Spätproterozoisches Auseinanderbrechen von Rodinia in Mexiko - Ein neuer Ansatz mittels SIMS Datierung von Zirkon Coronastrukturen und Baddeleyit

• Antragsteller: Professor Axel Karl Schmitt, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327741364

Die Erdgeschichte ist durch die zyklische Bildung und Auseinanderbrechen von Superkontinente geprägt, welche die Konsequenz globaler geodynamischer Prozesse in der tiefen Erde sind. Über die Entwicklung älterer, präkambrischer Superkontinente ist vergleichsweise wenig bekannt, da die relevanten geologischen Einheiten oftmals von jüngeren Gesteinen verdeckt sind oder von jüngeren Ereignissen überprägt wurden. Mexiko befindet sich an der Nahtstelle ehemaliger Kontinente (z.B. Laurentia und Gondwana), welche sich wiederholt zu Superkontinenten, erst Rodina (ca. 1000 Ma), dann Pangäa (ca. 300 Ma) vereint haben. Das Auseinanderbrechen von Rodinia und die Öffnung des Iapetus Ozeans während des Neoproterozoikums konnte in Mexiko bislang nicht eindeutig nachgewiesen werden. Aktuelle Forschungen haben allerdings erste Hinweise geliefert, dass präkambrische Grundgebirgseinheiten in Südmexiko vermutlich von neoproterozoischen basaltischen Magmen (jetzt Amphibolit) intrudiert wurden, welche wiederum infolge krustaler Ausdünnung während der Öffnung des Iapetus Ozeans entstanden sein können. Aufgrund mehrfacher metamorpher Überprägung dieser Einheiten während des Phanerozoikums und der chemischen Zusammensetzung der Basalte war ihre direkte Datierung bislang jedoch nicht möglich. Bisherige indirekte Hinweise ergaben sich aus Metasedimenten, welche von den basaltischen Magmen intrudiert wurden und deren Sedimentationsalter chemostratigraphisch auf 600-580 Ma geschätzt wurde, sowie aus U-Pb Altern sekundärer Zirkonkristalle in Anorthositen und assoziierten Ilmeniterzen, welche unter anderem neoproterozoische Alterswerte ergaben. Ziel des Vorhabens ist in erster Linie die Bestimmung des genauen Kristallisationsalters und der Herkunft neoproterozoischer basaltischer Magmen. Hierzu sollen folgende Ansätze verfolgt werden: (1) Metamorphe Zirkone, die in Coronastrukturen infolge metamorpher Freisetzung von Zr um Rutil und Ilmenit gewachsen sind, sollen mittels der SIMS U-Pb Methode datiert werden. Die entsprechenden Proben (Anorthosit und Ilmeniterz) stammen von den Kontakten zu den basaltischen Amphibolitgängen, deren Wärme zur Entmischung von Zr und zur Kristallisation von Zirkon geführt hat. (2) Primär-magmatischer Baddeleyit in Amphiboliten soll ebenfalls mittels der SIMS U-Pb Methode datiert werden. Des Weiteren sollen aussagekräftige Spurenelement- und Isotopensignaturen von Mineralen und Gesamtgestein (O, Hf, Nd) bestimmt werden, um die Herkunft der Minerale und ihrer Wirtsgesteine zu klären. Dieser Projektantrag ist ein erster Schritt, um eine Zusammenarbeit zwischen der Universität Heidelberg und dem vorgeschlagenen Mercator-Fellow Prof. Dr. Bodo Weber (CICESE, Mexiko), einem ausgewiesenen Experten für die tektonische Entwicklung Mexikos, zu etablieren. Die erwarteten Ergebnisse sind wichtig sowohl zum Verständnis komplexer tektonischer Zusammenhänge im Neoproterozoikum, als auch zur Entwicklung neuer Datierungsmethoden für komplexe polymetamorphe Gesteine.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen