Pre-survey: Magmatic evolution of the Tiger gabbroic complex (Northern Victoria Land, Antarctica): insights into the lower crust of a Cambrian immature Island Arc
Final Report Abstract
Mafische bis ultramafische Intrusionen markieren die Sutur zwischen dem Wilson und Bowers Terran im Nördlichen Victoria-Land (Antarktis). Eine dieser Intrusionen ist der "Tiger Gabbro Complex" (TGC), eine kambrische, in einer Subduktionszone entstandene, lagige Intrusion, die eine komplette Differentiationssuite von primitiven, ultrabasischen bis entwickelten, quarz-führenden Sequenzen aufweist. In dieser Pilotstudie konnten über petrographische, mikroanalytische (Elektronenstrahlmikrosonde und Laser-Ablation-ICP-MS) und geochemische (XRF, ICP-MS, Sm-Nd und Rb-Sr Isotopie) Untersuchungen neue Kenntnisse zur Petrogenese des TGC gewonnen werden sowie Implikationen zur geodynamischen Entwicklung des paläopazifischen Kontinentalrand Gondwanas im Kambrium abgeleitet werden. Die Ergebnisse der Gesamtgesteinschemie und der Mineralchemie zeigen für die beiden Hauptvorkommen des TGC's, "Apostrophe Island" und "Spatulate Ridge", kohärente Entwicklungstrends, mit den primitiveren Anteilen in Apostrophe Island und den mehr entwickelten Lithologien in Spatulate Ridge. Die Dominanz von Orthopyroxen und pargasitischem Amphibol belegen, dass es sich beim TGC um die Kumulatsequenz eines subduktionsbezogenen Magmatismus handelt, unterstützt durch zahlreiche Kohärenzen mit anderen, tief-krustalen Anteilen von juvenilen Arc-Systemen an aktiven Kontinentalrändern (z.B. mit dem Chilas Komplex in Kohistan, Pakistan). Mit Hilfe von Verteilungskoeffizienten für Klinopyroxen bzw. Amphibol und Schmelze konnten die entsprechenden REE-Gehalte der Gleichgewichtsschmelzen berechnet werden, deren Muster gut mit jenen von kalkalkalischen Basalten vom South Sandwich Inselbogen im Südatlantik übereinstimmen, der als Schlüssel-Lokation für die Entwicklung von jungen Inselbogen-Systemen gilt. Mit Hilfe von petrologisch-geochemische Modellierungen (COMAGMAT-Modell) konnten, bei Einsatz einer inselbogen-tholeiitischen, parentalen Schmelze vom South Sandwich Inselbogen und einem Wassergehalt von 2 Gew%, die Entwicklungstrends für die primitiveren Kumulate des TGC erfolgreich simuliert werden. Mit der Identifizierung einer solchen parentalen Zusammensetzung für die Genese des TGC's konnte ein Ziel des Projektes erreicht werden, nämlich die Voraussetzung für eine weiterführende experimentelle Studie zu schaffen, um den genauen Differenzierungsvorgang von solchen jungen Inselbogen-Systemen zu verstehen. Aus den Modellierungen ergaben sich relativ seichte Kristallisationsdrücke (4 kbar), was auch mit den mineralchemischen Trends übereinstimmt. Im Zusammenhang mit Drücken, die für Kontaktmetamorphite direkt vom Kontakt TGC/Nebengestein in früheren Studien ermittelt wurden, ergibt sich damit ein relativ seichtes Intrusionsniveau für die TGC- Magmen, in einer Tiefe von ca. 12 km. Darüber hinaus erbrachte die Studie neue regionalgeologische Erkenntnisse zur geodynamischen Entwicklung des paläopazifischen Kontinentalrand Gondwanas im Kambrium. Die neuen geochemischen Daten implizieren einen genetischen Zusammenhang zwischen dem TGC und den kalkalkalinen Metabasalten und Metaandesiten des Bowers Terrans. Damit wird eine Hypothese gestützt, dass die Basalte/Andesite des Bowers-Terrans durchaus als parentale Schmelzen für den TGC angesehen werden können. Ausgedehntere geochemische Arbeiten im Rahmen eines weiterführenden Projektes wären nötig, um aus dieser Hypothese ein gesichertes Modell abzuleiten.
Publications
- (2010) Der Tiger Gabbro Komplex im südlichen Nord-Viktorialand, Antarktis: Neuere Erkenntnisse zum Aufbau, zur Altersstellung und zu den geologischen Verbandsverhältnissen basierend auf GANOVEX X-Geländearbeiten. 32. Arbeitstreffen Köln, Arbeitskreis Geologie und Geophysik der Polargebiete, Deutsche Gesellschaft für Polarforschung
F. Henjes-Kunst
