Vanuatu, 2013 – FS Sonne – Ausfahrt SO-229

Das Forschungsprojekt „COVOLVE“ – Projektzusammenfassung

Der südliche Neue Hebriden Inselbogen wird seit ca. 3 Ma geriftet, so daß drei vulkanische und hydrothermal aktive Riftbecken im Coriolis Becken entstanden sind. Weltweit einzigartig ist das Auftreten von alkalinen Inselbogenmagmen mit Anreicherungen an Nb und Ta im Vergleich zu den stark verarmten Inselbogenmagmen an anderen Lokalitäten, sowie  das Auftreten unterschiedlicher Magmenquellen deren Verteilung und Bildung unklar ist. Die Bedeutung und Herkunft alkaliner Magmen für metallogenetische Prozesse in jungen Inselbögen ist bisher ungeklärt. Ein Beispiel findet sich bisher lediglich im Tabar-Lihir-Tanga-Feni Inselbogen in Papua Neuguinea, wo eine Fraktionierung hochvolatiler Elemente und eine der reichsten Goldlager­stätten auftritt. Eine detaillierte stratigraphische Beprobung der aktiven Vulkane im südlichen Inselbogen und im Backarc ermöglichen daher einmalige Möglichkeiten zur Bestimmung der Magmenquellen und des Mantelflusses in den letzten 6 Ma. Drei Vorkommen von hydrothermalen Quellen bzw. Präzipitaten wurden im Inselbogen der Neuen Hebriden bisher beschrieben, aber nicht detailliert untersucht. Im Rahmen dieses Projektes sollen mit dem ROV (Remotely Operated Vehicle) Kiel 6000 die hydrothermalen Quellen untersucht und beprobt werden, um die Zusammensetzung der Fluide, der Präzipitate und der Faunen zu bestimmen. Die Magmen des Inselbogens enthalten sehr viel Schwefel und haben eine ungewöhnliche Zusammensetzung, die vermutlich auch Auswirkungen auf die hydrothermalen Prozesse hat.

Mit dem ROV sollen die zeitliche und chemische Variabilität zwischen Magmengenese, Vulka­nismus und Hydrothermalismus an submarinen Calderen im Coriolis Becken untersucht werden. Von Bedeutung sind Fragen der lithologischen Kontrolle durch volatilreiche, alkaline Magmen und Einflüsse vulkanischer Entwicklung auf metallogenetische Prozesse sowie der Fluiddynamik und –entwicklung. Die Auswirkung unterschiedlicher Wassertiefen auf die Entgasungs­prozesse und Zusammensetzung hydrothermaler Fluide steht dabei im Vordergrund. Ein weiterer Schwer­punkt liegt in der Untersuchung der Variabilität magmatischer Differenziation (trachybasaltisch-trachyandesitisch-dazitisch) entlang kurzer Inselbogenabschnitte und Rückkopplung auf Metallfraktionierung und hydrothermale Aktivität.

 

Publicationen SO229

  1. Anderson, M.O., Hannington, M.D., Haase, K.M., Schwarz-Schampera, U., Augustin, N., and McConachy, T.F., 2016. Tectonic focusing of voluminous basaltic eruptions in magma-deficient backarc rifts. Earth and Planetary Science Letters 440, 43-55.
  2. Lima, S.M., Haase, K.M., Beier, C., Regelous, M., Brandl, P.A., Hauff, F., Krumm, S., 2017. Magmatic evolution and source variations at the Nifonea Ridge (New Hebrides Island Arc). Journal of Petrology 58, 473-494. doi: 1093/petrology/egx023.
  3. Schmidt, K., Garbe-Schönberg, D., Hannington, M.D., Anderson, M.O., Bühring, B., Haase, K., Haruel, C., Lupton, J.E., Koschinsky, A., 2017. Boiling vapour-type fluids from the Nifonea vent field (New Hebrides Back-Arc, Vanuatu, SW Pacific): Geochemistry of an early-stage, post-eruptive hydrothermal system. Geochimica et Cosmochimica Acta 207, 185-209. Doi: 10.1016/j.gca.2017.03.016.1016/j.gca.2017.03.016
  4. Beier, C., Brandl, P.A., Lima, S.M., and Haase, K.M., 2018. Tectonic control on the genesis of magmas in the New Hebrides arc (Vanuatu). Lithos 312-313, 290-307. Doi: 1016/j.lithos.2018.05.011.
  5. Nasemann, P., Gault-Ringold, M., Stirling, C.H., Koschinsky, A., and Sander, S.G., 2018. Processes affecting the isotopic composition of dissolved iron in hydrothermal plumes: A case study from the Vanuatu back-arc. Chemical Geology 476, 70-84. Doi: 10.1016/h.chemgeo.2017.11.005.
  6. Wilckens, F.K., Reeves, E.P., Bach, W., Meixner, A., Seewald, J.S., Koschinsky, A., Kasemann, S.A., 2018. The influence of magmatic fluids and phase separation on B systematics in submarine hydrothermal vent fluids from back-arc basins.Geochimica et Cosmochimica Acta, 232, 140 -162, doi: 10.1016/j.gca.2018.04.023.
  7. Haase, K.M., Gress, M.U., Lima, S.M., Regelous, M.,Beier, C., Romer, R.L., and Bellon, H., 2020. Evolution of magmatism in the New Hebrides Island Arc and in initial back-arc rifting, SW Pacific. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 21, e2020GC008946, doi: 10.1029/2020GC008946.

  8. Keith, M., Haase, K.M., Häckel, F., Schwarz-Schampera, U., Klemd, R., Hannington, M., Strauss, H., McConachy, T., and Anderson, M., 2021. Trace element fractionation and precipitation in submarine back-arc hydrothermal systems, Nifonea caldera, New Hebrides subduction zone. Ore Geology Reviews 135, 104211, doi: 10.1016/j.oregeorev.2021.104211.

 

 


 Expedition SO-229 VANUATU (26.06.-26.07.2013)

 

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Übersicht der plattentektonischen Situation in südwestlichen Pazifik nach DeMets et al. (1994) und dem PLATES Projekt (2006).

Die wissenschaftliche Crew und die Tauchroboter-Operatoren von SO-229

 

Eckdaten

  • ca. 1,1 Mio. € Fördermittel, bereitgestellt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • 32 Tage auf See mit dem deutschen Forschungsschiff SONNE von Townsville (AUS) zum Arbeitsgebiet östlich von Vanuatu (Coriolis Troughs) und zurück nach Nouméa (F)
  • Eingesetzte Geräte: Tiefseeroboter Kiel 6000, TV-Greifer, Vulkanitstoßrohr, CTD, MAPR
  • Kooperationen: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR, Dr. U. Schwarz-Schampera), Jacobs Universität Bremen (Prof. Dr. A. Koschinsky), Christian-Albrechts-Universität Kiel (Dr. C.-D. Garbe-Schönberg), Universität Ottawa (Prof. Dr. M. Hannington), Nautilus Minerals (Australien)
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Fahrtteilnehmer aus Erlangen

Prof. Dr. Karsten Haase

Dr. Christoph Beier

Dr. Philipp A. Brandl

Fabian Kemner

Michael Greß