Th-U-Pb age pattern in metamorphic monazites from the Variscan high pressure units in the Saxothuringian Zone (Saxony, NE-Bavaria)
Palaeontology
Final Report Abstract
In der Saxothuringischen Zone gibt es Einheiten mit Ultrahochtemperatur-, Ultrahochdruck-, Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruck-Metamorphose. Die Druck-Temperatur (P-T)-Pfade der geologischen Einheiten zeichnen eine Kontinent-Kollision bei der variskischen Orogenese auf. Eine Th-U-Pb-Datierung von Monazit ((LREE,Th,U,Si,Ca)PO4) mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde ermöglicht die zeitliche Auflösung von mehreren thermischen Ereignissen in metamorphen Arealen. Monazit und Granat in Dünnschliffen von Glimmerschiefern und Gneisen wurden mit dem Rasterelektronenmikroskop mit Methoden der Automatisierten Mineralogie charakterisiert. In situ Datierungs-Analyse von Monazit in 90 Proben und Geothermobarometrie an Granat-führenden Paragenesen erlaubten eine zeitliche Einordnung von P-T-Pfad-Segmenten (Petrochronologie). Im Sächsischen Granulitmassiv reichen die Monazitalter in Kinzigiten und Gneisen von 360 - 320 Ma. Der diskordante Granit vom Troischaufelsen hat ein Monazitalter von 333 Ma. Im oberen Allochthon mit Frankenberger Zwischenmassiv und Liegendserie der Münchberger Gneismasse gibt es granitoide Orthogneise mit Monaziten um 510 Ma. In den Metamorphiten liegen die Monazitalter bei 385-365 Ma und bestätigen die K-Ar und Ar-Ar-Alter. Die Monazite in den UHP-Granatgneisen des Erzgebirges (Unteres Allochthon) zeigen z. T. sehr gut definierte Isochronen von 336 - 328 Ma. In den begleitenden amphibolitfaziellen Metamorphiten ist das Alters- Spektrum mit 344 - 334 Ma etwas breiter. Im Westerzgebirge gibt es neben den Isochronen von 356 - 323 Ma eine untergeordnete Population von ordovizisch-silurischen Monaziten. Im Niederdruckmetamorphen Übergang von saxothuringischer zur moldanubischer Zone (Waldsassener Schiefergebirge, Zone von Tirschenreuth-Mähring) sind die Monazitalter einheitlich karbonisch (339 - 327 Ma). Im Bereich von Westböhmen und der Zone von Erbendorf-Vohenstrauß ist in Biotit-Paragneisen ein völlig anderes Altersspektrum vorhanden. Es gibt dort sehr viele ordovizische Monazite mit 476 - 456 Ma und eine untergeordnete devonisch-unterkarbonische Population. Damit werden Monazit-Datierungen in früheren Studien der Kontinentalen Tiefbohrung (KTB) bestätigt. Es läßt sich insgesamt eine große Vielfalt an Monazit-Mikrogefügen mit Rückstreuelektronen-Bildern in den Phylliten, Glimmerschiefern und Gneisen unterschiedlicher Metamorphose-Grade dokumentieren. Auch an kleinen Monazitkörnern (10 - 20 µm) in Phylliten oder in Granat eingeschlossen gelingt eine Datierung. Die Stabilitätsgrenze des Monazits verschiebt sich mit steigendem Gesamtgesteinsgehalt an Ca hin zu höheren Temperaturen. Bei den für Kontinentkollision typischen metamorphen P-T-Pfaden im Uhrzeigersinn wird deshalb das Monazit-Stabilitätsfeld bei sinkenden Drucken sowie steigenden und sinkenden Temperaturen erreicht. Damit kristallisiert Monazit zumeist nach dem Granat. Es läßt sich fallweise aber auch eine Kristallisation von Y- reicheren Monaziten zeitlich vor der Granat-Kristallisation aufzeigen. Die Monazit-Datierung mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde erweist in dieser umfangreichen Studie ihr hervorragendes Potential vergleichsweise rasch und kostengünstig zu einer großen Anzahl von Altersdaten von Metamorphiten der Oberen Grünschiefer- bis Granulit-Fazies zu gelangen.
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