Original paper
Altersbestimmungen an der Münchberger Gneismasse, Nordost-Bayern
[Age determinations of the Münchberger Gneismasse, NE Bavaria]
Müller-Sohnius, D.; Drach, V. v.; Horn, P.; Köhler, H.
Neues Jahrbuch für Mineralogie - Abhandlungen Band 156 Heft 2 (1987), p. 175 - 206
30 references
published: Mar 27, 1987
DOI: 10.1127/njma/156/1987/175
ArtNo. ESP154015602004, Price: 29.00 €
Kurzfassung
In dieser Arbeit werden K-Ar-Datierungen an Mineralen vorgelegt, für die Rb-Sr-Alter in einer früheren Untersuchung (Söllner et al. 1981, b) bestimmt wurden. Die zur Datierung benutzten Isotopensysteme der Minerale sind alle bis zu einem gewissen Grad gestört. Bei etwa der Hälfte der untersuchten Biotite tritt Überschußargon auf. Durch Experimente mit stufenweisem Ausheizen lassen sich spezifische Entgasungscharakteristiken nachweisen. Die ungestörten Alter dokumentieren die Abkühlung der Münchberger Gneismasse von 500 auf 300 °C in der Zeit zwischen 400 und 350 Ma, wobei die Abkühlkurve der Liegendserie erst separat verläuft und ab etwa 380 Ma mit der Abkühlkurve der Hangendserie zur Deckung kommt. Eine Rb-Sr-Isochrone an 2 Gesamtgesteinsproben und Klinopyroxenkonzentraten ergibt für die Bildung der Eklogite von Weißenstein und Martinsreuth einen Alterswert von 449±37 Ma. Das 87Sr/Sr Isotopenanfangsverhältnis beträgt 0.7039±0.0001. Unter Hinzunahme von Literaturangaben läßt sich das Alter der Eklogitbildung auf einen Wert von 435±7 Ma einengen. Durch Sm-Nd-Analysen an den Eklogiten wurden εo-Nd-Werte bestimmt. Für den Eklogit von Weißenstein ergibt sich εo = 11.2±0.6 und für den Eklogit von Martinsreuth ist εo = + 5.9±0.6. Damit wird ein Bezug zu typischen MOR-Basalten für das Ausgangsgestein des Eklogits von Weißenstein hergestellt, während dies für den Eklogit von Martinsreuth ausgeschlossen werden kann. Für ihn ergibt sich eher eine Verwandtschaft zu den Basalten von Inselbögen oder ozeanischen Inseln. Werden die von Blümel (1985) beschriebenen Hoch- und Mitteldruckmetamorphosen der Bildung von Eklogiten und Paragneisen zugeordnet, ergibt sich unter Berücksichtigung der Rb-Sr-Isochronendaten von Söllner et al. (1981, a), daß die Liegendund Hangendserie zunächst als örtlich und zeitlich getrennt betrachtet werden müssen. Die Mitteldruckmetamorphose fand in der Liegendserie vor etwa 500 Ma statt. In der Hangendserie ereigneten sich Hoch- und Mitteldruckmetamorphose in verschiedenen Stockwerken etwa gleichzeitig vor 435 Ma. Während der Abkühlung ist eine Mitteltemperaturdeformation bei etwa 370 Ma das erste gemeinsame Ereignis für beide Serien. Im Anhang werden Betrachtungen über die Gültigkeit der Standardabweichung als Fehler für das 87Sr/86Sr-Isotopenverhältnis einer Probe angestellt. Für die sauren und intermediären Gesteine des Nordostbayerischen Kristallins existiert eine naturgegebene Streuung des 87Sr/86Sr-Isotopenverhältnisses einer Probe von 1 σrel = ±0.53.10-3, die bei der Isochronenberechnung berücksichtigt werden muß, wenn die Reproduzierbarkeit des Labors für die Messung des 87Sr/87Sr-Isotopenverhältnisses diesen Wert unterschreitet.
Abstract
K-Ar ages are presented for minerals for which Rb-Sr ages were already determined (Söllner et al. 1981, b). The isotopic systems in the minerals are all disturbed to some extent. About 50 percent of the biotites investigated contain excess-Ar and show specific gas release patterns in stepwise heating experiments. Undisturbed ages document a cooling of the Münchberger Gneismasse from 500 to 300 °C in the time interval from 400 to 350 Ma ago. The cooling curve of the Liegendserie (lower sequence) is initially different from that of the Hangendserie (upper sequence); they overlap after about 380 Ma. The Rb-Sr isochron for two whole rocks and their respective clinopyroxenes gives a formation age of 449±37 Ma for Weißenstein and Martinsreuth eclogites. The 87Sr/86Sr initial ratio is 0.7039±0.0001. By also considering relevant data from the literature, the age for the eclogitisation can be given more precisely as 435±7 Ma. Sm-Nd analyses enabled the determination of εo-Nd values for the eclogites. These are + 11.2 ±0.6 (Weißenstein) and +5.0 ±0.6 (Martinsreuth). This points to a relationship to typical MORB as precurser for eclogite Weißenstein, whereas such a relationship can be excluded for eclogite Martinsreuth. It seems more likely that the latter was derived from island arc- or oceanic island basalts. If high- and medium pressure metamorphoses (Blümel, 1985) led to formation of eclogites and paragneisses, respectively and if Rb-Sr isochron data from Söllner et al. (1981, b) are taken into account, then the Liegendserie and the Hangendserie initially evolved separately in time and space. A medium pressure metamorphosis took place in the Liegendserie about 500 Ma ago. In the Hangendserie high- and medium pressure metamorphoses occurred at about 435 Ma at different structural levels. As the system was cooling down, a medium temperature deformation took place about 370 Ma ago; this was the first event that the two sequences had in common. In an appendix the validity of the standard deviation as error for the 87Sr/86Sr ratio of a sample is discussed. For acid and intermediate rocks from the cristalline complex of NE Bayern there exists a natural scatter of the 87Sr/86Sr ratio of an individual sample of 1 σrel = ±0.53 • 10-3. This has to be taken into account in calculating isochrones if the reproducibility of a laboratory for the determination of the 87Sr/86Sr isotopic ratio falls below that value.
Keywords
K-Ar • Rb-Sr • Sm-Nd dating • Mineral and whole rock analyses • Eclogites • Metamorphoses • Münchberger Gneismasse NE Bayern • standard deviation