Numerical simulation of magma ascent by dykes and crust formation at spreading centres

Abstract

Mittelozeanische Rücken finden sich in allen größeren Ozeanbecken der Erde. Sie besitzen die weltweit höchste Produktionsrate an Extrusiv- und Intrusivgesteinen. Bildung ozeanischer Kruste und Vulkanismus an divergenten Plattengrenzen sind fundamentale Prozesse, deren Grundverständnis wichtig ist. Magmatische Dykes bauen einen Großteil ozeanischer Kruste auf. Ihr Vorkommen ist besonders augenfällig im sogenannten Sheeted-Dyke-Komplex der oberen Kruste. In dieser Arbeit wird die Wechselwirkung zwischen Magmakammern und Dykes aufgrund von Spannungsfeldern untersucht. Die Ergebnisse werden zur Analyse ozeanischer Krustenbildung im allgemeinen und des Sheeted-Dyke-Komplexes im besonderen benutzt. Da nur wenig Daten über die Geologie mittelozeanischer Rücken und den Verlauf magmatischer Prozesse verfügbar sind und analytische Modelle zumeist an der Berücksichtigung inhomogener Medien und heterogener Spannungsfelder scheitern, stellen numerische Modelle ein wichtiges Werkzeug zur weiteren Erforschung dieser Abläufe dar. Um den Aufstieg von Dykes als Fortbewegung fluidgefüllter Risse zu berechnen, wurde eine Randelementmethode verwendet. Modelle für den Magmaaufstieg im Mantel müssen sowohl die hohen Transportgeschwindigkeiten als auch die Trennung von Schmelze und Mantelgestein zur Verhinderung chemischer Ausgleichsreaktionen und die Fokussierung des Magmas von der breiten Schmelzzone in der Tiefe zur schmalen Austrittszone an der Rückenachse leisten...