Geochronologische und geochemische Untersuchungen an Hochdruck- und ihrer Rahmengesteine des Odenwald-Spessart- und Erzgebirgekristallins, Variziden

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Michael Will, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443033070

Der Schwerpunkt dieses Projekts liegt auf der Bestimmung der Alter metamorpher und magmatischer Gesteine von zwei Hochdruck-Grundgebirgsarealen in der Saxothuringischen Zone der Varisciden in Deutschland: (i) das Grundgebirge von Odenwald und Spessart, das ein Teil der Mitteldeutschen Kristallinzone ist und (ii) das Erzgebirgskristallin. Trotz der Bedeutung der beiden Areale für die Rekonstruktion geodynamischer Prozesse vor und während der variscischen Orogenese sind die Alter der Hochdruckmetamorphose in beiden Grundgebirgsarealen nur ungenau bekannt und reichen von ca. 360 bis 330 Ma im Odenwald-Spessart und von ca. 380 bis 330 Ma im Erzgebirge. Die geplante Studie zielt darauf ab, diese Alter zu präzisieren indem wir U-Pb Isotopendaten von Zirkon, Rutil und Monazit in unterschiedlichen Lithologie beider Grundgebirgskomplexe bestimmen. Diese Daten sollten genauere Angaben über den Zeitpunkt der ‚peak’ Metamorphose ermöglichen und eventuell auch Aussagen über die Abkühlgeschichte der Gesteine erlauben. Zusätzlich soll mittels Zirkon Lu-Hf Isotopendaten und Gesamtgestein Sm-Nd Isotopendaten versucht werden, die Provenienz der Proben zu ermitteln (entweder Baltica oder Gondwana Herkunft), um dadurch genauere Aussagen über die – gegenwärtig kontrovers diskutierte - Position der Rheischen Sutur innerhalb der Mitteldeutschen Kristallinzone machen zu können. Weiterhin sind petrologische, geochemische und isotopengeochemische Untersuchungen an magmatischen Gesteinen geplant. Durch die erwarteten Ergebnisse sollte es möglich sein, die Quellregionen und die tektonischen Umfelder zu charakterisieren, in denen sich die protolithischen Schmelzen ursprünglich bildeten. Sauerstoffisotopendaten von Zirkonen werden dazu beitragen, die Aussagen dieser Untersuchungen zu ergänzen. Im Grundgebirge von Odenwald-Spessart und dem Erzgebirge finden sich große Mengen spätorogener felsischer und intermediärer magmatischer Gesteine, die sich mit hoher Wahrscheinlichkeit aufgrund einer thermischen Anomalie bildeten. Der Ursprung dieser Anomalie ist jedoch völlig unklar und könnte mit einem Manteldiapirs in Zusammenhang stehen oder das Ergebnis eines Plattenabrisses während der Spätphase der variscischen Orogenese sein. Unsere neuen Daten werden neue Informationen liefern, um die Ursache für das großräumige Vorkommen der magmatischen Gesteine zu klären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Xianhua Li; Professor Dr. Qiuli Li; Dr. Xiaoxiao Ling