Die Entwicklungsgeschichte des lithosphärischen Erdmantels unterhalb archaischer Kratone: Ca-arme, harzburgitische Granate als Datenträger
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Subkalzische Granate sind die Träger der meisten inkompatiblen Elemente in cpx-freien Harzburgiten. Deshalb können einzelne Granatkörner aus Schwermineralkonzentraten als Äquivalente ihres jeweiligen Gesamtgesteins betrachtet und durch ihre Analyse die Spurenelement- und Isotopenchemie (Sm-Nd und Lu-Hf) ihres Muttergesteins bestimmt werden. Die geochemischen Daten zusammen enthalten Informationen zu den P,T-Bedingungen und dem Zeitpunkt des partiellen Schmelzens und von späteren metasomatischen Überprägungen. Granate von Roberts Victor ergaben ein 2.95 ± 0.06 Ga Lu/Hf Alter für das partielle Schmelzen eines primitiven Erdmantels bei niedrigen Drucken, die Residuen wurden anschließend subduziert. Andere Bereich des Roberts Victor Erdmantels wurden bereits vor 3.27 ± 0.15 Ga (Lu/Hf) metasomatisch überprägt ebenso wie der Erdmantel unterhalb der Lace Mine (Kaapvaal E-Block). Neben einem schon bekannten Anreicherungsalter von 2.62 ± 0.11 Ga konnten wir für den Mantel der FInsch Mine ein weiteres Metasomatosealter um 1.90 ± 0.19 Ga identifizieren. Eine Sm/Nd “errorchron” von Roberts Victor und Lace ergab ein Metasomatosealter von 867 ± 170 Ma. Dies kann mit der Akkretion des Namaqua-Natal Gürtels in Zusammenhang gebracht werden. Unsere geochemischen Daten unterstützen ein Modell, in dem ein passiv aufsteigender Erdmantel (ähnlich wie an mittelozeanischen Rücken) aufgeschmolzen und die Residuen später subduziert werden. Das Schmelzalter ist für den Erdmantel des E-Blocks unbekannt. Wir wissen jetzt nurt, dass er vor 3,3 Ga metasomatisch überprägt wurde und zu dem Zeitpunkt eine Erdkruste mit einem Alter von bis zu 3.7 Ga besaß. Eine Existenz des W-block ist bis 3.2 Ga nicht bekannt (älteste krustale Gesteine und Re-Verarmungsalter von Peridotiten). Ozeanische Lithosphere entstand zwischen dem E- und W-Block vor 2.95 Ga (Roberts Victor), die während der Kollision der beiden Blöcke vor 2.88 Ga unter den W-Block subduziert wurde. Das 2.62 Ga Metasomatoseereignis der Finsch-Harzburgite fällt mit dem Ventersdoorp Magmatism zusammen. Eine spätere Anreicherung in Finsch um 1.9 Ga ist wahrscheinlich mit dem Andocken des Kheis-Magondi Gürtels im Westen an den Kaapvaal Kraton verknüpft. Unsere Ergebnisse an den subkalzischen Granaten zeigen, dass sich die tektonomagmatische Evolution des Kaapvaal Kratons in multiplen Ereignissen im Erdmantel widerspiegeln.
