Die Entwicklung der Kruste Europas - U-Pb, Pb, Hf, and O Isotopiesystematik von detritischem Zirkon, Rutil und K-Feldspat aus den Sedimenten großer europäischer Flüsse
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Große Flusssysteme entwässern große, geotektonisch komplexe Kontinentflächen. Man nimmt an, dass Flusssedimente die Zusammensetzung der drainierten kontinentalen Kruste widerspiegeln und somit die Charakterisierung der Kruste erlauben. Die Datierung von magmatischen, metamorphen und detritischen Zirkonen in Verbindung mit der Verwendung von O- und Lu-Hf-Isotopen erlaubt, das Krustenwachstum und die Entwicklung der kontinentalen Kruste zu analysieren. Allerdings können Variationen in der Zirkonfertilität der Ursprungsgesteine und sedimentäre Effekte die Repräsentativität der U-Pb-Altersverteilungen von detritischen Zirkonen einschränken. Daher bleibt die Interpretation der Krustenentwicklung auf Basis globaler U-Pb-Zirkon-Altersdaten uneindeutig. Wir untersuchten fluviale Sande aus 15 großen Flüssen in Europa, die einen Großteil des westlichen Teils des Kontinents entwässern. Wir zeigen, dass detritische Zirkone dieser Flüsse die wesentlichen geologischen Ereignisse im kontinentaler Massstab, jedoch nicht auf der Ebene der einzelnen Flußeinzugsgebiete widerspiegeln. Die variszische Orogenese, die größte Episode des Krustenrecyclings in Europa, ist in allen Flüssen durch detritische Zirkone mit Altern von 370-270 Ma vertreten, gefolgt von alpidisch (40-25 Ma), post-alpidisch (10-0,2 Ma), kaledonisch (490-400 Ma) und avalonischkadomisch (650-540 Ma). Alter von 1170-930 Ma und 1700-1400 Ma sind aus Skandinavien herzuleiten, während 2900-2500 Ma und ca. 1850 Ma Zirkone aus Osteuropa stammen. Jeder Versuch, das Krustenwachstum anhand von detritischen Zirkonen zu quantifizieren, ist mit Vorsicht zu genießen. Detritische Zirkonpopulationen sind quantitativ nicht repräsentativ für das Einzugsgebiet. Dies ist in erster Linie auf das Recycling und die variable Zirkonfertilität der Ausgangsgesteine zurückzuführen, die die Zirkonüberlieferung in Europa und wahrscheinlich auch weltweit erheblich beeinflussen. O- und Lu-Hf-Isotopen in detritischen Zirkonen zeigen, dass die Krustenbildung im Neo- und Mesoproterozoikum ihren Höhepunkt erreichte. Diese Zirkonpopulationen können jedoch auch sekundär von postorogener Tektonik beeinflusst sein. Wir analysierten weitere Schwerminerale, die weniger stabil im Recycling sind (z. B. Titanit und Apatit) und solche, die in Gesteinen mit geringer Zirkonfertilität vorkommen (z. B. metamorphe und mafische Gesteine, Titanit und Rutil). Es zeigt sich, dass auch die U-Pb-Altersverteilungen von detritischen Rutilen durch Recycling beeinflusst werden. Für die variszische Orogenese zeichnen Rutile auch frühere Ereignisse auf als Zirkon. Titanit, ein Mineral, das größtenteils aus dem ersten Erosionszyklus stammt, spiegelt am besten das Alpidische Orogen wider, ein Ereignis, das in den Zirkon- und Rutildaten nahezu unsichtbar ist. Die Datierung von detritischen Apatiten in Kombination mit Analyse ihrer Spurenelemente erlaubt die Unterscheidung verschiedener geologischer Prozesse, insbesondere innerhalb der variszischen Orogenese.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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The European continental crust through detrital minerals. Goldschmidt2021 abstracts. European Association of Geochemistry.
Castillo, Paula; Bahlburg, Heinrich; Berndt, Jasper; Chew, David & Fanning, Mark
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Detrital zircons from European modern rivers: Testing representativity of detrital zircon U-Pb geochronology. 5th Workshop of the Working Group on Sediment Generation (WGSG), Milan, abstracts.
Castillo, P., Bahlburg, H., Fernandez, Fanning, M. R. & Berndt, J.
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THE EUROPEAN CONTINENTAL CRUST AS RECORDED BY U-PB, LU-HF, AND O ISOTOPES IN DETRITAL ZIRCONS FROM MODERN RIVERS. Geological Society of America Abstracts with Programs. Geological Society of America.
Bahlburg, Heinrich; Castillo, Paula; Fernandez, Rodrigo; Fanning, C. Mark & Berndt, Jasper
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The European continental crust through detrital zircons from modern rivers: Testing representativity of detrital zircon U-Pb geochronology. Earth-Science Reviews, 232, 104145.
Castillo, Paula; Bahlburg, Heinrich; Fernandez, Rodrigo; Fanning, C. Mark & Berndt, Jasper
