca. 70 km subduziert wurde. Geochemisch können drei Eklogittypen unterschieden werden: mittelozeanische Rückenbasalte (MORB), ozeanische Inselbasalte (OIB) und metasomatisch veränderte Eklogite. Die metasomatisch beeinflußten Eklogite werden von Zoisit-Adern durchzogen, die die ehemaligen Fluidbahnen repräsentieren. In allen geochemisch unterschiedlichen Eklogit-Typen konnten primäre Fluideinschlüsse in Omphazit, Zoisit, Granat und Quarz untersucht werden.

Erste Ergebnisse mikrothermometrischer Untersuchungen sowie Ramanspektroskopie haben ergeben, daß die primären Fluideinschlüsse in den eklogitfaziellen Mineralen eine relativ homogene Fluidzusammensetzung im System H₂O-NaCl-CH₄ aufweisen. Ramanspektroskopie kombiniert mit einem Heiz- und Kühltisch ermöglichen die genaue Bestimmung der Schmelztemperatur von Eis und CH₄-Klathraten, woraus eine niedrige Salinität der untersuchten primären H₂O-NaCl-CH₄-Fluideinschlüsse bestimmt werden kann. Ein einheitliches Volumen der Gasblase in allen primären Einschlüssen in eklogitfaziellen Mineralen deuten auf homogene Einschlussbedingungen hin. Viele Fluideinschlüsse enthalten kleinste Kriställchen, von denen die meisten durch Ramanspektroskopie als Calcit identifiziert wurden. In mm-dünnen eklogitfaziellen Zoisit-Adern treten neben dem oben erwähnten Fluideinschlusstyp wasserfreie CH₄-Einschlüsse mit Spuren an Äthan sowie Graphit auf. Breite Zoisit-Adern, z.T. mit zwickelfüllendem Albit müssen später bei fallenden Drücken entstanden sein. Fluideinschlüsse in den Ader-Zoisiten weisen die gleiche homogene Fluidzusammensetzung im System H₂O-NaCl-CH₄ auf, was auf eine homogene Fluidzusammensetzung während des eklogitfaziellen Stadiums sowie während der anschließenden Heraushebung deutet. Solch eine homogene wässrige Fluidzusammensetzung kann am besten erklärt werden durch eine wässrige Fluid-Infiltration von einer externen Quelle, wo Entwässerungen von OH-haltigen Mineralen stattfinden. Deserpentinisierung des unterlagernden ozeanischen Mantels könnte eine realistische Quelle der freigesetzten infiltrierenden H₂O- und CH₄-Fluide sein. Dieses Modell wird dadurch unterstützt, daß die serpentinisierten Peridotite von Ecuador, geochemisch als verarmte MORB-Mantel-Peridotite definiert, ebenfalls subduziert wurden, wobei sie eklogitfazielle Bedingungen erreichten.

Ein Vergleich mit eklogitfaziellen Fluidzusammensetzungen anderer Eklogit-Komplexe zeigt, daß CH₄-haltige, niedrig-salinare wässrige Fluide eher die Ausnahme sind. Nur im Dabie-Sulu Gebiet im östlichen China (Fu et al. 2003, J. Metam. Geol. 21: 561-578) wurden ebenfalls CH₄-haltige Fluideinschlüsse mit prä- bis syn-peakmetamorphem Ursprung identifiziert. Fu et al.(2003) haben die Bildung von Methan mit der Serpentinisierung von Peridotiten vor oder während der Subduktion in Verbindung gebracht.

Omphazit mit primären Fluideinschluß-Anhäufungen im Kern

Primäre Fluideinschlüsse im Omphazit, parallel zur c-Achse orientiert

zur Projektübersicht