Eo-Oligozäne Abschiebungen in den Alpen: Orogennormale Reaktivierung eines Subduktionskanales oder orogenparalleler Kollaps nach Abriß ozeanischer Kruste?
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In Subduktionszonen taucht eine Erdplatte unter eine andere Erdplatte. In der Regel subduziert dabei ozeanische Kruste unter eine andere Platte. Wenn ein zwischen zwei Kontinenten liegender Ozean vollständig konsumiert ist, kollidieren die ihn begrenzenden Kontinente. Die abtauchende ozeanische Kruste zieht die an ihre hängende kontinentale Platte in Richtung Erdmantel. Die geringe Dichte der kontinentalen Kruste wirkt dem Abtauchen in den Erdmantel aber entgegen. Diese widerstrebenden Kräfte resultieren in der Regel im Abreißen der ozeanischen Kruste von der kontinentalen Kruste, dem slab breakoff. Aus diesen Erkenntnissen formuliert sich die Arbeitshypothese, dass bis zu einem slab breakoff kontinentale Kruste entlang des Subduktionskanales – einer Überschiebung – zunächst eine gewisse Strecke in den Mantel gezogen wird, nach dem slab breakoff aufgrund der geringen Dichte aber wieder aufsteigt und der Subduktionskanal - als Abschiebung - reaktiviert wird. Dieses Forschungsprojekt zielte darauf diese Hypothese in pre-Miozänen Strukturen der Alpen zu testen. Frühere Arbeiten lieferten Hinweise auf die Anwesenheit von Extensionsstrukturen im Bereich des ehemaligen Plattenkontaktes, deren Alter aber bislang nicht genauer bestimmt werden konnte. Dadurch konnte bislang keine klare zeitliche Korrelation mit dem slab break off des ehemaligen penninischen Ozeans vor etwa 35 Millionen Jahren hergestellt werden, wodurch auch die Prozesszusammenhänge nicht geklärt sind. Um klare zeitliche Beziehungen herzustellen, zielte das Projekt darauf mit drei bislang wenig verwendeten, innovativen geochronologischen Methoden Deformationsstrukturen direkt zu datieren: Der U-Pb Datierung von Karbonatmineralisationen, der 40Ar/39Ar Datierung von Fluideinschlüssen in Quarzmineralisationen und der 40Ar/39Ar in situ Datierung von K-haltigen Mineralen. Es ist leider festzustellen, dass - aus verschiedenen Gründen - keine der drei Methoden in dem Projektgebiet zu belastbaren Datierungsergebnissen führte. Um die Diversität an Proben zu erhöhen und methodische Erkenntnisse zu gewinnen wurde das Projektgebiet mit seiner inhaltlichen Fragestellung um weitere Proben aus dem Helvetikum, von der Glarusüberschiebung und auch dem Niederrheingraben und dem Rhodopenvorland ergänzt. Auch diese Analysen blieben erfolglos. Insbesondere problematisch - auch für die weitere Forschung - ist, dass auch aus diesem großen Probensatz (76 Proben U-Pb Karbonat; 15 Proben 40Ar/39Ar Fluideinschlüsse in Quartz) keine Hinweise erkannt wurden, wann die verwandten Methoden erfolgversprechend sind und wann nicht. In allen Fällen musste die gesamte, sehr zeitaufwendige Analytik vollständig durchgeführt werden, bis ein insignifikantes Ergebnis feststand. Die Datierung von Deformationsstrukturen, insbesondere von solchen, die bei niedrigen Temperaturen entstanden sind, bleibt eine Herausforderung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Boutique neutrons advance 40 Ar/ 39 Ar geochronology. Science Advances, 5(9).
Rutte, Daniel; Renne, Paul R.; Morrell, Jonathan; Qi, Liqiang; Ayllon, Mauricio; van Bibber, Karl; Wilson, Jonathan; Becker, Tim A.; Batchelder, Jon; Bernstein, Lee A.; Lebois, Mathieu; James, Jay; Chong, Su-Ann; Heriot, Will L.; Wallace, Max; Marcial, Angel; Johnson, Charles; Woolley, Graham & Adams, Parker A.
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An Exhumation Pulse From the Nascent Franciscan Subduction Zone (California, USA). Tectonics, 39(10).
Rutte, Daniel; Garber, Joshua; Kylander‐Clark, Andrew & Renne, Paul R.
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The Alichur Dome, South Pamir, Western India–Asia Collisional Zone: Detailing the Neogene Shakhdara–Alichur Syn‐collisional Gneiss‐Dome Complex and Connection to Lithospheric Processes. Tectonics, 39(1).
Worthington, James R.; Ratschbacher, Lothar; Stübner, Konstanze; Khan, Jahanzeb; Malz, Nicole; Schneider, Susanne; Kapp, Paul; Chapman, James B.; Stevens, Goddard Andrea; Brooks, Hanna L.; Lamadrid, Hector M.; Steele‐MacInnis, Matthew; Rutte, Daniel; Jonckheere, Raymond; Pfänder, Jörg; Hacker, Bradley R.; Oimahmadov, Ilhomjon & Gadoev, Mustafo
