Das hydrogeologische Regime des hydrothermalen TAG-Mounds auf dem Mittelatlantischen Rücken – Einblicke in Metallflüsse aus der Reaktions-Transport-Modellierung

• Antragsteller: Professor Dr. Lars Helmuth Rüpke
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521732852

Submarine Massivsulfide (SMS) sind die modernen Analoge zu alten vulkanogenen massiven Sulfiderzvorkommen (VMS) und könnten eine zukünftige Metallressource darstellen. Sie bilden sich als Reaktion auf die hydrothermale Abkühlung des jungen Meeresbodens, wenn sich heiße Fluide, die von einer magmatischen Wärmequelle aufsteigen, mit Meerwasser vermischen, sodass die gelösten Metalle ausfallen und sich eine Lagerstätte bildet. Der hydrothermale TAG-Mound auf dem Mittelatlantischen Rücken beherbergt eine der größten submarinen Sulfiderzvorkommen und ist ein ausgezeichneter Ort, um die dominanten Bildungsprozesse zu untersuchen. Seine innere Struktur wurde durch Ozeanbohrungen (ODP 158) untersucht und umfangreiche geologische und geophysikalische Daten sind verfügbar. Das detaillierte hydrogeologische Regime und die chemischen Ausfällungs- und Lösungsprozesse, die den Hügel gebildet haben, wurden jedoch nie mit Reaktions-Transport-Modellen quantifiziert, und es bleiben große Wissenslücken – mit der Folge, dass die globale Menge an SMS Vorkommen, aber auch die Rolle hydrothermaler Fluide in biogeochemische Stoffkreisläufen schlecht verstanden ist. Dieser Antrag zielt darauf ab, diese Wissenslücken mithilfe von 3-D Reaktions-Transport-Modellen zu verkleinern. Unser Ansatz besteht darin, ein vorhandenes hydrothermales Strömungsmodell, hydrothermalFoam, mit der thermodynamischen MINES-Datenbank für Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen unter Verwendung der GEMS3K-Software für die Gibbs-Freie-Energie-Minimierung zu koppeln. Dies wird es uns ermöglichen, Szenarien für die Bildung des hydrothermalen TAG Mounds zu testen und die vorherrschenden Prozesse zu erforschen, welche die hydrothermalen Metallflüsse in, innerhalb und aus hydrothermalen Mounds steuern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung - DOME
• Internationaler Bezug: USA
• Mitverantwortlich: Zhikui Guo, Ph.D.
• Kooperationspartner: Professor Dr. Alexander Gysi