Impaktkivimite sekundaarne muutumine hüdrotermaalsetes ja diageneesi-murenemise protsessides: Ries’i meteoriidikraater, Saksamaa

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone.Lõuna-Saksamaal paiknev ligikaudu 24-kilomeetrise läbimõõduga Reis’i meteoriidikraater (14,3–14,5 Ma) on üks paremini säilinud impaktstruktuure, olles heaks mudelstruktuuriks impakti järgsete protsesside uurimisel. Riesi kraater on ühtlasi ka üks esimesi impaktstruktuure, kus on kirjeldatud ja oletatud impakt-indutseeritud hüdrotermaalset mineralisatsiooni. Hüdrotermaalset muutust on seostatud ennekõike süeviitse kompleksiga ning on kirjeldatud detailsemalt Newsom et al. (1986), Osinski (2003,2004) ja Osinski et al (2004) töödes. Kraatrit täitvate süeviitide hüdrotermaalseid muutuseid/ilminguid iseloomustab sekundaarne savimineralisatsioon ja teoliidistumine, millega kaasneb varajane K-metasomatism koos albitiseerumise ning kloritiseerumise ilmingutega temperatuuridel ~200–300°C (Osinski 2005). Samas pole pindmiste süeviitide hüdrotermaalne mineralisatsioon nii selgelt märgatav/eristatav ning seda on seostatud impaktklaasi muutumisel tekkima hakanud montmorilloniidi tüüpi savifaasiga (Newsom et al 1986), mille alusel on hinnatud pindmiste süeviitide muutumistemperatuuriks < 130 °C. Antud uurimuse mineraloogilised, geokeemilised ja stabiilsete isotoopide analüüsid näitavad, et hüdrotermaalsete protsesside mõju Riesi meteoriidikraatri pindmiste süeviitide muutumisele praktiliselt puudub või ei ole eristatav ning valdav süeviitide muutumine toimub pindmisel murenemisel, madala pH (5–7) ja ioonkontsentratsiooniga (nt sademete vesi) veelises keskkonnas. Erinevalt pindmistest süeviitidest iseloomustavad kraatrit täitvate süeviitide hüdrotermaalseid muutuseid/ilminguid sekundaarne savimineralisatsioon ja tseoliidistumine ning satabiilsete isotoopide uuringud näitavad, et võrreldes pindmiste süeviitidega on nende muutumine toimunud kõrgematemperatuurilises (~100 °C) fluidis, mille pH varieerus >7–8 ning mis võis olla kõrgenenud ioonkontsentratsiooniga. Selline fluidikoostis tõendab sisemiste süeviitide muutumisel tekkinud savimineraalide hüdrotermaalset päritolu anioonhüdrolüütiliselt neutraliseeritud ja lahustuvate komponentide suhtes rikastunud fluidist.The 24-km diameter Ries crater, in Germany, is one of the best-preserved terrestrial complex impact structures; providing a good opportunity to study the evolution of the post-impact cooling in impact craters. The mineralogical, geochemical and stable isotope studies of the surficial and crater- fill suevites from the Ries crater has provided additional constraints on the mineralogical alteration of the Ries impactites and on the origin and evolution of the (geothermal) fluids that were involved in the formation of alteration mineralogy. Previous studies (Newsom et al., 1986; Osinski, 2005) have proposed that the Ries crater suevites have been altered by post-impact aqueous and hydrothermal fluids. Based on mineralogical grounds Newsom et al. (1986) suggested that the surficial suevite was altered at temperatures < 130 °C, and Osinski suggested that the crater-fill suevite was altered at temperatures from 200 – 300 °C. Our mineralogical, geochemical and stable isotope studies suggests that the alteration in surficial suevites is driven mainly by ambient low-temperature weathering, rather than hydrothermal processes and the alteration occured at lower pH and in slightly acidic environment (percolation of meteoric water), showing that the smectite in surficial suevites precipitated in equilibrium with meteoritic fluids. However, alteration in crater filling sequence occurred in the presence of meteoric water-dominated fluid circulation at higher temperatures (40 to 110 °C) than the surficial suevites, but possibly within a normal thermal gradient. The modeled δ11B composition of crater-fill suevites, on the other hand, indicate that the alteration in the crater-fill suevites took place at elevated pH (>8–9). The elevated pH of the alteration fluids in crater filling suevites is possibly related to the effective removal of the available H+ ions in hydrothermal fluid (evolved meteoric water) through anion hydrolysis of impact glass and primary silicates