Metamorphe Entwicklung und tektonische Bedeutung hochdruck-metamorpher Gesteine im Paläoproterozoikum: das Nagssugtoqidian Orogen, Südost Grönland.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Annika Dziggel; Privatdozent Dr. Sven Sindern
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239661242

• Erstellungsjahr: 2017

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In diesem Projekt wurde die Druck-Temperatur-Zeit-Deformations Entwicklung hochdruckmetamorpher Gesteine des Paläoproterozoischen Nagssugtoqidian Orogens in Südost Grönland untersucht. Die Hauptziele dieses Projektes waren, 1) die PT-Bedingungen der Hochdruck-Metamorphose sowie die metamorphe Entwicklung zu quantifizieren, 2) das Alter der Hochdruck-Metamorphose und der anschließenden Exhumierung zu bestimmen, und 3) zu untersuchen, welche tektonischen Mechanismen für die Heraushebung verantwortlich sind. Untersucht wurden verschiedene Gesteinstypen wie Granat-Pyroxenit, retrograd überprägter Eklogit, Amphibolit und Granat-Disthen Schiefer des Kuummiut Terrans. Der Granat-Pyroxenit hat eine Mineralparagenese von Granat, Klinopyroxen, Orthopyroxen und Hornblende, während der Granat-Amphibolit und Granat-Disthen Schiefer Granat, Hornblende, Plagioklas und Quarz bzw. Granat, Disthen, Biotit und Quarz enthalten. Relikte und pseudomorph verdrängte eklogitfazielle Mineralparagenesen kommen lokal in basischen metavulkanischen Gesteinen und in Paläoproterozoischen basischen Gängen vor. Omphazit wurde im Kern größerer Klinopyroxene und als Einschluss in Granat und Hornblende in einer Na-reichen Probe identifiziert. Pseudoschnitt-Modellierungen und konventionelle Geothermobarometrie zeigen eine PT-Entwicklung im Uhrzeigersinn, mit eklogitfaziellen Bedingungen von17-19 kbar und 740-810°C, gefolgt von isothermaler Dekompression unter granulitfaziellen Bedingungen (13.8-15.4 kbar, 760-880°C) und anschließender Dekompression und leichter Abkühlung in der Hochdruck-Amphibolitfazies (8.8-10.9 kbar, 660-840°C). Diese Daten zeigen, dass die Gesteine des Kuummiut Terrans von einer Tiefe von 70 km auf 30 km in die untere und mittlere Kruste exhumiert wurden. Der PT-Pfad deutet auf eine schnelle und tektonisch-kontrollierte Exhumierung hin, im Einklang mit der Anlage von D1 Gefügen während einer ENE-vergenten Überschiebungstektonik. Zudem zeigen U-Pb Alter von metamorphem Zirkon, Monazit und Titanit, dass die Exhumierung in einem kurzen Zeitraum um 1890-1880 Ma stattfand. Dies deutet darauf hin, dass die Heraushebung der Hochdruck-Gesteine im Nagssugtoqidian Orogen auf eine Krustenstapelung zurückzuführen ist. Die nachfolgende tektonische und thermische Entwicklung des Kuummiut Terrans war durch eine Kombination von tektonischen und erosiven Prozessen zwischen 1850 und 1617 Ma dominiert, belegt durch eine langanhaltende Phase langsamer Abkühlung mit nur geringer Dekompression.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2014) Metamorphic evolution of mafic dykes in the Nagssugtoqidian Orogen, South East Greenland. In: Stensgaard, B.M. (Ed.) South- East Greenland Mineral Endowment Task (SEGMENT): 2014 Workshop Abstract Volume and Status Primo-2014. Geological Survey of Denmark and Greenland Report, 2014/79, 50-53
  Müller, S., Dziggel, A., Kolb, J.
  
• (2015) Metamorphic evolution of relict eclogite facies rocks in the Nagssugtoqidian Orogen, South East Greenland. Goldschmidt Abstracts, p. 867
  Müller, S., Dziggel, A., Kolb, J.
  
• Metamorphic evolution of relict eclogite facies rocks in the Nagssugtoqidian Orogen, South East Greenland. North Atlantic Craton Conference, Edinburgh, Program and Abstract Volume, p. 26
  Müller, S., Dziggel, A., Kolb, J.
  
• Paleoproterozoic tectono-metamorphic evolution. In: Kolb, J., Stensgaard, B.M., Kokfelt, T.F. (Eds.) Geology and mineral potential of South-East Greenland. Geological Survey of Denmark and Greenland Report, 2016/38, 72-74
  Kolb, J., Dziggel, A., Müller, S., Bagas, L.
  
• Petrology, geochemistry and fluid inclusion analysis of altered komatiites of the Mendon Formation in the Barb4 drill core, Barberton greenstone belt, South Africa. South African Journal of Geology, Vol. 119. 2016, Issue 4, pp. 639-654.
  Farber, K., Dziggel, A., Meyer, F.M., Harris, C.
  
• Age and temperature-time evolution of retrogressed eclogite-facies rocks in the Nagssugtoqidian Orogen, South-East Greenland: constrained from U-Pb dating of zircon, monazite, titanite and rutile. Precambrian Research, Vol. 314. 2018, pp. 468-486.
  Müller, S., Dziggel, A., Sindern S., Kokfelt, T.F., Gerdes, A., Kolb, J.
  
• Mineral textural evolution and PT-path of relict eclogite-facies rocks in the Paleoproterozoic Nagssugtoqidian Orogen, Southeast Greenland. Lithos, Vol. 296–299. 2018, pp. 212-232.
  Müller, S., Dziggel, A., Kolb, J., Sindern, S.
  
• Summary of the 2014 fieldwork carried out in the Kuummiut Terrane of the Paleoproterozoic Nagssugtoqidian Orogen, South-East Greenland. Geological Survey of Denmark and Greenland, Report, 2018/10, 38 pp.
  Dziggel, A., Müller, S.