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Petrography and geochemistry of Eocene cold-seep carbonates from Washington State, USA
Daniel Smrzka
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Jörn Peckmann
DOI
10.25365/thesis.28257
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29378.48626.981662-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Mineralbildung gebunden an sulfatabhängige anaerobe Methanoxidation (AMO) in marinen Sedimenten ist eine der faszinierendsten Entdeckungen der Marinen Geowissenschaften der letzten Jahrzehnte und hat das Interesse der internationalen Forschungsgemeinschaft geweckt. Die Zahl der Publikationen zu diesem Thema stieg rasch an und neue Entdeckungen werden bis heute gemacht. Die Rolle von Methan in mikrobiellen und geochemischen Prozessen in marinen Sedimenten ist mittlerweile anerkannt und AMO durch Archaeen und Bakterien wird als Hauptmechanismus der Mineralfällung an Methanaustritten (sog. „seeps“ oder auch „cold-seeps“) angesehen. Diese Arbeit beschreibt die Petrographie und Geochemie von eozänen Seep-Karbonaten der Siltstone of Shoalwater Bay Formation aus Washington State, USA. Hauptziele der Arbeit sind eine petrographische Beschreibung der Mineralphasen und eine geochemische Modellierung von Mineralneubildung mit Hilfe der hydrochemischen Software PHREEQC. Zusätzlich wurde Fluoreszenzmikroskopie und Geochemie der stabilen Isotope von Sauerstoff und Kohlenstoff in den Karbonatphasen eingesetzt. Ersteres wurde angewandt, um den Gehalt an organischem Material in den Phasen abzuschätzen, letzteres um die Genese der Phasen zu rekonstruieren. Spezielles Augenmerk wurde auf die Verkieselung der untersuchten Seep-Karbonaten gelegt. Mit Hilfe der Modellierung wurden verschiedene Parameter wie pH, heterogene Reaktionen von Festphasen sowie Auflösungskinetik und Thermodynamik und die Zusammensetzung der Lösung untersucht, um Mechanismen der Silikatfällung und Lösung an Seep-Karbonaten zu identifizieren und zu verstehen. Diese Erkenntnisse wurden dann mit Beobachtungen unter dem Mikroskop (i.e. Petrographie) in Verbindung gebracht, um ein Gesamtbild der Mineralgenese zu erlangen.
Abstract
(Englisch)
Mineral formation related to sulfate-dependent anaerobic oxidation of methane (AOM) in marine sediments is one of the most intriguing discoveries in marine geosciences of the last decades, and has subsequently triggered the interest of scientists worldwide. There has been a steady increase in publications on this topic and new discoveries are still emerging to this day. The role of methane in microbial and geochemical processes in marine sediments is increasingly
recognized and AOM mediated by archaeal and bacterial communities is regarded as main mechanism triggering mineral precipitation at methane seeps. This work features a petrographical and geochemical description of Eocene cold-seep carbonates from the Siltstone of Shoalwater Bay Formation located in Washington State, USA. The approach of this work relied on petrographical thin section description and geochemical modeling using the software code PHREEQC to constrain mineral formation at the Eocene seeps. The former was complemented by fluorescence microscopy to assess the organic matter content of mineral phases, and stable carbon and oxygen isotopes to reconstruct the precipitation environment of the carbonates. Comparison of numerical simulations with PHREEQC and petrographic observations allowed me to ascertain the relevance of pH, solution composition and heterogeneous reactions with solid phases (i.e. dissolution and precipitation). The specific purpose of the model was to arrive at a mechanistic understanding of processes governing precipitation and dissolution of silica minerals, which was the main target of this work. Both methods, modelling and petrography were linked to deliver an overall picture of mineral authigenesis at this ancient seep location.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Mineral authigenesis Cold-seeps Biogeochemistry
Schlagwörter
(Deutsch)
Mineralauthigenese Cold-seeps Biogeochemie
Autor*innen
Daniel Smrzka
Haupttitel (Englisch)
Petrography and geochemistry of Eocene cold-seep carbonates from Washington State, USA
Paralleltitel (Deutsch)
Petrographie und Geochemie von Eozänen Cold-Seep Karbonaten aus Washington State, USA
Paralleltitel (Englisch)
Petrography and Geochemistry of Eocene Cold - Seep Carbonates from Washington State, USA
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
110 S. : Ill., graf. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Jörn Peckmann
AC Nummer
AC10899248
Utheses ID
25240
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |