You are here: University of Vienna PHAIDRA Detail o:1631068
Title (eng)
Oriented acicular magnetite micro-inclusions in plagioclase from oceanic gabbro
Parallel title (deu)
Orientierte nadelförmige Magnetit-Mikroeinschlüsse in Plagioklas aus ozeanischem Gabbro
Author
Ge Bian
Adviser
Rainer Abart
Assessor
Falko Langenhorst
Assessor
Stefan Zaefferer
Abstract (deu)
Magnetit ist der wichtigste Träger der natürlichen remanenten Magnetisierung in Gesteinen. Orientierte nadel- und leistenförmige Magnetit-Mikroeinschlüsse werden häufig in Plagioklas aus ozeanischem Gabbro beobachtet, der am mittelatlantischen Rücken beprobt wurde. Die Bildungswege und Bildungstemperaturen dieser Einschlüsse sind für paläomagnetische Rekonstruktionen von Interesse. Systematische Form- und kristallografische Orientierungsbeziehungen (FOBs, KOBs) zwischen den Magnetit-Mikroeinschlüssen und dem Plagioklas-Wirtskristall wurden mit Hilfe optischer Mikroskopie, einschließlich Universaldrehtisch, und der auf der Rasterelektronenmikroskopie basierenden Beugung rückgestreuten Elektronen bestimmt. Es wurden zwei grundsätzliche Einschlusstypen unterschieden: der Flächennormal- und der PL[001]-Typ. Spezifische Orientierungsverteilungen von nadel- und leistenförmigen Magnetit-Mikroeinschlüssen in Plagioklas verursachen eine magnetische Anisotropie des magnetitführenden Plagioklases und beeinflussen den NRM-Vektor, der an Plagioklas-Einzelkörnern gemessen wird. Die Faktoren, welche die FOBs und KOBs kontrollieren, sind daher von Interesse. Ausgehend von petrographischen Evidenzen und Überlegungen zur Massenbilanz ist die Ausfällung aus Fe-haltigem Plagioklas unter reduzierenden Bedingungen bei über 600 °C der wahrscheinlichste Bildungsweg für die Einschlüsse vom Typ Flächennormal, diese weisen daher eine thermoremanente Magnetisierung auf. Einschlüsse vom Typ PL[001] sind sekundärer Natur und bilden sich wahrscheinlich bei niedrigeren Temperaturen. Um die Mechanismen zu verstehen, die den systematischen FOBs und KOBs zugrunde liegen, wurden Untersuchungen der Magnetit-Plagioklas-Grenzflächen auf atomarer Ebene mittels (Raster-)Transmissions-Elektronenmikroskopie durchgeführt. Die Längsrichtungen der nadel- und leistenförmigen Einschlüsse werden durch die Ausrichtung der Sauerstofflagen beider Phasen an der Grenzfläche gesteuert. Die Formen der Einschlüsse werden von den Sauerstoffuntergittern in beiden Kristallstrukturen beeinflusst. Die Orientierungen und Strukturen der Magnetit-Plagioklas-Grenzflächen wurden auf der Grundlage experimenteller Beobachtungen und geometrischer Rekonstruktionen analysiert, und es wurden mehrere Konfigurationen entschlüsselt. Die Grenzflächen können den Sauerstofflagen beider Phasen oder Gitterebenen mit niedrigem Index einer der beiden Phasen folgen, oder sie können dafür sorgen, dass die Gitterebenen beider Phasen an der Grenzfläche exakt zusammenstoßen. Aus Versetzungen und Stapelfehlern in der Nähe der Grenzflächen wurde abgeleitet, dass sie lokale Spannungen freisetzen, die durch mangelnde Gitterpassung verursacht werden.
Abstract (eng)
Magnetite is the most important carrier of natural remanent magnetization in rocks. Oriented needle- and lath shaped magnetite micro-inclusions are frequently observed in plagioclase from oceanic gabbro dredged at mid-Atlantic ridge. The formation pathways and temperatures of these inclusions are of interest for paleomagnetic reconstructions. Systematic shape and crystallographic orientation relationships (SORs, CORs) between the magnetite micro-inclusions and the plagioclase host have been discerned using optical microscopy including universal stage and scanning electron microscopy based electron backscattered diffraction. Two fundamental inclusion types are discerned: plane normal- and PL[001] type. Specific orientation distributions of needle- and lath shaped plagioclase hosted magnetite micro-inclusions cause bulk magnetic anisotropy of the magnetite bearing plagioclase and bias the NRM vector measured from plagioclase single grain. The factors controlling the SORs and CORs are thus important. Based on petrographic evidence and mass balance considerations, precipitation from Fe-bearing plagioclase under reducing conditions at above > 600°C is the most likely formation pathway of the plane normal type inclusions, which therefore carry thermoremanent magnetization. PL[001] type inclusions are of secondary nature and probably formed at lower temperature. To understand the mechanisms underlying the systematic SORs and CORs, atomic scale investigations of the magnetite-plagioclase interfaces were performed using (scanning) transmission electron microscopy. The elongation directions of needle- and lath shaped plane normal inclusions is controlled by the alignment of oxygen layers of both phases across the interface. Inclusion shapes are influenced by the oxygen sublattices in both crystal structures. The orientations and structures of magnetite-plagioclase interfaces were rationalized based on experimental observations and geometrical reconstructions, and several configurations were unraveled. The interfaces may follow oxygen layers of both phases or low index lattice plane of either phase or may ensure commensurate impingement lattice planes of both phases at the interface. Dislocations and stacking faults close to the interfaces have been inferred to release local stress caused by lack of lattice fit.
Keywords (deu)
Orientierte Magnetit-Mikroeinschlüsse in PlagioklasForm- und kristallografische Orientierungsbeziehungen(Raster-)Transmissions-ElektronenmikroskopieMagnetit-Plagioklas-Grenzflächen
Keywords (eng)
Oriented magnetite micro-inclusions in plagioclaseShape and crystallographic orientation relationships(Scanning) transmission electron microscopyMagnetite-plagioclase interfaces
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1631068
rdau:P60550 (deu)
xvi, 192 Seiten : Illustrationen
Number of pages
210
Members (1)
Title (eng)
Oriented acicular magnetite micro-inclusions in plagioclase from oceanic gabbro
Parallel title (deu)
Orientierte nadelförmige Magnetit-Mikroeinschlüsse in Plagioklas aus ozeanischem Gabbro
Author
Ge Bian
Abstract (deu)
Magnetit ist der wichtigste Träger der natürlichen remanenten Magnetisierung in Gesteinen. Orientierte nadel- und leistenförmige Magnetit-Mikroeinschlüsse werden häufig in Plagioklas aus ozeanischem Gabbro beobachtet, der am mittelatlantischen Rücken beprobt wurde. Die Bildungswege und Bildungstemperaturen dieser Einschlüsse sind für paläomagnetische Rekonstruktionen von Interesse. Systematische Form- und kristallografische Orientierungsbeziehungen (FOBs, KOBs) zwischen den Magnetit-Mikroeinschlüssen und dem Plagioklas-Wirtskristall wurden mit Hilfe optischer Mikroskopie, einschließlich Universaldrehtisch, und der auf der Rasterelektronenmikroskopie basierenden Beugung rückgestreuten Elektronen bestimmt. Es wurden zwei grundsätzliche Einschlusstypen unterschieden: der Flächennormal- und der PL[001]-Typ. Spezifische Orientierungsverteilungen von nadel- und leistenförmigen Magnetit-Mikroeinschlüssen in Plagioklas verursachen eine magnetische Anisotropie des magnetitführenden Plagioklases und beeinflussen den NRM-Vektor, der an Plagioklas-Einzelkörnern gemessen wird. Die Faktoren, welche die FOBs und KOBs kontrollieren, sind daher von Interesse. Ausgehend von petrographischen Evidenzen und