Permo-triassische Extension der Lithosphäre im alpinen Raum

Forschungsprojekt P 14525Permo-triassische Extension der Lithosphäre im alpinen RaumPeter FAUPL26.06.2000 Während des Perm und der Trias (290 - 205 Millionen Jahre) wurden das Ostalpin, welches den Großteil der Ostalpen bildet, sowie die angrenzenden Krustenstücke von einer Dehnung erfaßt, die durch die Gegenuhrzeigersinnrotation Afrikas gegenüber Europa begründet ist. Dieses Extensionsereignis findet sowohl in den permo-triassischen Sedimenten, als auch in der unterlagernden Kruste seinen Ausdruck. Sedimentstapel mit bis zu 4 km Mächtigkeit zeigen, daß die Landschaften im Perm (290-250 Ma) durch Grabenbildungen, alluviale Schuttflächen und ein hypersalinares Meer gekennzeichnet war. In der Trias entstand ein tropisches Meer und nach 140 Ma kam es zur Bildung des Meliata Ozeans im Süden des Ostalpins. Perioden tektonischer Aktivität, die zur Bildung des Meliata Ozeans im Süden des Ostalpins. Perioden tektonischer Aktivität, die zur Bildung einer bewegten Morphologie mit Becken und Riffplattformen führten, wechselten mit ruhigen Perioden, die durch ungestörte, zyklische Sedimentation charakterisiert sind. In der die Sedimentgesteine unterlagernden Kruste kam es durch die Extension zu einer Hochtemperatur/Niederdruck Metamorphose. Gleichzeitig ist eine intensive plutonische und vulkanische Aktivität zu beobachten. Der Höhepunkt der Metamorphose wurde um ca. 260 Ma erreicht, danach kommt es zu einem langsamen Abkühlen bis ca. 200 Ma. Das Ziel des Projekts ist es mehr über die Entwicklung der Lithosphäre in einem extensionellen Regime, die dabei wirksamen geodynamischen Prozesse und die plattentektonischen Rahmenbedingungen zu lernen. Im Zuge des Projekts wird das am besten erhaltene permo-triassischen Krustenprofil der Alpen untersucht werden. Im Strieden-Goldeck-Drauzug Profil (Kärnten) ist ein mehr oder weniger zusammenhängendes Krustenstück erhalten geblieben. Mittels sedimentologischer, geochronologischer und geothermobarometrischer P-T Daten wird die Fazies- und Subsidenzgeschichte der Sedimente mit der thermischen Geschichte und der Subsidenzgeschichte des unterlagernden Kristallins verglichen. Geochronologische Datierung an Probematerial von Bohrkernen aus dem kristallinen Untergrund von Ungarn (Transdanubian Central Range unit und Tiszia Superunit) sowie an Kristallingeröllen aus der kreidezeitlichen Gosau Gruppe werden weitere Aufschlüsse über die Verbreitung und Intensität der permo-triassischen Metamorphose liefern. Genauere Angaben über den Zeitpunkt des Metamorphosehöhepunktes werden von Sm-Nd Datierungen an Granatkristallen von metapelitischen und pegmatischen Gestein erwartet. All diese Daten sollen in ein neues, verbessertes Modell zur permo-triassischen geodynamischen Entwicklung des alpinen Raums einfließen.

In permotriassischer Zeit, vor etwa 300 bis 200 Millionen Jahren (Ma) kam es durch Relativbewegungen zwischen der Afrikanischen und Europäischen Kontinentalplatte zu einer Dehnung der Lithosphäre (Kruste und darunterliegender fester Erdmantel) in den dazwischenliegenden Bereichen. Zu den von der Dehnung betroffenen Bereichen zählte unter anderem die Ostalpine Platte, die heute große Teile der Ostalpen aufbaut. Im Rahmen des Projektes wurde versucht mehr über die Entwicklung der Lithosphäre in einem extensionellen Regime zu lernen. Besonderes Interesse galt der Interaktion zwischen dem lithosphärischem Mantel, der Kruste und den zeitgleich darüber abgelagerten Sedimenten. Die Untersuchungen umfaßten das Studium eines der am besten erhaltenen permotriassischen Krustenprofile der Alpen, welches sich zwischen dem Gailtal und dem oberen Mölltal in Oberkärnten befindet. Weiters wurden zusätzliche Daten bezüglich der zeitlichen Abläufe und der Temperatur / Druckentwicklung in der Kruste während des Perms und der Trias aus dem Ostalpin und aus angrenzenden Krustenblöcken in Ungarn und Kroatien gesammelt. Basierend auf den vorhandenen Daten läßt sich die permotriassische Entwicklung wie folgt darstellen: Die ab dem frühen Perm wirkende Dehnung führte zur Bildung von Druckentlastungsschmelzen im lithosphärischen Mantel. Diese etwa 1000 C heißen, Basaltschmelzen migrierten nach oben und unterlagerten die kontinentale Kruste, wo es durch die eingebrachte thermische Energie zur Bildung saurer Schmelzen kam. Diese begegnen uns heute als Granite, Pegmatite und quarzporphyrische Vulkanite. Letztere extrudierten um 280 Ma und finden sich heute von den westlichen Südalpen in Italien bis in den Untergrund der Ungarischen Tiefebene und zeigen damit auch die Verbreitung des Ereignisses an. Zeitgleich kam es in der Kruste durch die hohen Temperaturen zu Mineralneubildungen (temperaturbetonte Metamorphose). Danach kam es zur langsamen Abkühlung und damit zu einer Dichtezunahme der Lithosphäre, sodaß die Erdoberfläche mehr oder weniger gleichmäßig abzusinken begann. Um etwa 245 Ma erreichte sie weiträumig das Meeresniveau und es bildete sich ein flaches Meeresbecken. Um etwa 235 Ma führte die Dehnung zur Öffnung des Meliata-Hallstatt Ozeans im Süden des Ostalpins und ein weiteres Absinken der Ostalpinen Kruste führte zur Ablagerung von über 3000 m an flachmarinen Riff und Lagunensedimenten auf dem Schelfbereich. Um etwa 200 Ma war die Kruste auf einen annähernd normalen Temperaturgradienten von etwa 25 C/Km Tiefe abgekühlt.