Datierung thermischer Ereignisse im Donbas Becken (Ukraine)

Das Donbas Becken (Ukraine) ist ein gefaltetes und invertiertes Segment des Dnjepr-Donets Beckens. Es wird von devonischen und karbonischen Sedimenten aufgebaut. Letztere beinhalten eines der größten Kohlenreviere der Erde. Die Mechanismen, die zur Bildung und Invertierung des Beckens geführt haben, werden im Rahmen des European Science Foundation EUROPROBE "GeoRift" Projektes untersucht. Trotzdem ist das Alter der kompressiven Strukturen ein offenes Problem. Der Antragsteller modellierte die thermische Geschichte des Donbas Beckens (Sachsenhofer et al., 2000) und zeigte, dass der Wärmefluß während der maximalen Absenkung im Perm niedrig bis durchschnittlich war (40-70 mW/m 2 ). Ein zusätzliches Wärmeflußereignis (100-200 mW/m 2 ) ist entweder älter oder jünger als die maximale Absenkung. Die Datierung dieses zusätzlichen Erignisses ist das Hauptziel des vorgeschlagenen Projektes. Die Kenntnis des Alters ist für vielfältige angewandte und wissenschaftliche Fragestellungen von Bedeutung und wird u.a. beitragen zu: * einem besseren Verständnis der thermischen und geodynamischen Entwicklung des Beckens 1. Eine Diskussion der Ursachen der hohen Wänneflüsse setzt die Kenntnis ihre Alters voraus. 2. Jedes Alter jünger als tieferes Perm is ein Beweis für ein alpidisches Alter des (Haupt-) Faltungsereignisses. 3. Die Rheologie der Lithosphere hängt stark von ihrer Temperatur ab. 4. Die Kenntnis des Alters der Inkohlung wird zu einer genaueren Abschätzung der Mächtigkeit erodierter Schichten führen. * einem besseren Verständnis des Kohlegas-Potentials des Beckens. * einem besseren Verständnis epigenetischer Goldmineralisationen, die in Gebieten mit extrem hohen Wärmefluß auftreten.

Der Donbas Faltengürtel ist ein gefaltetes Segment des Dnjepr-Donets Beckens. Die Beckenfüllung umfasst Gesteine des Devons und Karbons. Letztere beinhalten eines der größten Steinkohlevorkommen der Erde. Ein bedeutender Anteil des Karbons wurde während einer permischen Hebungsphase erodiert. Das Alter der Faltung der Beckenfüllung (Perm oder Oberkreide) ist umstritten. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass der Paläo-Wärmefluss während der maximalen Versenkung im Perm 40 bis 75 mW/m betragen hat. Diese Untersuchungen haben auch Hinweise auf ein zusätzliches Ereignis unbekannten Alters mit Wärmeflüssen zwischen 100 und 200 mW/m erbracht. Im Rahmen des gegenständlichen Projektes wurden Spaltspurendatierungen an Apatiten durchgeführt um das "zusätzliche" thermische Ereignis zu datieren und die mesozoische thermische Entwicklung zu studieren. Die wichtigsten Ergebnisse sind: Im Krasnoarmeisk Gebiet fand das thermische Ereignis während der frühen / mittleren Trias (240-230 Ma) statt. Das beeinflusste Gebiet ist deutlich größer als es bisher angenommen wurde. Eine Aufheizung während des späten Perms oder der Trias fand auch im Donetsk-Makeevka Gebiet statt. Allerdings kann sie wegen relativ hoher jurassisch / kretazischer Temperaturen (90-100C) nicht exakt datiert werden. Die hohen Jura / Kreide Temperaturen stehen mit Dehnung der Erdkruste und magmatischer Aktivität während des Juras in Verbindung. Alkalische Magmatite permischen Alters treten im südlichen Donbas Gebiet auf. Trotzdem wurden die Sedimente nur schwach erwärmt. Dies zeigt, dass der permische Magmatismus den regionalen Wärmefluss kaum beeinflusst hat. Gesteine im südlichen und westlichsten Untersuchungsgebiet kühlten auf Temperaturen unter 60C bereits im Jura (140-160 Ma), jene im Donets-Makeevka Gebiet erst in der Kreide/ Tertiärzeit (125-45 Ma) ab. Im letzterem Gebiet korreliert die heutige Tiefenlage der Proben mit der Zeit der Abkühlung. Dies weist darauf hin, dass die Faltung vor der Oberkreide stattgefunden hat. Die Ergebnisse des Projektes sind für verschiedene wissenschaftliche und angewandte Aspekte der Beckenbildung wichtig. Diese umfassen: (1) die geodynamische Entwicklung des Beckens, (2) das Alter der Methanbildung in den Kohleflözen, (3) Das Alter von Quecksilber-, Antimon und Gold-Vererzungen.