Erforschung der metamorphen Entstehungsgeschichte des Bancroft Terrans (Grenville Provinz, Kanada) mit Hilfe moderner Gleichgewichtsphasendiagramme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Bancroft Terran repräsentiert den nördlichsten Teil des Central Metasedimentary Belts (CMB) der Kanadischen Grenville Provinz. Während der Bildung des Superkontinents Rodinia (<1080 Ma), wurden überwiegend obere Amphibolit-Fazies Gesteine des Bancroft Terrans auf die amphibolisierten granulitfaziellen Gesteine des nördlichen Central Gneiss Belt (Laurentia) geschoben. Vorangegangene Feldarbeiten weisen auf ein früheres, niedriggradigeres amphibolitfazielles Ereignis im CMB hin. Allerdings existieren nur wenige metamorphe Druck- und Temperaturangaben (P-T) im Bancroft Terran. Die Akquisition von solchen dringend benötigten Daten ist die Hauptmotivation dieses Projekts und hilft die tektonische und polymetamorphe Entwicklungsgeschichte des CMBs besser zu rekonstruieren. Durch die Anwendung und Entwicklung moderner thermodynamischer Modellierungsmethoden, ist es möglich die herrschenden Bedingungen, während der Metamorphose der Gesteine, zu analysieren. Im Rahmen des Projektes wurden Proben, während der Feldarbeit in Ontario im April 2016 und im Mai 2017, gesammelt. Davon wurden bisher acht Proben thermodynamisch untersucht. Um der komplexen Mineralzusammensetzung, insbesondere amphibolreicher Gesteine, Rechnung zu tragen wurde die Standarddatenbank der Theriak-Domino Software signifikant überarbeitet und um neue Lösungsmodelle erweitert. So konnten P-T-Bedingungen eines vermutlich früheren Ereignisses, welche sich von Hauptmetamorphose der Region differenzieren lässt, bestimmt werden. Charakteristisch für Gesteinsproben mit einem polymetamorphen Hintergrund sind verschiedene Amphibol-Generationen oder zonierte Granate, welche eine große Variation des Grossulargehalts zeigen (einer druckabhängigen Komponente). Parallel zum Projekt kam es zu der Entwicklung einer neuen thermodynamischen Software namens „BINGO-ANTIDOTE“, welche die Analyse von Gleichgewichtsparagenesen auf der Mikroskala erlaubt. Dieses neue Programm ermöglicht es, die wahrscheinlichsten P-T-Bedingungen eines metamorphen Gleichgewichtsgefüges, aus Mikrosondenelementkarten und somit von lokal chemischen Mikrodomänen thermodynamisch zu berechnen. Sowohl die konventionellen Berechnungen als auch die Anwendung von BINGO-ANTIDOTE zeigten ein dominates jüngeres Metamorphose-Stadium von 700±50°C und 7±1 kbar und ein älteres weniger prominentes Stadium von ca. 550±50°C und >7 kbar für mindestens drei Gesteinsproben. Das ältere Ereignis scheint dabei das Akkretionsstadium des Bancroft Terrans an die Laurentianische Kontinentalmasse widerzuspiegeln. Diese ersten Ergebnisse wurden auf der GAC-MAC-Konferenz in Kingston vorgestellt. Sie scheinen die Arbeitshypothese des Projekts zu verifizieren, dass ein älteres Metamorphose- Ereignis im Bancroft Terran mit Hilfe von modernen thermodynamischen Methoden quantitativ nachzuweisen ist. Zukünftige Monazit-Datierungen an ausgewählten Proben geben möglicherweise tiefere Einblicke in die P-T-t Entwicklung des Bancroft Terrans und werden helfen, diese in den tektonischen Kontext des CMBs einzuordnen. Ein Nebenprodukt dieses Projektes war die Entdeckung einer neuen Lokalität des extrem seltenen Amphibols Ferro-Chloro-Pargasit. Die besonderen optischen Eigenschaften, insbesondere der Pleochroismus dieses Minerals, wurden beschrieben und in einem internationalen Journal veröffentlicht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2017). A new occurrence of extremely rare Ferro-Chloro-Pargasite in Tudor, Ontario. International Journal of Earth Sciences (Geologische Rundschau), Vol. 106(8), 2815-2816
Duesterhoeft, E., Raase, P., Gremler, P.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s00531-017-1492-7) - (2017). Investigating the metamorphic history of the Bancroft Terrane (Ontario Grenville) using the new thermodynamic software approach Bingo-Antidote. Annual meeting of the GAC-MAC, Vol. 40, Abstract-Nr. 99 , Kingston, Ontario
Duesterhoeft, E., Appel, P., Gremler, P., Raase, P.
