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Mineralogical, petrological, and geochemical studies of Neoproterozoic Sturtian (750 Ma) and Marinoan (635 Ma) postglacial transition layers in Otavi Group, NW-Namibia
Ildiko Gyollai
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*innen
Christian Koeberl ,
Friedrich Popp
DOI
10.25365/thesis.32551
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29374.99459.348569-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Ziel dieser Doktorarbeit ist die Identifizierung der Ursache der Deglaziation der neoproterozoischen "Schneeball Erde" Ereignisse ("Sturtian" ~750Ma, "Marinoan" ~635 Ma). Das bearbeitete Gebiet befindet sich in der Otavi-Gruppe in NW-Namibia. Die Proben wurden im Jahr 2009 von F. Popp gesammelt. Das sind hauptsächlich postglaziale Übergangslagen und Deckkarbonate (cap carbonates) sowie Diamiktite von 3 der Sturtischen (Copper Mine, Sesfontain-Opuwo, Steilrandberge) und 7 der Marinoischen Eiszeit (Fransfontain, Bethanis, Tweelingskop, Naraachamspos, Entrance to the South Valley, Khowarib Valley, Warmquelle) zugehörigen Aufschlüssen. Kapitel 2 präsentiert einen mikrobiellen Beleg für einen sturtischen oolithischen 'Grainstone' (basale Rasthof-Formation bei Copper Mine) mittels mineralspektroskopischen Methoden sowie Rückstreu-Elektronenabbildung an einem Rasterelektronenmikroskop. Kapitel 3 belegt eine synsedimentäre mikrobielle Schichtung durch neutrophilische eisenoxidierende Bakterien und Cyanobakterien an der Grenze zwischen der sturtischen Chuos und der Rasthof Formation (Aufschlüsse Sesfontain-Opuwo und Steilrandberge). Kapitel 4 präsentiert die Suche nach extraterrestrischen Signaturen um die Möglichkeit eines Meteoritenimpakts als Ursache der sturtischen und/oder marinoischen Deglaziation zu untersuchen. Kapitel 5 behandelt Zink-, Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopenstudien an der marinoischen postglazialen Übergangslage sowie an einem basalen "cap carbonate"-Profil (C2a, Naraachamspos). Kapitel 6 beschreibt mikrobielle Aktivitäten in der marinoischen postglazialen Übergangslage und den basalen "cap carbonates". Biomatten aus eisenoxidierenden Bakterien werden nach Nährstoffquellen klassifiziert: 1) hydrothermale Schlote (synsedimentäre Mikrobenlagen), 2) Biotische Verwitterung von eisenhaltigen Mineralen wie Pyrit und Chlorit, 3) mikrobieller Überzug an Klasten (kurzzeitige Nährstoffquelle oder vorübergehende suboxische Bedingungen). Kapitel 7 führt eine Paläoumwelt-Rekonstruktion der Deglaziation der cryogenischen Schneeball Erde Ereignisse an, inklusive sedimentärer Prozesse wie Verwitterung und Diagenese. Die geringe Rolle detritischer Minerale und die vorwiegende Präsenz authigener Phasen verwirft den Einfluss fluviatilen Eintrags von den Kontinenten, und könnte damit die Hypothese einer Gesamtvereisung der Ozeane ('hard Snowball Earth") unterstützen. Die Dissertation inkludiert weiters zwei Appendixes mit den vollständigen mineralogischen (I) und geochemischen (II) Datentabellen.
Abstract
(Englisch)
he aim of this PhD research is to identify the cause of deglaciation of Neoproterozoic Snowball Earth events (Sturtian: 750 Ma, Marinoan: 635 Ma. The research area is located in the Otavi Group, NW-Namibia. The samples were collected by F. Popp in 2009, from postglacial transition layers (at boundary of glacial diamictite and postglacial cap carbonate), from 3 Sturtian (Copper Mine, Sesfontain-Opuwo, Steilrandberge), and 7 Marinoan (Fransfontain, Bethanis, Tweelingskop, Naraachamspos, Entrance to the South Valley, Khowarib Valley, Warmquelle) outcrops.
Chapter 2 presents microbial record in Sturtian (750 Ma) oolithic grainstone (basal Rasthof Fm.) from Copper Mine studying by mineral spectroscopic methods and back-scattered electron imaging. Chapter 3 presents synsedimentary microbial layering of neutrophilic iron-oxidizing bacteria and cyanobacteria from the boundary of Sturtian Chuos and Rasthof Fm. (Sesfontain-Opuwo and Steilrandberge outcrops). Chapter 4 presents the search for extraterrestrial signatures to test if a meteorite impact triggered deglaciation of Sturtian and Marinoan Snowball Earth. Chapter 5 emphasizes Zn, C, and O isotopic study of Marinoan postglacial transition layers and the C2a profile from Naraachamspos. Chapter 6 describes microbial activity in Marinoan postglacial transition layer and basal cap carbonates. The biomats of iron oxidizing bacteria are classified by nutrient source 1) hydrothermal vents (synsedimentary microbial layers), 2) bioweathering of iron-bearing minerals, like pyrite, chlorite, 3) microbial coating on clasts (short-term nutrient source or transient suboxic condition).
Chapter 7 gives a paleoenvironmental reconstruction of deglaciation of Cryogenic Snowball Earth events, including secondary processes, like weathering and diagenesis. The minor role of detrital minerals, the major presence of authigenic phases dismisses fluvial input from continents, which supports a hard Snowball Earth (completely frozen oceans without detrital input). The geochemical signatures and presence of iron-oxidizing bacteria suggests suboxic, brackish, shallow water environment.
The thesis includes two appendices, which contain mineralogy (I) and geochemistry (II) data tables.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Snowball Earth glaciation deglaciation cap carbonates transition layer Neoproterozoic Marinoan Sturtian extraterrestrial signatures neutrophilic ironoxidizing bacteria paleoenvironment recostruction
Schlagwörter
(Deutsch)
Schneeball Erde Vereisung Deglaziation Deckkarbonate Grenzelagen Neoproterozoic Marinoischen Eiszeit Sturtische Eiszeit extraterrestrische Signaturen eisenoxidierenden Bakterien Paleoumwelt-Rekontruktion
Autor*innen
Ildiko Gyollai
Haupttitel (Englisch)
Mineralogical, petrological, and geochemical studies of Neoproterozoic Sturtian (750 Ma) and Marinoan (635 Ma) postglacial transition layers in Otavi Group, NW-Namibia
Paralleltitel (Deutsch)
Mineralogie-, Petrographie-, und Geochemie Studien von neoproterozoische "Sturtian" (750 Ma) und "Marinoan" (635 Ma) postglaziale Grenzelagen im Otavi-Gruppe, NW-Namibia
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
278 S. : Ill., graf. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Eugen Libowitzky ,
Michael Wagreich
Klassifikationen
AC Nummer
AC11803128
Utheses ID
28904
Studienkennzahl
UA | 791 | 426 | |