Geodynamische Entwicklung des Schwarzwaldes - neue Hinweise durch die systematische U-Pb-Hf-Isotopenanalytik von Zirkonen aus Metasedimenten und Metabasiten

• Antragsteller: Professor Dr. Armin Zeh
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 510964246

Gegenwärtig gibt es nur sehr wenige zuverlässige Daten über die maximalen Ablagerungsalter, Herkunftsgebiete und die Hf-Isotopenzusammensetzung von Zirkonen aus Metasedimenten und Metabasiten des Schwarzwald Kristallins (SCC), was die Rekonstruktion der prä-variszischen bis variszischen geodynamischen Entwicklung in Mitteleuropa stark einschränkt, sowie regionale Vergleiche mit anderen Einheiten der Varisziden behindert. Um diese Wissenslücke zu schließen, sollen im Rahmen dieses Projektes systematische U-Pb-Hf Isotopenuntersuchungen an detritischen Zirkon-Populationen aus 20 Metasedimentproben (Metagrauwacken, Metaarkosen, Quarziten), und 15 Metabasiten (Amphibolite, Hbl-Gneise, Eklogite), aller vier Haupteinheiten des Schwarzwaldes durchgeführt werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf amphibolit- und granulit-faziellen Paragneissen des (1) Zentralen (CSGC) und (2) südlichen Schwarzwaldes (SSGC), (3) niedrig-gradig metamorphe Metasedimente (ordovizischen bis karbonischen Alters) der Zone von Badeweiler-Lenzkirch (BLZ), die als Suturzone zwischen dem CSGC und SSGC angesehen wird, und (4) niedrig- bis hochgradig metamorphe Metasedimente der Baden-Baden Zone (BBZ), die die nördlichste Einheit des SCC bildet, und die Übergangzone zwischen dem Saxothuringikum und Moldanubikum umfasst. Auf der Grundlage statistisch abgesicherter Zirkon-Altersspektren (mindestens 120 U-Pb Analysen an texturell sehr gut charakterisierten Zirkonen), sollen Antworten auf eine Reihe offener Fragen gegeben werden: (1) Was sind die maximalen Ablagerungsalter der Protolithe der metasedimentären Gesteine der 4 Haupteinheiten des Schwarzwaldes ( SSGC, CSGC, BLZ, and BBZ), und in welchen geotektonischen Milieu(s) wurden diese abgelagert? (2) Korrelieren die radiometrischen Alter mit den limitierten biostratigraphischen Altern? (3) Gibt es signifikante Unterschiede in den Zirkon-Altersspektren zwischen den verschiedenen Einheiten? (4) Was war das Herkunftsgebiet der detritischen Zirkone der verschiedenen Einheiten des SCC, und hat es sich mit der Zeit verändert? (5) Wie verlief die Krusten-Mantel Entwicklung im Herkunftsgebiet? (6) Reflektiert der Zirkondetritus die Gondwana-Entstehung, Gondwana-Zerfall, die „Hun Superterrane“ Entwicklung, Rheic Ozean Schließung, oder etwas völlig anderes? (7) Handelt es sich bei den Schwarzwaldeinheiten um eigenständige Terrane mit völlig unabhängiger Entwicklung bis hin zur variszischen Kollision? (6) Zu welchem Zeitpunkt und in welchem geotektonischen Setting erfolgte die Bildung basischer Gesteine? Gibt es Korrelationen zwischen den geologischen Einheiten des Schwarzwaldes mit anderen Grundgebirgseinheiten der Varisziden, z.B. der Böhmischen Masse, Münchberger Deckenstapel, Vogesen, Zentralmassiv, oder der Iberischen Halbinsel.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen