Druck-Temperatur-Zeit-Pfade subduktionszonenbezogener Hochdruckmetamorphite des Rio San Juan-Komplexes, Dominikanische Republik

• Antragsteller: Dr. Hans-Peter Schertl
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5227366

• Erstellungsjahr: 2007

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die untersuchten Serpentinit-Melangen des Rio San Juan Komplexes im Norden der Dominikanischen Republik sind durch ein reichhaltiges Fremdgesteinsinventar unterschiedlicher Lithologien charakterisiert. Die durchgeführten petrologischen Untersuchungen belegen eine Vielzahl unterschiedlicher, jedoch in gegenseitiger Wechselbeziehung stehender, Druck-Temperatur-Pfade. Für drei Beispiele konnten detaillierte geochronologische Daten gewonnen werden, so dass exemplarisch gut definierte PTt-Pfade vorliegen. Typisch für den Beginn der Entwicklung der Subduktionszone sind die z.B. von Eklogiten aufgezeichneten PTt-Pfade entgegen dem Uhrzeigersinn mit flachen P/T-Gradienten und maximalen PT-Bedingungen von 750°C/24 kbar und einem zugehörigen Lu-Hf-Alter von 103.9 Ma. Entlang eines mittleren Gradienten im Uhrzeigersinn wurden z.B. an Omphacit-Blauschiefern maximale PT-Bedingungen von 500-550°C/16-18 kbar abgeleitet; das zugehörige Rb/Sr-Alter liegt bei 80.3 Ma. Entlang eines steilen P/T-Gradienten wurden z.B. die Jadeit-Blauschiefer subduziert. Der zugehörige PTt-Pfad verläuft im Uhrzeigersinn mit maximalen PT-Bedingungen von ca. 380°C/18 kbar (zugehöriges Rb/Sr-Alter: 62.1 Ma). Ein solches Arrangement von Pfaden wird erreicht durch eine Einbeziehung/Zirkulation unterschiedlicher Gesteinsblöcke in eine sich mit der Zeit kontinuierlich weiterentwickelnden, trichterförmigen Subduktionszone. Als Essenz der geochemischen und geochronologischen Ergebnisse wird deutlich, daß sich mit zunehmender zeitlicher Entwicklung des intraozeanischen Inselbogens das in die Subduktionszone eingebrachte Material verändert, und zwar von einer überwiegend basischen zu einer überwiegend intermediären Zusammensetzung. Dies deutet darauf hin, daß hier mit der Zeit eine "Kannibalisierung" des eigenen Inselbogens stattfindet. Durchgeführte Modellierungen, die auf dem Wechsel der rheologischen Eigenschaften des hangenden Mantels basieren (infolge einer Hydratisierung des unterfahrenen Mantelkeils), belegen schließlich die Bildung des trichterförmigen Subduktionssystems und dem Rückfluß von subduziertem Material Richtung Erdoberfläche im Rahmen eines sog. „corner flow" Modells.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2001): Serpentinite melanges of the northern Caribberan: records of complex material flow in a subduction zone. Ber. Dtsch. Min. Ges., Beih. z. Eur. J. Mineral., Vol.. 13: p. 104
  Krebs, M., Gerya, T.V., Maresch, W.V., Schertl, H.-P., Stöckhert, B. & Draper, G.
  
• (2002): The serpentinite melanges of the Rio San Juan Complex, Dominican Republic, and the dynamics of subduction zones. 16th Caribbean Geological Conference, Barbados, 2002, Abstracts Vol., p. 93
  Maresch, W.V., Gerya, T.V., Krebs, M., Schertl, H.-P. & Draper, G.
  
• (2003): Geochemistry and petrology of high-pressure metamorphic rocks of the Rio San Juan Complex, northern Dominican Republic. Ber. Dtsch. Min. Ges., Beih. z. Eur. J. Mineral., Vol. 15: p. 108
  Krebs, M., Schertl, H.-P., Maresch, W.V., Trapp, E., Baumann, A. & Draper, G.
  
• (2003): Age systematics of high-pressure metamorphism in the Caribbean: confronting existing models with new data. Memorias Geomin, V Congreso de Geologia y Minería, La Habana, ISBN 959-7117-11-8, 39
  Maresch, W.V., Stanek, K.-P., Grafe, F., Idleman, B., Baumann, A., Krebs, M., Schertl, H.-P. & Draper, G.
  
• (2003): Geochronology and petrology of high-pressure metamorphic rocks of the Rio San Juan Complex, northern Dominican Republic. Terra Nostra 2/2003, 18. Geow. Lateinamerika-Koll., Freiberg, p. 49
  Krebs, M., Maresch, W.V., Schertl, H.-P., Baumann, A., Münker, C., Trapp, E., Gerya, T.V. & Draper, G.
  
• (2005): Pressure-temperature-time paths critically constrain Cretaceous subduction-zone dynamics in the Rio San Juan Complex (northern Dominican Republic). Abstracts, 17th Caribbean Geological Conference, San Juan, Puerto Rico, p. 45
  Krebs, M., Maresch, W.V., Schertl, H.-P., Draper, G. & Idleman, B.
  
• (2005): Pressure-temperature-time paths of subduction-related high-pressure rocks incorporated into serpentinite melanges of the Rio San Juan Complex (northern Dominican Republic). Ber. Dtsch. Min. Ges., Beih. z. Eur. J. Mineral. Vol. 17: p. 75
  Krebs, M., Maresch, W.V., Schertl, H.-P., Idleman, B., Münker, C. & Draper, G.
  
• (2005): The Rio San Juan Complex (Northern Dominican Republic): Geothermobarometry and age determinations. Mitt. Österr. Miner. Ges., 150: p. 76
  Krebs M., Maresch W. V., Schertl H.-P., Draper G. & Idleman B.
  
• (2006) The Eclogues From the Intraoceanic Rio San Juan Complex (Northern Dominican Republic): On the Doorstep to UHP Metamorphism. AGU-abstract Vol.
  Schertl, H.-P., Krebs, M. & Maresch, W.V.
  
• (2007): Fossil petrological evidence (Rio San Juan Complex, Dominican Republic) and numerical simulation yield analogous histories for the Great Arc of the northern Caribbean. LAK-abstract Volume
  Krebs, M., Maresch, W.V., Schertl, H.-P. & Draper, G
  
• (2007): Jadeitite from Hispaniola: a link between Guatemala and Antigua? LAK-abstract Volume
  Schertl, H.-P., Krebs, M., Maresch, W.V. & Draper, G.