Metamorphe Entwicklung des CMC, Südalaska

Im Rahmen dieses Projektes wird die metamorphe Entwicklung des Chugach Metamorphic Complex (CMC) in Südalaska bestimmt. Im CMC wurden Eozäne, hochgradige Metamorphite zwischen 2 fundamentalen Störungssystemen exhumiert: Der Border-Range-Fault im Norden und der Chugach-St.Elias Fault im Süden. Interessanter Weise verbreitert sich der Bereich in dem Migmatite vorkommen von 25 km auf 80 km über nur 150 km entlang des Streichens. Die Migmatite weichen nach Norden und Süden symmetrisch Gesteinen niederen metamorphen Grades. Zusammen mit der Eozänen Subduktion des Kula-Farallon Rückens, gibt diese Geometrie Anlass zu einer Serie interessanter Spekulationen. Insbesondere: (a) Wurde der CMC vor allem in-situ metamorph und kann seine Geometrie daher dazu benutzt werden, um die Geometrie der Ridge Subduktion zu interpretieren? (b) Deutet die keilförmige Geometrie an, dass die Metamorphite in senkrechter oder lateraler Richtung aktiv extrudiert wurden und kann der Keil daher dazu benutzt werden um Extrusionsmodelle zu entwerfen? Trotz detaillierter Arbeiten über die Strukturgeologie der Gegend können solche Frage nicht ohne detaillierte metamorphe Arbeiten beantwortet werden. In diesem Projekt verwenden wir thermobarometrische und geochronologische Methoden, um die PTtD Entwicklung des CMC anhand pelitischer Gneise uns Schiefer zu bestimmen. Wir konzentrieren uns dabei auf die Eozäne Entwicklung im Zentrum und entlang der Südseite des CMC, weil wir die nördlichen Bereiche bereits in früheren Studien beprobt haben. Die Ergebnisse werden mittels geodynamischer Modelle interpretiert, die die beobachtete Exhumationstiefe, die metamorphen Temperaturen und Bildungsalter erklären können. Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen Grasemann (Wien) und Stüwe (Graz) und erfolg in enger Zusammenarbeit mit Amerikanischen Kollegen, die die strukturellen Arbeiten in CMC vorantreiben, sowie mit einem großen Neotektonik Projekt das derzeit die jüngste Entwicklung des CMC studiert.

Der Chugach Metamorphe Komplex (CMC) in Süd-Alaska ist ein 600 km langer und bis zu 50 km breiter hochgradiger metamorpher Komplex der zwischen unmetamorphen Gesteinen im Norden und Süden eingeklemmt ist. Er bildete sich im Eozän entlang des 2200 km langen, konvergenten Kontinentalrandes, der sich aufgrund der Subduktion der Pazifischen Platte unter Nord-Amerika bildete. Der CMC besteht aus einer nördlichen Schieferzone und einer südlichen Migmatit-Zone. Der Komplex wurde aufgrund spärlicher petrologischer Daten weitgehend als Hoch-Temperatur-Niedrig-Druck Komplex (550C-650 C and 3 kbar) interpretiert. Diese Daten bilden die Grundlage für die Interpretation des Komplexes als Resultat der Subduktion eines ozeanischen Rückens unterhalb des Komplexes. In diesem Projekt wurde die tektonische Herkunft dieses seltsamen Gesteinsgürtels mittels petrologischer, strukturgeologischer und geochronologischer Methoden bestimmt. Zwei ausführlich Gelaändekartierungen wurden im Sommer 2008 und Sommer 2009 durchgeführt. In dieser Zeit wurden drei Querprofile über den Komplex kartiert und beprobt. Die Bildungsbedingungen der Gesteine und ihr Alter wurden dann im Labor mittels geochronologischer und thermobarometrischer Methoden bestimmt. Es wurde gezeigt, dass sich die Gesteine bei 7- 13 kbar und 650-750 C vor etwa 52 Millionen Jahren bildeten. Die Exhumation und Abkühlgeschichte der Gesteine erfolgte über die nächsten Zehner Millionen Jahre, bis die Gesteine vor etwa 10 Millionen Jahren die Erdoberfläche erreichten. Die ermittelten Drucke sind höher als die bisher aus der Literatur bekannten Werte. Außerdem wurde eine systematische Zunahme der metamorphen Bedingungen von Nord nach Süd erkannt: von der nördlichen Schieferzone in die südliche Migmatit-Zone nehmen die metamorphen Bedingungen von 4-6 kbar und 550-680C auf 13 kbar und 650-750C zu. Angesichts dieser neuen Daten kann das bestehende tektonische Modell eines subduzierenden mittelozeanischen Rückens in Frage gestellt werden. Es ist wahrscheinlicher, dass die Erwärmungs- und Abkühlgeschichte aufgrund normaler Wärmeleitungsprozesse stattfand. Im Rahmen des Projektes wurden 2 Dissertationen geschrieben. Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit Amerikanischen und Australischen Universitäten durchgeführt und eine Reihe von Publikationen wurden geschrieben die in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht wurden.