Die Frankenwälder Querzone : Entwicklung einer thermischen Anomalie im Saxothuringikum - Kunert, Volker; Justus Liebig University Giessen (My University, 1999)
In der Frankenwälder Querzone (FQZ) kann in anschaulicher Weise das metamorphe Muster aus einer komplizierten Überlagerung von regionalerMetamorphose und einer lokalen Wärmeflußanomalie gezeigt und verschiedenen geologischen Ereignissen zugeordnet werden. Die FQZ ist eine thermische Anomalie in den saxothuringischen Varisciden, die erst seit der variscischen Deformation nachweisbar ist. Als NW-SE gerichteteasymmetrische Horstzone quert sie die tektonischen Großstrukturen der saxothuringischen Platte. Während der variscischen Deformation und Metamorphosebildete das Gebiet das Vorland zur aktiven, sich nach NW bewegenden Platte des Teplá-Barrandiums im SE. Die Verkippung und Heraushebung der FQZwird einem postvariscischen Stadium zugeordnet. Dies belegen Metamorphoseabschätzungen in den pelitischen Gesteinen der unterkarbonischenGrauwacken-Pelit-Wechsellagerungen in Verbindung mit strukturgeologischen Beobachtungen. Die Metamorphoseabschätzungen basieren auf Illit- undChloritkristallinitäts-Untersuchungen sowie, mit Einschränkungen, auf Vitrinitreflexions-Messungen. Vom SW-Rand des Unterkarbons der Teuschnitzer und Nailaer Mulde kann in Richtung auf die FQZ im NE eine deutliche Zunahme der thermischenMetamorphose von hochdiagenetischen auf epizonale Bedingungen beobachtet werden. Devonische Metabasite im Liegenden des Kulms zeigen in der FQZlokal Grünschieferfazies an (BRAND, 1980). In der FQZ reagierten die Gesteine durch die erhöhten Temperaturen duktil, so daß sie während der variscischenDeformation stärker tektonisch verformt werden konnten als in den kälteren Nachbargebieten. Anstelle der üblichen Bruchschieferung und des aufrechtenFaltenbaus wurden eine penetrative Dachschieferung und liegende Falten ausgebildet, deren Faltenachsenebenen subparallel zu den Schieferungsflächenorientiert sind (FRANKE, 1984; SCHROEDER, 1958). Daher konzentrieren sich die thüringischen Dachschiefergruben und -tagebaue auf den Bereich derFQZ. An der NE-Flanke der FQZ und in den sich im NE anschließenden Gebieten erreichte die thermische Metamorphose die höhere Anchi- bis Epizone. ImNW-Teil dieser nordöstlichen Gebiete, in der Ziegenrücker Mulde, sind zwar hohe Temperaturen, jedoch keine stärkere Verformung der Gesteine zuerkennen. Dagegen ist im SE-Teil (Greizer Querzone, östliche Mehltheuerer Mulde), wie in der FQZ die stärkere Metamorphose mit einem erhöhten Straingekoppelt. Die Metamorphosedrucke wurden mit Hilfe des Röntgendiffraktometers mit dem druckabhängigen 6d(33-1,060)-Parameter des Illit-Kristallgitters abgeschätzt.Die Druckabschätzungen zeigen nach der Klassifikation von GUIDOTTI & SASSI (1986), für Temperaturen unter 300 °C, für das gesamte ArbeitsgebietDrucke < /= 2 kbar an. Aus der einheitlichen Versenkung der unterkarbonischen Pelite läßt sich ein Anstieg der Isothermen in der FQZ und den östlichanschließenden Gebieten ableiten. Das Hochtemperaturereignis überdauerte die variscische Deformationsphase. Das belegen eine Reihe posttektonischer Granite in der FQZ. In der Tiefe läßteine deutliche negative Schwereanomalie auf die Existenz eines größeren granitischen Körpers schließen, dessen Oberfläche von SEHM et al. (1989) nachgeophysikalischen Befunden modelliert wurde. Die Kontaktwirkung dieses Modellgranites auf das unterkarbonische Nebengestein wurde von Dr. GeorgKosakowski am Institut für Geowissenschaftliche-Gemeinschaftsaufgaben (GGA) in Hannover mit Hilfe einer numerischen 2D-Modellierung für ein Profil durchden SW-Flügel der FQZ mit variablen geologischen und geophysikalischen Parametern berechnet. Die Temperaturergebnissse aus den Modellen wurden mitden Temperaturabschätzungen aus den Probenanalysen verglichen. Hierzu wurde, auf Literaturdaten basierend, eine empirische Beziehung zwischenIllitkristallinität und Temperatur bestimmt. Die Temperaturen wurden in diesen Arbeiten mit Phasenanalysen, Smektit-Illit-Umwandlungen und anderentemperaturabhängigen Parametern abgeschätzt. Für den SW-Flügel der FQZ, in der Teuschnitzer und Nailaer Mulde, wurde die beste Anpassung an dieTemperaturabschätzung für die folgenden Bedingungen erreicht: - eine Granitintrusion mit einer Oberfläche, die nach NE und SW abtaucht und in 5 km Tiefe eine maximale NE-SW-Ausdehnung von 20 km erreicht,entsprechend dem Modell von SEHM et al. (1989); - eine Intrusionstemperatur von 700 °C und eine Gesteinsüberdeckung von 6,5 km über dem Dach des Plutons; - ein überwiegend konduktiv gesteuerter Wärmetransport; - eine asymmetrische Horstzone, die erst nach der Intrusion verkippt wurde. Da es in der FQZ keine Hinweise auf einen fluidgesteuerten Wärmetransport während der variscischen Deformation gibt und eine tiefere Versenkung derGesteine ausgeschlossen werden kann, wird der Granitkörper im Untergrund der FQZ als eine größtenteils syntektonische Intrusion interpretiert. In der Ziegenrücker Mulde (NW-Teil des NE-Flügels der FQZ) reicht die Kontaktwirkung des Modellgranites nicht aus, die nach NE anhaltend erhöhteMetamorphose zu erklären. Hier muß aufgrund einer fehlenden stärkeren Verformung der Gesteine im E-Teil der Mulde eine zusätzliche posttektonischeWärmequelle gefordert werden. Als Wärmequelle wird der von SEHM et al. (1989) modellierte Granit im Untergrund von Auma diskutiert. In der Greizer Querzone erinnert die Kombination von erhöhter Metamorphose und intensiver Deformation an die FQZ. Es gibt in den unterkarbonischenTonschiefern im Gegensatz zur FQZ jedoch keine Hinweise auf eine posttektonische Kontaktmetamorphose. Die Interpretation des Schwerebildes vonSEHM et al. (1989) zeigt auch im Untergrund der Greizer Querzone einen Granitkörper, der im Falle einer syntektonischen Intrusion als syndeformativeWärmequelle in Frage kommt.
Keywords: ddc:550