Original paper

Die magmatischen Gänge am Südrand des Kristallins von Ruhla-Brotterode (Thüringer Wald) -- Herkunft der Magmen, Aufstieg und Platznahme im variszischen Spannungsfeld

[Magmatic dykes along the southern margin of the Ruhla-Brotterode Crystalline Complex (Thuringian Forest) - origin of the melts, their ascent and emplacement controlled by the Variscan stress regime.]

Obst, Karsten; Katzung, Gerhard

Kurzfassung

Spätvariszische magmatische Gänge im Kristallin von Ruhla-Brotterode repräsentieren Zufuhrkanäle für Schmelzen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung. Petrographisch-geochemische Untersuchungen an nicht deformierten Gängen im Raum Trusetal geben Auskunft über die Diversität der Schmelzenbildung während des Permosiles. Lamprophyrische Gänge (Kersantite) zeigen einen vermutlich älteren, Alkali-reichen kollisionsgebundenen Magmatismus an. Anreicherungen an großionigen lithophilen Elementen (LILE) und Volatilen bezeugen vorangegangene Subduktionsprozesse im Übergangsbereich zwischen der Saxothuringischen und der Rhenoherzynischen Zone und damit verbundene metasomatische Veränderungen in der Zusammensetzung des Oberen Erdmantels durch fluide Phasen. Eine jüngere Periode magmatischer Aktivitäten äußert sich in einer Vielzahl von Dolerit-, Syenitporphyr- und Granitporphyr-Gängen, die teilweise zusammengesetzte Intrusionen bilden. Annähernd zeilgleich intrudierten tholeiitische Mantelmagmen und krustale Schmelzen. Vermischungsprozesse vor und während der Intrusion führten zur Bildung von hybridisierten Gesteinen vorwiegend trachytischer Zusammensetzung, die mafische, intermediäre und felsische Einschlüsse oder Schlieren enthalten. Richtungsanalysen in Abhängigkeit vom Stoffbestand der Gänge sowie Feldstudien sich kreuzender Gangsysteme belegen räumliche und zeitliche Änderungen des regionalen Spannungsfeldes.

Abstract

Late Variscan magmatic dykes in the crystalline basement of Ruhla-Brotterode represent ascent paths for melts of different composition. Petrological and geochemical studies on samples from undeformed dykes in the area of Trusetal give insight into different melt generation processes during Late Carboniferous to Early Permian times. Lamprophyric dykes (kersantites) indicate an older. alkali-rich magmatism related to collisional movements. The enrichment of LILE and volatiles suggest earlier subduction processes at the border between the Saxothuringian and Rhenohercynian Zones as well as metasomatic overprint of the composition of the upper mantle by fluids. A younger period of magmatic activity is marked by a large number of dykes of varying composition ranging from dolerites to syenitic and granitic porphyries which partly form composite dykes. Tholeiitic mantle magmas and crustal melts intruded nearly simultaneously. Mixing and mingling processes prior to or during emplacement of the melts led to the formation of hybridized rocks mainly of trachytic composition which contain mafic, intermediate or felsic schlieren and enclaves. Analyses of dyke orientation in relation to the petrography of the dyke rocks and field studies of cross-cutting dyke systems indicate spatial and temporal changes of the regional stress field.

Keywords

Hercynian Orogenydike swarmsdike rockskersantitediabasegranite porphyrytwo-mica granitepetrographymajor elementstrace-elementsgeochemistrymeltingemplacement Thuringia GermanyThuringian Forest