Prozess-orientierte Untersuchung zur Akkretion und Krustenentwicklung von Kontinentalrand-Terranen am Beispiel der Appalachen Ostkanadas
Zusammenfassung der Projektergebnisse
1. Trotz der Heterogenität der chemischen Zusammensetzungen von Mineralen bei sehr niedrig- bis niedriggradiger Metamorphose eignen sich bei den besonderen kinetischen Bedingungen dieses Metamorphosegrades Pseudoschnitttechniken in idealer Weise zur Ermittlung von Druck-Temperatur-Bedingungen. Dies konnten wir in einem einfach überprägten Gebiet nochmals für niedrige Drücke testen und in einem mehrfach metamorph überprägten Gebiet zur quantitativen Unterscheidung dieser Überprägungsphasen verwenden. 2. In ähnlicher Weise sind bei sehr niedrig- bis niedriggradiger Metamorphose auch innerhalb von Einzelproben durch Laserablationstechnik gewonnene Ar/Ar-Punktalter sehr variabel, lassen sich aber mit lokalen heterogenen Metamorphosehöhepunkte bei einer Vielzahl von spätkollisionalen Deformationen eines klassischen Akkretionsorogens korrelieren. 3. Die erstmals im avalonischen Mira-Terrane mit 360-380 Ma datierte penetrative transpressive Deformation steht in unmittelbaren Zusammenhang mit der Schließung des Rheischen Ozeans östlich des kanadischen Festlandes, die damit in diesem Abschnitt auch erstmals indirekt datiert werden konnte. 4. Entlang der 300 km langen Sutur in Neufundland, an der der Iapetusozean zwischen Krusteneinheiten von Laurentia und Gondwana geschlossen wurde, konnte (1) ein vollständiger in die Horizontale gekippter Krustenabschnitt über die Sutur hinweg ermittelt werden, in dem erhaltene Maximaldrücke von 7 kbar eine ungewöhnlich geringe kollisionale Krustenverdickung anzeigen und (2) ein Krustenabschnitt, in dem zwischen tektonometamorpher niedriggradiger Überprägung bei niedrigen Drücken und erhöhtem geothermischen Gradienten bis auf wenige Relikte eine vollständige Überprägung im Verlauf einer späten postkollisionalen Vorlandstapelung erfolgte. 5. Hf Isotopensignaturen von detritischen Zirkonen von drei Mikroplatten zeigen deutlich Zeiten der Bildung juveniler Kruste sowie Mischungen von juveniler und magmatischer Kruste in kontinentalen magmatischen Bögen an. Diese sind vergleichbar mit der bekannten Krustenentwicklung in Teilen der jeweiligen Ursprungskontinente. Dadurch konnten paläokontinentale Rekonstruktionen besser als allein mit Altersspektren präzisiert werden. Hf Isotopensignaturen erlauben auch den Anteil von zugeführter juveniler und aufgearbeiteter Kruste in den magmatischen Bögen auf den drei untersuchten Mikroplatten in weitem Rahmen qualitativ aufzuzeigen. 6. Erstmals in Ostkanada von uns in Metamorphiten ermittelte obertriassische Zirkonspaltspurenalter stehen überraschenderweise in keinem Zusammenhang mit orogenen Bewegungen, sondern zeigen erneute Aufheizung bis auf niedriggradige Bedingungen an, ohne ArAr-Alter zu verändern, sowie schnelle Abkühlung bei Riftbewegungen unmittelbar vor der Öffnung des Zentralatlantiks. Vergleiche mit bekannten anderen thermochronologischen Daten zeigen wesentlich höhere geothermische Gradienten für das Riftereignis als bisher angenommen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2018) Tectonometamorphic evolution along the Iapetus suture zone in Newfoundland: Evidence for polyphase Salinic, Acadian and Neoacadian very low- to medium-grade metamorphism and deformation. Tectonophysics 742-743 137–167
Willner, A. P.; van Staal, C. R.; Zagorevski, A.; Glodny, J.; Romer, R. L.; Sudo, M.
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(2013) Origin and crustal evolution of the Avalonian microplate: evidence from a U-Pb and Lu-Hf isotope study of detrital zircon in Nova Scotia, Canada, and East Belgium. Journal of the Geological Society, London 170, 769–784
Willner, A.P., Gerdes, A., Massonne, H.-J., Barr, S.M. & White, C.E.
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(2013) Origin and crustal evolution of the Avalonian microplate: evidence from a U-Pb and Lu-Hf isotope study of detrital zircon in Nova Scotia, Canada, and East Belgium. Journal of the Geological Society, London 170, 769–784
Willner, A.P., Gerdes, A., Massonne, H.-J., Barr, S.M. & White, C.E.
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(2014) Crustal evolution of the Northeast Laurentian margin and the Peri-Gondwanan microcontinent Ganderia prior to and during closure of the Iapetus Ocean: Detrital Zircon U-Pb and Hf Isotope evidence from Newfoundland. Geoscience Canada 41, 345-361
Willner, A.P., Gerdes, A., Massonne, H.-J., van Staal, C.R. & Zagorevski, A.
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(2015) Crustal evolution of the Northeast Laurentian margin and the Peri-Gondwanan microcontinent Ganderia prior to and during closure of the Iapetus Ocean: Detrital Zircon U-Pb and Hf Isotope evidence from Newfoundland. In: Hibbard,J.P., Pollock, J.C., Murphy, J.B., Van Staal, C.R. & Greenough, J.D. (eds): Reeltime Geological Syntheses. Geoscience Canada Reprint Series 10, 291-310
Willner, A.P., Gerdes, A., Massonne, H.-J., van Staal, C.R. & Zagorevski, A.
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(2015) Effects of fluid flow, cooling and deformation as recorded by 40Ar/39Ar, Rb-Sr, and zircon fission track ages in very low- to low-grade metamorphic rocks in Avalonian SE Cape Breton Island (Nova Scotia, Canada). Geological Magazine 152, 767-787
Willner, A.P., Barr, S.M., Glodny, J., Massonne, H.-J., Sudo, M., Thomson, S.N., van Staal, C.R. & White, C.E.
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(2019): Zircon fission-track ages from Newfoundland-A proxy for high geothermal gradients and exhumation before opening of the Central Atlantic Ocean. In: Terra Nova 31 (1), S. 1–10. DOI: 10.1111/ter.12361
Willner, A.P., Thomson, S.N., Glodny, J., Massonne, H.-J. Romer, R.L, van Staal, C.R. & Zagorevski, A.
