Tektonische Szenarien kontinentaler Subduktion - Test von Hypothesen und Entwicklung von Kriterien

• Antragsteller: Professor Dr. Nikolaus Froitzheim
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 248980730

Die Initiierung von Subduktion und die Subduktion kontinentaler Kruste sind zwei unvollständig verstandene Prozesse der globalen Tektonik. Dieses Projekt soll drei alternative Hypothesen (intrakontinentale Subduktion, Kontinenkollision und tektonische Erosion) testen und Kriterien entwickeln, wie zwischen ihnen unterschieden werden kann.In den meisten Fällen, wo kontinentale Kruste subduziert worden ist, geschah dies nach der Subduktion ozeanischer Lithosphäre, wenn ein Kontinentalrand in die Subduktionszone eintrat. In manchen Fällen ist vorgeschlagen worden, dass kontinentale Subduktion innerhalb der kontinentalen Lithosphäre begann, ausgelöst durch kompressive Spannung, die auf präexistente Schwächezonen einwirkte, oder durch Dichte-Heterogenitäten. Intrakontinentale Subduktion ist auch für den eoalpinen (kreidezeitlichen) Hochdruckgürtel der Ostalpen vorgeschlagen worden, einen eklogitführenden Deckenkomplex, der über eine Distanz von 400 km in Österreich, Italien und Slowenien ansteht, aufgrund des anscheinenden Fehlens von ozeanischer Kruste und des relativ hohen geothermischen Gradienten in der Subduktionszone. Andere Autoren haben den Hochdruckgürtel als das Ergebnis von Kontinentkollision nach der Subduktion eines schmalen Ozeanbeckens oder von tektonischer Erosion angesehen, dem Einschleppen von Gesteinen der oberen Platte in die Subduktionszone. Diese drei Modelle sind testbare Arbeitshypothesen für unser Projekt. Um sie zu testen und Kriterien zu ihrer Unterscheidung zu entwickeln, werden wir (1) Protolithe subduzierter Gesteine mittels LA-ICPMS an Zirkon datieren und sie geochemisch charakterisieren, wodurch zwischen kontinentaler und ozeanischer Kruste unterschieden werden kann; (2) die Druck-Temperaturentwicklung der Eklogite mittels Mikrosondenanalytik und thermodynamischer Modellierung rekonstruieren; (3) ihre prograde Metamorphose mittels Lu/Hf-Geochronologie datieren, sodass eine größere Präzision der Alterseinstufung erreicht wird und klar wird, ob der Hochdruckgürtel in einem Stück oder in mehreren Stücken subduziert wurde; (4) die Kinematik von Scherzonen studieren, die die Hochdruckgesteine begrenzen, sodass ihre Platznahme nach der Hochdruckmetamorphose besser verstanden wird. Dieses Projekt stützt sich auf unsere langjährige Zusammenarbeit mit der Kölner Isotopengeochemie-Gruppe und den Methoden, die wir in dieser Zusammenarbeit etabliert haben, mit denen die strukturelle und Druck-Temperaturgeschichte von Hochdruckgesteinen mit der derzeit höchsten möglichen Präzision erfasst werden kann. Wir verwenden das Feldbeispiel aus den Alpen aufgrund der konkurrenzlosen Dichte an strukturellen, petrologischen und geochronologischen Daten, die für dieses Gebiet vorliegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Thorsten Nagel