Metasomatose der tiefen moldanubischen Kruste

In diesem Projekt werden Prozesse, die an der Grenze zwischen Erdkruste und Erdmantel in einer Tiefe von etwa 30 bis 50 Kilometern ablaufen, an fossilen Kruste-Mantel Kontakten untersucht. Derartige Kontaktbereiche sind im Moldanubikum, dem tiefsten Teil des bis in seine Wurzelzone erodierten paläozoischen Variszischen Orogens in Zentraleuropa an der Erdoberfläche aufgeschlossen. In einem tschechisch (Karls Universität Prag) österreichischen (Universität Wien) Forschungsteam ist die Beprobung entlang von Profilen über mehrere bekannte Kontakte zwischen Krusten- und Mantelgesteinen geplant. Die Proben werden in der Folge einer eingehenden mineralogischen, petrographischen und Geochemischen Analytik im Hinblick auf den Mineralbestand, di e Mikrogefüge sowie auf die Haupt- und Spurenelementchemie unter Einsatz zeitgemäßer analytischer Verfahren, insbesondere der Elektronenstrahlmikroanalytik unterzogen. Aus Voruntersuchungen ist bekannt, dass mehrere Zentimeter bis zu mehrere hundert Meter große, in hochgradig metamorphe Krustengesteine integrierte Mantelfragmente chemische Signaturen zeigen, die nicht der ursprünglichen Mantelchemie entsprechen, sondern auf Alteration im Zuge von Wechselwirkungen mit Fluiden oder Schmelzen krustalen Ursprungs hinweisen. Ziel des Projektes ist es, die Bedingungen, unter denen diese durch Fluide und/oder Schmelzen bewerkstelligte Alteration, im Fachjargon Metasomatose, der Mantelgesteine abgelaufen ist zu bestimmen, die zugrundeliegenden Prozesse zu identifizieren und im Bezug auf ihre Zeitliche Abfolge einzuordnen. In diesem Zusammenhang ist eine relativ frühe Durchtränkung der Mantelgesteine mit krustalen Fluiden, die sehr wahrscheinlich aus im Zuge der Orogenes subduzierter kontinentaler Kruste stammen und die anhand von für Mantelgesteine exotischen chlor-, barium- und strontiumreichen Mineralen sowie anhand von Thoriumoxid Mineralen identifiziert wurde, von besonderem Interesse. Ein zweites interessantes Phänomen stellen auffallend stark korrodierte Granatminerale an den lithologischen Grenzen zwischen Mantel und Krustengesteinen dar. Diese beiden Phänomen erlauben einerseits durch die radiometrische Datierung der Thoriumoxide eine zeitliche Einordnung und durch die kinetische Modellierung der Granatkorrosion eine Abschätzung der Dauer der Wechselwirkungen zwischen Kruste und Mantel. Diese s Verständnis wird substantiell zu einer verbesserten Rekonstruktion der geodynamischen Entwicklung der tiefen, erst 300 Millionen Jahre nach seiner Entstehung exhumierten Teile des Variszischen Orogens, beitragen. Ein verbessertes Verständnis der geodynamischen Entwicklung der tiefen Teile des Variszischen Orogens kann schließlich auf jüngere Orogene, bei denen die Wurzelzonen noch in großer Krustentiefe liegen und nur indirekt über geophysikalische Methoden fassbar sind, übertragen werden.