Charakterisierung des avalonisch-cadomischen Basement Europas: U-Pb- und Hf-Isotopensystematik detritischer Zirkone
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Mittelpunkt dieses Vorhabens stand die Entwicklung der in-situ Datierung und Hf-Isotopenanalyse von Zirkonen mittels Laser-Ablation (MC-)ICP-MS und ihrer Anwendung. Die U-Pb Zirkonanalysen lassen sich inzwischen mit gleicher bzw. sogar besserer Reproduzierbarkeit und Spotgröße (20-30µm) als mit der Ionensonde durchführen lassen. Bei Interlaborvergleichstudien zeigten die erzielten Ergebnisse gute Übereinstimmung (<1%) mit ID-TIMS Altern. Somit kann die LA-ICP-MS im Vergleich zu bisherigen Methoden deutlich zeitsparender und kostengünstiger Isotopenverhältnisse mit hinreichender Genauigkeit bestimmen. Die Anwendung auf andere U- und Th-haltige Phasen zeigt das große Potential der entwickelten Methodik für die Datierung und Interpretation von lagerstättenbildenen Prozessen, Alteration und Fluid-Ereignissen. Die Kombination von Hf-Isotopie und U-Pb-Altern erlaubt zwischen Zirkonwachstum und – alteration zu unterscheiden und macht damit erst die eindeutige Interpretation von Altern komplexer Zirkone aus metamorphen Gesteinen möglich. Bei detritischen Zirkonen ermöglicht die kombinierte Analyse die Rekonstruktion und Charakterisierung Terranspezifischer tektonometamorpher Ereignisse. Hauptgegenstand der Untersuchungen waren detritische Zirkone aus neoproterozoischen und frühpaläozoischen Sedimenten zur Charakterisierung und Unterscheidung einzelner Platten der europäischen Terrancollage. Detaillierte Untersuchungen, auch zu regionalen und zeitlichen Variationen der Zirkonaltersspektren, erlaubten bestehende paläogeographische Modelle zu überprüfen und zu verfeinern. Sie ermöglichten auch eine verbesserte Rekonstruktion der Cadomischen Orogenese vom Neoproterozoikum bis frühsten Kambrium und eine verbesserte Zuordnung der verschiedenen Regionen zu potentiellen Liefergebieten. Anhand der Alterspektren ließen sich Sedimente aus unterschiedlichen Bereichen korrelieren oder eben klar differenzieren und verschiedenen Herkunftsgebieten zuordnen. Dabei konnte neben einer Amazonas-Provenance für Sedimente im nördlichen Bereich (Wales, Brabant Massif) und dem Istanbul Terran, als weitere Liefergebiete der SW des Baltischen Schildes, der Westafrikanische Kraton und der Sahra Kraton unterschieden werden. Es zeigte sich außerdem, dass die bearbeiteten Sedimente vor allem von Fragmenten von Gesteinen, die während des letzten geologischen Ereignisses gebildet wurden, dominiert werden. Sedimente also nur bedingt für die Rekonstruktion von Krustenbildung zu verwenden sind. Für ein zuverlässiges Altersspektren einer Region müssen zeitlich und räumlich verschiedene Proben analysiert werden, da häufiger regionale Quellen dominieren. Solche Studien mit statistisch sinnvollen Analysen (>100) pro Probe lassen sich nur mit der LA-ICP-MS durchführen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006) Combined U-Pb and Hf isotope LA-(MC-) ICP-MS analyses of detrital zircons: Comparison with SHRIMP and new constraints for the provenance and age of an Armorican metasediment in Central Germany. Earth and Planetary Science letters, 249: 47-62
Gerdes, A. & Zeh, A.
- (2006). Low-pressure granulites of the Lisˇov Massif, Southern Bohemia: Vise´an Metamorphism of Late Devonian Plutonic Arc Rocks. Journal of Petrology, 47/4: 705-745
Janoušek V, Gerdes A, Vrana St, Finger F, Erban V, Friedl G, Braithwaite CJR
- (2006). SHRIMP U-Pb zircon dating from dolomitic marble, Sulu-Dabie terrane: restriction on the prograde, UHP and retrograde metamorphic ages. Journal of Metamorphic Geology, 24, 569–589
Liu FL, Gerdes A, Liou JG, Xue H & Liang FH
- (2007) The continuum between Cadomian orogenesis and opening of the Rheic Ocean: Constraints from LA-ICP-MS U-Pb zircon dating and analysis of plate-tectonic setting (Saxo-Thuringian zone, NE Bohemian Massif, Germany). In: Linnemann, U., Nance, R.D., Kraft, P. & Zulauf, G., eds., The evolution of the Rheic Ocean: From Avalonian-Cadomian active margin to Alleghenian-Variscan collision: Geological Society of America Special Paper 423, p. 61–96
Linnemann U, Gerdes A, Drost K, Buschmann B.
- (2009). Baltica and Gondwana derived sediments in the Mid-German Crystalline Rise (Central Europe): implications for the closure of the Rheic ocean. Gondwana Research, 17/2-3, 254-263
Zeh A & Gerdes A
- (2009). Zircon formation versus zircon alteration – New insights from combined U-Pb and Lu-Hf in-situ La-ICP-MS analyses of Archean zircons from the Limpopo Belt. Chemical Geology 261 (3-4), 230-243
Gerdes, A. and Zeh, A.
- (2010) Detrital zircon ages of Neoproterozoic sequences of the Moroccan Anti-Atlas belt. Precambrian Research, 181/1-4, 115-128
Abati, J., Aghzer, A.M., Gerdes, A., Ennih, N.
- (2010) Provenance of Neoproterozoic and Early Palaeozoic siliciclastic rocks of the Teplá-Barrandian unit (Bohemian Massif): Evidence from U-Pb detrital zircon ages. Gondwana Research, 18/4
Drost, K. Gerdes, A., Jeffries, T., Linnemann, U., Storey, C.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.gr.2010.05.003) - (2010) The outermost Gondwanan margin in NW Iberia: Provenance, age and sedimentological record (U-Pb and stratigraphic constrains). Gondwana Research, 18/2-3, 375-399
Díez Fernández, R., Martínez Catalán, J. R., Gerdes, A., Abati, J., Arenas, R. Fernández-Suárez, J.
