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Mineralogical characterisation of a black smoker from the "Vienna woods" hydrothermal field, Manus Basin, Papua New Guinea - complex sulphide ores from a deep-sea hydrothermal system
Simon Steger
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Lutz Nasdala
DOI
10.25365/thesis.37407
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29183.67427.241269-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit untersucht und charakterisiert neben den mineralogischen Phasenbeziehungen auch die chemische Zusammensetzung eines „schwarzen Raucher“ Stückes vom Hydrothermalfeld „Wienerwald“. Das beprobte Exemplar wurde während der Forschungsreise „OLGA II“ von Werner Tufar 1990 geborgen. Im Rahmen seines goldenen Doktorates, stiftete Prof. Tufar das Stück dem Institut für Mineralogie und Kristallographie der Universität Wien. Messungen an Pulverproben, Erzschliffen und unpräparierten Gesteinsproben charakterisieren die mineralogische Zusammensetzung umfangreich. Anhand der bildlichen Dokumentation sind Mineralassoziationen bei unterschiedlichem Maßstab definierbar. Neben der Auflichtmikroskopie an polierten Erzschliffen wurden auch Aufnahmen von unpräparierten Proben am Rasterelektronenmikroskop durchgeführt. Außerdem konnten mittels Pulverdiffraktometrie die Hauptphasen identifiziert werden. Neben den häufigen Sulfiden (Pyrit, Markasit, Sphalerit, Wurtzit) treten auch Sulfate (Anhydrit, Gips, Baryt, Gordait) in erhöhten Mengen auf. Mit ortsaufgelösten, Raman spektroskopischen Messungen an Erzschliffen und unpräparierten Gesteinsproben sind polymorphe Minerale (z.B. Pyrit und Markasit; FeS2) in-situ unterscheidbar. Außerdem können kleine Mineralaggregate gemessen werden. Seltene Minerale wie Jôkokuite, Goslarit und Metavoltin wurden durch Raman spektroskopische Messungen entdeckt. Die Bestimmung der Haupt-, Neben- und Spurenelemente zeigt eindrucksvoll die Heterogenitäten der unterschiedlichen Proben. Außerdem sind die Edelmetalle Silber (bis zu 518 ppm) und Gold (bis zu 15 ppm) in einigen Proben stark angereichert. Allerdings konnten keine gediegenen Goldeinschlüsse mittels Auflichtmikroskopie gefunden werden. Die angewandte Mischung aus Bulk- und in-situ Analysen, in Kombination mit einer detaillierten, bildlichen Dokumentation zeigt die Diversität der Mineralassoziationen und vermittelt den Eindruck von starken geochemischen Heterogenitäten in hydrothermalen Systemen am Ozeanboden.
Abstract
(Englisch)
This thesis summarises results of a MSc research that has addressed the examination and characterisation of the mineralogical relationships and chemical composition of a black smoker specimen origination from the “Vienna Woods” hydrothermal field. The specimen was sampled by Werner Tufar in 1990 during the OLGA II research cruise; it was donated by him to the mineral collection of the Institute of Mineralogy and Crystallography in 2013. Investigations on powders, polished sections and unprepared rock samples characterise the composition mineralogically in the most comprehensive way. A stepwise, pictorial documentation gives an excellent overview of mineral associations at different scales. Reflected light images show phase relationships and growth cycles between ore minerals such as pyrite, marcasite, sphalerite, wurtzite and chalcopyrite. By using detailed scanning electron microscopic (SEM)-studies, different phases and crystal forms of ores, gangue material and secondary minerals are discriminated. Moreover the bulk composition was measured by X-ray powder diffraction that confirmed pyrite, marcasite, sphalerite, wurtzite, chalcopyrite and galena as the most abundant sulphides. Sulphate minerals like gordaite, barite, anhydrite and gypsum occur as main phases in some samples. Raman spectroscopic measurements of both thick couples and unprepared rock samples were used to discriminate intergrowth of polymorphic minerals (e.g. pyrite and marcasite; FeS2) and characterise different growth relationships of mineral associations. Rare sulphate minerals like jôkokuite, goslarite or metavoltine were detected by fingerprinting Raman spectroscopic measurements. Chemical analysis of major, minor and trace elements point out the heterogeneities of the different samples impressively. Special attention was paid on precious metals gold (up to 15 ppm) and silver (up to 518 ppm), due to their increased abundance. However no native gold inclusions are visible in reflected light. The applied mixture of both bulk and in-situ analysis in combination with detailed pictorial documentation shows the diversity of mineral assemblages and gives an impression of the strong geochemical heterogeneities in seafloor hydrothermal systems.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Black smoker sulphide ores hydrothermal system Manus Basin Vienna Woods Raman spectroscopy
Schlagwörter
(Deutsch)
Schwarzer Raucher Erzminerale Sulfide Manus Becken Wienerwald Raman Spektroskopie
Autor*innen
Simon Steger
Haupttitel (Englisch)
Mineralogical characterisation of a black smoker from the "Vienna woods" hydrothermal field, Manus Basin, Papua New Guinea - complex sulphide ores from a deep-sea hydrothermal system
Paralleltitel (Deutsch)
Mineralogische Charakterisierung eines Schwarzen Rauchers vom Hydrothermalfeld Wienerwald, Papua-Neuguinea, Westpazifik
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
50 S. : Ill.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Lutz Nasdala
Klassifikationen
AC Nummer
AC12655049
Utheses ID
33147
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |