Zeigt der Pamir intrakontinentale Subduktion oder Delamination der Lithosphäre? Hinweise aus seiner Deformations- und thermischen Geschichte

• Antragsteller: Professor Dr. Jonas Kley; Professor Edward Sobel, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 336677747

Pamir und Alaital gelten seit langem als das beste Beispiel einer aktiven intrakontinentalen Subduktionszone. Diese Art von Plattengrenze ist am wenigsten verstanden, weil es nur wenige moderne Beispiele gibt und alte Analoga durch jüngere Tektonik und Erosion stark verändert sind. Während des letzten Jahrzehnts wurden zahlreiche neue Beobachtungen aus dem immer noch wenig erforschten Pamir-Orogen gewonnen. Zwei Modelle wurden vorgeschlagen, um die nach Süden einfallende seismische Zone ("slab") unter dem Pamir mit ihren markanten mitteltiefen Erdbeben zu erklären. Bisher herrschte die Ansicht vor, dass sie einen intrakontinentalen Subduktionsvorgang abbildet, welcher ozeanischer Subduktion ähnelt und rund 300 km känozoischer Konvergenz zwischen dem Nordpamir und dem Tien Shan erzeugt hat. Dieses Modell sagt voraus, dass im frühen Känozoikum Nordpamir und West-Kunlun nebeneinander lagen und seither durch das Kashgar-Yecheng-Transfersystem (KYTS) versetzt wurden. Starke Verkürzung und Exhumierung sollten im Nordpamir und West-Kunlun gleichzeitig eingesetzt haben. Die Aktivität des KYTS kann gleichzeitig oder etwas später begonnen haben, aber jedenfalls synchron entlang der gesamtenStörungszone. Intrakontinentale Subduktion wird erleichtert, wenn die Kruste im slab dichter als gewöhnlich ist. Wir wollen deshalb, Hinweisen auf ein mesozoisches Backarc-Becken nachzugehen, das im Känozoikum unter den Pamir subduziert wurde.Jüngste Arbeiten schlugen auf der Basis umfangreicher neuer geophysikalischer Daten vor, dass Delamination der Unterkruste und des lithosphärischen Mantels den Pamir-Slab erklären können. In diesem Modell trennt sich die tiefere Lithosphäre des Pamir, bestehend aus Unterkruste und Mantellithosphäre, als zusammenhängende Einheit von der Oberkruste, sinkt und rollt nach Norden zurück. Die Delamination wird durch das Eindringen der indischen Platte in asiatische Kruste erzwungen. Das Abbild der sinkenden Lithosphäre ähnelt einem durch Subduktion gebildeten 'slab'. Da dieses Modell kaum Konvergenz zwischen Pamir und Tien Shan zulässt, kann der heutige Versatz zwischen Pamir und West-Kunlun nicht auf die känozoische Deformation zurückgehen. Das KYTS müsste im Süden angelegt worden sein, nach Norden propagieren und erst spät den Nordpamir erreicht haben. Das Delaminationsmodell funktioniert am besten, wenn Asiens Kruste verdickt und leicht war. Trifft es zu, dann hat das weitreichende Folgen für geodynamische Konzepte, in denen der Pamir als Analog für intrakontinentale Subduktion in alten Orogenen benützt wurde.Die beiden Modelle machen unterschiedliche Voraussagen über die räumlichen und zeitlichen Muster von Deformation und Exhumierung sowie die Art der Kruste im slab. Wir wollen systematisch durch geologische Beobachtungen und thermochronologische Analysen an Vertikalprofilen das Einsetzen und die Beträge der Deformation und Exhumierung im Nordpamir, West-Kunlun und KYTS eingrenzen, um so das plausiblere Modell zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen