Paläozoische Bentonite

Forschungsprojekt P 14124Paläozoische BentoniteHans Peter SCHÖNLAUB24.01.2000 In letzter Zeit widmet sich ein interdisziplinär zusammengesetztes Forum von Geowissenschaftlern weltweit verstärkt der Suche nach Hinweisen für explosiven Vulkanismus in Form von vulkanischen Aschenlagen, die auch als K-Bentonite bezeichnet werden. Der Grund für dieses Interesse liegt in ihrem großen Potential als stratigraphischer Leithorizont für ein geologisches Kurzzeit-Ereignis, einen "Event". Zwar haben für gewöhnlich Bentonite ihren Ursprung in kurzzeitigen vulkanischen Ascheneruptionen, die vielleicht nur Tage oder Wochen dauerten, doch diese Asche konnte, günstige Verhältnisse vorausgesetzt, über eine riesige Fläche verteilt werden (Bergström et al., 1995). In den vergangenen Jahren wurde vor allem die Suche nach K-bentoniten im Ordoviz und Silur forciert, da sich ihr Auftreten als höchst wertvoll für paläogeographische Rekonstruktionen von einzelnen Terranes im Altpaläozoikum erwiesen hat. So ließen sich mit ihrer Hilfe beispielsweise die Zeitpunkte des Öffnens und Schließens von Ozeanen wie dem Iapetus Ozean und dem Rheischen Ozean bestimmen. Diese Feststellung gewinnt erheblich an Bedeutung angesichts der Tatsache, daß die Driftraten kontinentaler Platten im Altpaläozoikum ungewöhnlich hohe Raten von bis zu 25 cm/Jahr aufweisen und noch immer ein Mangel an zuverlässigen paläomagnetischen Meßdaten für diese Zeit besteht. Dies trifft auch voll auf die Vorläufer der Alpen im Altpaläozoikum zu. Dieser Unsicherheit Rechnung tragend, wird mit diesem Antrag vorgeschlagen, K-Bentonitlagen in gut bekannten und exakt datierten Gesteinsprofilen in der Graptolithenschiefer- und Karbonatfazies der Karnischen Alpen und des Grazer Paläozoikums aus dem Zeitraum vom jüngsten Ordoviz bis in das Unterdevon zu lokalisieren und zu dokumentieren, um sie mit bereits bekannten Fundschichten in anderen Gebieten Europas zu korrelieren und ihre gegenseitige Beziehung aufzuklären. Insbesondere soll den Fragen nachgegangen werden * in welchem Zusammenhang das Auftreten von Bentoniten zum bekannten Vulkanismus im Zeitraum von oberordovicium bis unterdevon in den Süd- und Zentralalpen steht * inwieweit es sich beim Vorliegen von korrespondierenden Bentonitlagen auf räumlich getrennten Terranes oder Mikrokontinenten um ein und dasselbe magmatische Ereignis handelt, * dieses Auftreten Rückschlüsse über die räumliche Entfernung der jeweiligen Vorkommen erlaubt und * ob sich die Annahme von langanhaltendem Rifting als "Motor" für die Plattendrift von einzelnen, vom Nordrand von Gondwana stammenden Fragmenten (Avalonia, Perunica, Proto-Alpen, Iberia u.a.) im Altpaläozoikum bestätigen läßt Die Chancen, in den im Detail beschriebenen Gebieten Bentonitlagen zu finden, können aus intimer Kenntnis der ausgewählten Untersuchungsgebiete allgemein als hoch eingeschätzt werden. Diese Annahme gründet sich auf exzellente Aufschlüsse, die einen 100%-igen Einblick in das Sedimentationsgeschehen im mm- und cm-Bereich erlauben, weiters die ausgezeichnete biostratigraphische Kontrolle (die es erlaubt, gezielt bestimmte Abschnitte vorab für Detailuntersuchungen auszuwählen) und bereits nachgewiesene paläofaunistische Beziehungen insbesondere nach Nordeuropa, das heißt in Richtung auf ein Gebiet, in dem Bentonite relativ massiert auftreten.

In den Karnischen Alpen (Südalpen, Österreich) wurden mehrere gratolithen- und conodontenstratigraphisch gut datierte Schichtfolgen aus dem Oberordovizium und Silur in Hinblick auf das Vorkommen von K-Bentoniten im Detail beprobt. In 8 untersuchten Profilen (Seewarte, Cellon, Oberbuchach, Dr Steinwender Hütte, Nölblinbggraben, Uggwa, Valbertad, Hoher Trieb) fanden sich insgesamt 159 Lagen, die möglicherweise von vulkanischen Aschen stammen. Immobile Spurenelemente und Seltene Erden-Elemente lieferten erste Hinweise über die magmatische Zusammensetzung der Ausgangsgesteine und ihre tektonische Zuordnung. Nach den geochemischen Analysen ordnen wir die Proben aus den Profilen Cellon und Seewarte einem ozeanischen Rücken zu, die übrigen fallen hingegen in das Feld eines vulkanischen Bogens bzw. in ein Kollisionsregime. Bei der großen Mehrheit der Proben handelt es sich um Andesite bzw. Rhyodazite bis Dazite. Die starke Konzentration von K-Bentoniten im Zeitraum Llandovery bis mittleres Ludlow steht in auffallender Übereinstimmung mit Vorkommen auf den Britischen Inseln, Südschweden, Kanada und Nordamerika. Damit wird ein weitverbreiteter Vulkanismus dokumentiert, der offensichtlich mit der Schließung des Iapetus-Ozeans in Zusammenhang steht. Darüber hinaus dürften die aus dem Obersilur (Pridoli-Stufe) stammenden Lagen von K- Bentoniten auf eine räumliche Beziehung zu den aus Podolien bekanntgemachten Bentoniten hinweisen. Es ist naheliegend, dafür eine Herkunft im Gebiet des Rheiischen Ozeans zu vermuten.