Der eoalpine Hochdruckgürtel (EHB), Ostalpen

Neue geochronologische Untersuchungen haben ergeben, daß einige der wichtigsten Eklogitvorkommen in den Austroalpinen Einheiten der Ostalpen das Resultat eines eo-alpinen Subduktionsereignisses sind. Wegen der linearen Anordnung dieser Eklogite wurde von Thöni & Jagoutz (1993) ein hypothetischer eo-alpiner Hochdruckgürtel (EHB) vorgeschlagen. Die Position der Hochdruckgesteine läßt auf eine W-E orientierte Verteilung innerhalb des ostalpinen Kristallins N der Periadriatischen Linie über eine Länge von über 350km schließen. Die petrologischen und geochronologischen Untersuchungen sind jedoch noch lange nicht soweit fortgeschritten, daß folgende entscheidende geodynamische Aspekte geklärt werden können: (i) Haben die Eklogite zusammen mit ihren Hüllgesteinen, welche eindeutig krustalen Ursprungs sind, eine gemeinsame eo-alpine Hochdruckmetamorphose erfahren? (ii) Gehören die einzelnen Eklogitvorkommen genetisch und zeitlich zusammen und bestätigen sie somit die Annahme einer EHB Zone? Ein geodynamisches-tektonisches Modell, welches die Entstehung der EHB Zone erklärt, muß alle vorhandenen geochronologischen, petrologischen und strukturgeologischen Daten berücksichtigen. Zwei extreme tektonische Modelle können unterschieden werden: (i) Eine einzige zusammenhängende Subduktionszone oder (ii) mehrere Subduktionszonen, welche über Transformstörungen verbunden sind und/oder zu unterschiedlichen Zeiten aktiv waren. Die tatsächliche Geometrie, Kinematik und zeitliche Dauer kann näherungsweise durch strukturgeologische, petrologische und geochronologische Methoden bestimmt werden. Um die Existenz der EHB Zone zu beweisen und gleichzeitig ein quantitatives geodynamisches Modell zu erstellen, sollen innerhalb dieses Projektes folgende wichtige Themen untersucht werden: (i) Genaue strukturgeologische Kartierung sowie die dreidimensionale Erfassung der Eklogitvorkommen in den beiden hervorragend aufgeschlossenen Gebieten der Texel- und Schober-Gruppe. (ii) Bereits die Probennahme im Feld soll möglichst unter Berücksichtigung interdisziplinärer Zusammenarbeit auf den Gebieten der Strukturgeologie, Petrologie und Geochronologie/Isotopengeologie erfolgen. (iii) Um die Fragestellung der geometrisch/zeitlichen Anordnung der EHB Zone zu klären, sollen die analytischen Daten nicht nur zwischen der Schober- und der Texel- Gruppe verglichen, sondern es soll auch deren Beziehung zu den östlicheren Vorkommen in der Saualpe und Koralpe hergestellt werden. (iv) Das wichtigste Ziel dieses Projektes ist allerdings, die genaue Position der vermuteten EHB Zone zu finden. Dabei werden sich die Untersuchungen vor allem auf die stark deformierten Zonen innerhalb und um die Hochdruckgesteine, welche möglicherweise Reste der Trennfuge zwischen einer Unter- und Oberplatte darstellen, konzentrieren. Die heutige Verteilung der eo-alpinen Hochdruckgesteine kann nur im Zusammenhang mit den tertiären tektonischen Prozessen verstanden werden. Obwohl die in diesem Projekt vorgeschlagenen strukturgeologischen Untersuchungen eine komplette Aufnahme des Deformationsinventar beinhalten, soll sich die geodynamische Quantifizierung hauptsächlich mit den duktilen Prozessen befassen. Die Auswirkung der jüngeren, spröden Deformation auf die jetzige Verteilung der Eklogite soll hauptsächlich in Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen untersucht werden.

Hauptgegenstand der Untersuchungen von Projekt P13227-N06 waren Gesteine, deren Mineralbestand bei hohen Drücken (in grosser Tiefe; Eklogit-Fazies) kristallisiert ist und die in unmittelbarer Folge durch schnelle tektonische Prozesse weitgehend unverändert an die Erdoberfläche verfrachtet (exhumiert) wurden. Diese Hochdruck-Gesteinsserien erstrecken sich im südlichen ostalpinen Kristallin der Ostalpen, nördlich des Periadriatischen Lineaments, über knapp 400 km von West nach Ost, von der Texelgruppe (Südtirol) bis ins Bachergebirge (Slowenien) ("Eo-alpiner Hochdruck-Gürtel" nach Thöni & Jagoutz, 1993). Feld- und Laborarbeit wurden im Rahmen des Projektes P13227-N06 auf das südliche Ötztalkristallin (Texel- Komplex, Schneeberger Zug) konzentriert. Hauptziel war, durch intensive interdisziplinäre Bündelung strukturgeologischer, petrologischer und geochronologischer Arbeitsmethoden die Bedingungen, zeitliche Abfolge und die Prozesse der Exhumierung und Platznahme der Hochdruckgesteine zu entschlüsseln. Detaillierte Aufschlusskartierung und mikrostrukturelle Untersuchungen bildeten die Basis für die Auflösung der komplexen Deformationsgeschichte und gezielte Probennahme für weitere Untersuchungen im Labor. Drei duktile und zwei spöde Deformationsphasen wurden unterschieden; sie werden jedoch alle einem kohärenten orogenen Zyklus zugeordnet. Thermobarometrische Methoden und themodynamische Modellierungen ergaben Druck- und Temperaturwerte von 1.30.1 GPa / 58040 C für den Zeitpunkt der tiefsten Versenkung und der initialen Exhumierung (P-T-Pfad) für die Eklogite der Texelgruppe. Im Schneeberger Zug liegen die Druck- /Temperaturwerte bei 1.0-0.8 GPa und 600-550 C. Neufunde von Andalusit lieferten zusätzliche wichtige Informationen über die Phase der Druckentlastung. Sm-Nd- und Rb-Sr-Altersbestimmungen an Granat und Hellglimmer ergaben, dass Mineralbestand und die wesentlichen Deformationsstrukturen jünger als Perm, also ein Produkt der alpidischen Orogenese sind. Die maximalen Metamorphosebedingungen wurden vor ca. 90 ( 4) Mio. J. erreicht. Der Schneeberger Zug stellte in der Oberkreide eine mehrere km mächtige Scherzone dar, die den Texel-Komplex im Liegenden nach Südosten extrudieren liess, während gleichzeitig im Hangenden das Ötztalkristallin nach Nordwesten abgeschoben wurde. Vor 70 Mio. J. waren die Gesteine auf =300 C ausgekühlt. Die mittleren (Schobergruppe) und östlichen Abschnitte (Saualpe-Koralpe-Pohorje) des "Eo-alpinen Hochdruckgürtels" waren in der Kreide bis in Tiefen von = 50-60 km versenkt (Drücke von = 2.0 GPa). Neue geochronologische Daten (Sm-Nd-, Lu-Hf- und U-Pb-Methoden) an Hochdruckmineralen ergaben jedoch auch für diese Bereiche sehr junge, konsistente Alter für die Hochdruckmetamorphose von etwa 87-92 Mio. J.. Daraus ergibt sich eine nahezu zeitgleiche und schnelle Exhumierung der Hochdruckgesteine entlang des gesamten Eo-alpinen Hochdruckgürtels in der Oberkreide, mit Exhumierungsraten von ca. 2-5 mm/Jahr.