Überlegungen zur Massenbilanz ist die Ausfällung aus Fe-haltigem Plagioklas unter reduzierenden Bedingungen bei über 600 °C der wahrscheinlichste Bildungsweg für die Einschlüsse vom Typ Flächennormal, diese weisen daher eine thermoremanente Magnetisierung auf. Einschlüsse vom Typ PL[001] sind sekundärer Natur und bilden sich wahrscheinlich bei niedrigeren Temperaturen. Um die Mechanismen zu verstehen, die den systematischen FOBs und KOBs zugrunde liegen, wurden Untersuchungen der Magnetit-Plagioklas-Grenzflächen auf atomarer Ebene mittels (Raster-)Transmissions-Elektronenmikroskopie durchgeführt. Die Längsrichtungen der nadel- und leistenförmigen Einschlüsse werden durch die Ausrichtung der Sauerstofflagen beider Phasen an der Grenzfläche gesteuert. Die Formen der Einschlüsse werden von den Sauerstoffuntergittern in beiden Kristallstrukturen beeinflusst. Die Orientierungen und Strukturen der Magnetit-Plagioklas-Grenzflächen wurden auf der Grundlage experimenteller Beobachtungen und geometrischer Rekonstruktionen analysiert, und es wurden mehrere Konfigurationen entschlüsselt. Die Grenzflächen können den Sauerstofflagen beider Phasen oder Gitterebenen mit niedrigem Index einer der beiden Phasen folgen, oder sie können dafür sorgen, dass die Gitterebenen beider Phasen an der Grenzfläche exakt zusammenstoßen. Aus Versetzungen und Stapelfehlern in der Nähe der Grenzflächen wurde abgeleitet, dass sie lokale Spannungen freisetzen, die durch mangelnde Gitterpassung verursacht werden.
Abstract (eng)
Magnetite is the most important carrier of natural remanent magnetization in rocks. Oriented needle- and lath shaped magnetite micro-inclusions are frequently observed in plagioclase from oceanic gabbro dredged at mid-Atlantic ridge. The formation pathways and temperatures of these inclusions are of interest for paleomagnetic reconstructions. Systematic shape and crystallographic orientation relationships (SORs, CORs) between the magnetite micro-inclusions and the plagioclase host have been discerned using optical microscopy including universal stage and scanning electron microscopy based electron backscattered diffraction. Two fundamental inclusion types are discerned: plane normal- and PL[001] type. Specific orientation distributions of needle- and lath shaped plagioclase hosted magnetite micro-inclusions cause bulk magnetic anisotropy of the magnetite bearing plagioclase and bias the NRM vector measured from plagioclase single grain. The factors controlling the SORs and CORs are thus important. Based on petrographic evidence and mass balance considerations, precipitation from Fe-bearing plagioclase under reducing conditions at above > 600°C is the most likely formation pathway of the plane normal type inclusions, which therefore carry thermoremanent magnetization. PL[001] type inclusions are of secondary nature and probably formed at lower temperature. To understand the mechanisms underlying the systematic SORs and CORs, atomic scale investigations of the magnetite-plagioclase interfaces were performed using (scanning) transmission electron microscopy. The elongation directions of needle- and lath shaped plane normal inclusions is controlled by the alignment of oxygen layers of both phases across the interface. Inclusion shapes are influenced by the oxygen sublattices in both crystal structures. The orientations and structures of magnetite-plagioclase interfaces were rationalized based on experimental observations and geometrical reconstructions, and several configurations were unraveled. The interfaces may follow oxygen layers of both phases or low index lattice plane of either phase or may ensure commensurate impingement lattice planes of both phases at the interface. Dislocations and stacking faults close to the interfaces have been inferred to release local stress caused by lack of lattice fit.
Keywords (deu)
Orientierte Magnetit-Mikroeinschlüsse in PlagioklasForm- und kristallografische Orientierungsbeziehungen(Raster-)Transmissions-ElektronenmikroskopieMagnetit-Plagioklas-Grenzflächen
Keywords (eng)
Oriented magnetite micro-inclusions in plagioclaseShape and crystallographic orientation relationships(Scanning) transmission electron microscopyMagnetite-plagioclase interfaces
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1660915
Number of pages
210