Original paper

Subfluenz-Prozesse im Grundgebirgs-Stockwerk Mitteleuropas

[Subfluence Processes in the Basement level of Central Europe]

Behr, Hansjürgen

Kurzfassung

Im Grundgebirgs-Stockwerk Mitteleuropas bestehen für mehrere regionale Einheiten Schwierigkeiten, die Edukt- und Metamorphosealter in bezug auf die für die Metamorphose notwendigen Krustentiefen bei Fehlen der erforderlichen Überdeckungsmächtigkeiten zu erklären. Für die Böhmische Masse und ihrer N-Randzone werden acht Granulit-Belts abgeleitet, die sich aus Assoziationen von retrograden Hochdruck- und prograden Mitteldruckgranuliten zusammensetzen. Bei H2O-Zutritt erhält das Quarzkorngefüge der Granulite durch "hydrolytic weakening" die Funktion eines tektonischen Schmiermittels. Dadurch erwerben die Granulitkörper erhöhte tektonische Mobilität, die sie befähigt, auf Großscherzonen durch die Kruste aufzusteigen. Aus der abnehmenden Dichte des CO2, den aus Flüssigkeit-Einschlüssen ermittelten sinkenden P/T-Bedingungen vom Zentrum der Körper in die Randzonen, dem kontinuierlichen Wechsel der Gitterregelung des Quarzteilgefüges mit Zunahme der blastomylonitischen Umformung, der Richtungsänderung der Streckungslineare vom Zentrum zum Rand u. a. Erscheinungen wird die geologische Entwicklung der Granulitkörper abgeleitet. Die Granulit-Belts kennzeichnen Großscherzonen, die bis in die Unterkruste hinabreichen und auf denen Subfluenz-Prozesse ablaufen. Im abtauchenden Segment werden Magmen mobilisiert, die in höhere Stockwerke aufsteigen und dort magmatische Belts bilden, die sich aus Zonen von differenziertem Alter, Chemismus und unterschiedlicher Struktur aufbauen. Krustenverdickung führt zu isostatischem Ausgleich und zur Freilegung tieferer Stockwerksbereiche mit höhergradiger Metamorphose. Decken- und Überschiebungsbau, Blastomylonit-Horizonte und spezielle Gefügetypen kennzeichnen strukturell die Subfluenzzonen. Im Rückland dieser Zonen können sich schmale Subfluenztröge entwickeln. Für die Böhmische Masse und die Mitteldeutsche Kristallinschwelle wird ein Subfluenzmuster entworfen und am Beispiel des Saxothuringikums näher diskutiert. Die Entwicklung des mitteleuropäischen Grundgebirgs-Stockwerkes wird als ein mehr oder weniger kontinuierlicher geodynamischer Prozeß betrachtet, der im Zeitraum zwischen Oberproterozoikum und dem Ausgang des Varistikum ablief. Demgegenüber zeigt sich im Schiefergebirgs-Stockwerk als Reaktion auf die Tiefenprozesse ein zeitlich differenziertes Bild für die tektono-magmatische und strukturelle Entwicklung in cadomischer, kaledonischer und variskischer Zeit.

Abstract

In several Central European basement complexes difficulties are encountered in explaining the ages of deposition and metamorphism and plutonism in relation to the required depths of burial when appropriate cover thicknesses cannot be reconstructed. In the Bohemian Massif eight granulite belts consisting of retrograde high-P and prograde medium-P granulite associations, garnet ultrabasites, and metagranulitic migmatite gneisses are developed. On access of water the quartz grain fabric of the granulites may act as a lubricant due to hydrolytic weakening of the quartz grains. By this process granulite bodies obtain a specific mobility which allows them to ascend through the crust along major shear zones. The continuous ascent of the granulite bodies is deduced from the decrease of the CO2 densities in fluid inclusions from the changes of the P/T dependent quartz deformation features, from characteristic changes of grain morphology and fabric patterns. The granulite belts delimit major shear zones which extend down to the deeper crust and along which subfluence processes have taken place. In the down-going segment granitoid liquids are mobilized and subsequently emplaced at higher levels where they form belts composed magmatic rocks in zones characterized by different P/T dependent features. These "subfluence" belts show characteristic age structural patterns. The concomitant crustal thickening leads to isostaric recovery, denudation and the eventual exposure of deeper highgrade levels. Subfluence zones are characterized by nappes, thrust structures, blastomylonite horizons, and specific fabric patterns. In the hinterland of subfluence zones narrow subfluence troughs may form. A subfluence pattern for the Bohemian Massif and the Mid-German cristalline swell is proposed and discussed in greater detail for the Saxothuringian region. The central European basement is regarded as having evolved in a more or less geodynamic cycle continuous between the Upper Proterozoic and the end of the Varisric era. By contrast the reactions of the "Schiefergebirgs"-level induced by these deeper seated processes show a more pronounced age differentiation of the tectono-magmatic and structural development in Cadomian-Caledonian and Hercynian rimes.

Keywords

Basement (Saxothuringicum)metamorphic rockmetamorphic zonelithospheresubfluencedisharmonic tectonics Central Europe