Göttingen, Univ., Diss., 2000. / Computerdatei im Fernzugriff.

Göttingen, Univ., Diss., 2000. / Computerdatei im Fernzugriff.

Mainz, Universiẗat, Diss., 2001.

Göttingen, Universiẗat, Diss., 2000.

University, Diss., 2003--Heidelberg.

Universiẗat, Diss., 2002--Marburg.

Bei der Cu-Zn-Lagerstätte bei Kupferberg, 10 km nordöstlich von Kulmbach, handelt es sich um Bayerns größten, historischen Buntmetallabbau. Der etwa 4 km lange Zug einzelner, stratiformer Erzlinsen befindet sich im Nordwesten in der parautochthonen Randschiefer Formation und im Südosten in der Prasinit-Phyllit Formation, die ein Teil der allochthonen Münchberger Gneismasse ist. Bisherige Versuche, die Genese der Lagerstätte zu erklären, scheiterten daran, den versatzlosen Übertritt einer stratiformen Lagerstätte über eine regional bedeutende Störungszone zu erklären. U-Pb Zirkondatierungen an mafischen und felsischen Vulkaniten im Umfeld der Lagerstätte bestätigten das Bild eines kambrisch-ordovizischen Extensionsvulkanismus. Das Fehlen von N-MORB-ähnlichen geochemischen Signaturen in den untersuchten Proben der gesamten südwestlichen, saxothuringischen Vogtland Synklinale deutet auf eine gescheiterte Riftbildung am Nordrand Gondwanas hin und setzt somit den geotektonischen Rahmen für die Ablagerung der Wirtsformation(en). Die Cu-Zn-Vererzung selbst liegt hier im Wesentlichen als Vergesellschaftung von Pyrit, Chalkopyrit, Sphalerit, Quarz und Kalzit in kohlenstoffreichem Tonschiefer vor. Die verschiedenen Untersuchungen an den beiden Erzlinsen zeigten, dass in der „St. Veits“ Erzlinse eine syngenetische Pyrit-Anreicherung mit charakteristisch niedrigen Co/Ni-Verhältnissen (ø = 3,7) vorliegt. Darüber hinaus konnte dort noch mindestens eine hydrothermale Pyrit-Generation (Co/Ni-Verhältnis ca. 35) nachgewiesen werden, die nur dort auftritt, wo auch Chalkopyrit angereichert ist und deutlich höhere Co/Ni-Verhältnisse aufweist (ø = 35). Die Ermittlung der Cu-Isotopenverhältnisse des Chalkopyrits zeigte ein δ65Cu-Spektrum von -0,26 bis 0,36 ‰, was stark für eine hydrothermale Anreicherung unter hohen (>250 °C) Temperaturbedingungen spricht. Während sich die Erzlinsen in der Randschiefer und Prasinit-Phyllit Formation hinsichtlich ihrer Sulfid-Mineralogie so ähnlich sind, dass sie bisher immer als eine Lagerstätte angesprochen wurden, erbrachte ein statistischer Vergleich der beiden δ34S-Datensätze, dass es sich hier nur mit einer Wahrscheinlichkeit von ca. 2 % um Stichproben der gleichen Grundgesamtheit handelt. Entsprechend liegen innerhalb der Kupferberger Lagerstätte zwei unterschiedliche Schichten, reich an syngenetischem Pyrit, vor. Die Tatsache, dass das δ34S-Spektrum potentieller Schwefelquellen für die hydrothermale Chalkopyrit-Mineralisation theoretisch sehr groß, de facto aber mit dem δ34S-Spektrum der syngenetischen Sulfidanreicherung fast identisch ist (δ34S = 3,2 ± 0,6 ‰ bzw. δ34S = 3,1 ± 0,9 ‰), spricht für eine schichtinterne Sulfidmobilisierung. Aus den hier erbrachten Ergebnissen wird ein genetisches Modell für die Kupferberger Lagerstätte geschlussfolgert, in dem jeweils eine der zahlreichen sedimentären, Pyrit-reichen Schichten aus der Randschiefer und der Prasinit-Phyllit Formation bei der Überschiebung der Münchberger Gneismasse tektonisch in Kontakt gebracht wurden. Im Zuge eben dieser Raumnahme der allochthonen Masse wurden Teile der Randschiefer Formation unter Grünschiefer-fazielle Bedingungen gebracht. Dabei kam es sowohl zur Freisetzung von Buntmetallen, die vorher zum Großteil in Pyrit gebunden waren, als auch zur Entwässerung der umliegenden Tonschiefer. Durch die überlagernden, impermeablen metamorphen Decken wurde das entstandene metallreiche Fluid an der Überschiebungsbahn kanalisiert. Durch den Druckabfall in der Spröde-Duktil-Übergangszone kam es zum Sieden des aufsteigenden Fluids, was zur Ausfällung der Sulfide führte. Die Bildung bedeutender Erzlinsen erfolgte vor allem dort, wo das übersättigte Fluid auf Pyrit-reiche Schwarzschiefer bzw. Phyllite traf. Da die Abbauwürdigkeit dieser Erzlinsen im Wesentlichen auf die epigenetische Überprägung im Zuge der Deckenüberschiebung zurückzuführen ist, handelt es sich bei der Kupferberger Cu-Zn-Vererzung um eines der seltenen Beispiele für eine tatsächliche metamorphogene bzw. syntektonische Buntmetalllagerstätte. / Kupferberg is located c. 10 km in the east of Kulmbach in Upper Franconia (northeastern Bavaria). The stratiform Cu-Zn deposit represents Bavaria´s largest base metal deposit, for which up to now no decent genetic model existed. In the northeast, the c. 4 km long string of separate, stratiform ore lenses is part of the parautochthonous Randschiefer Formation and in the southeast, it is hosted by the high-grade, allochthonous Münchberg metamorphic complex. None of the previous investigations were able to explain, why this stratiform ore deposit cross-cuts on of the region´s major fault zones without any offset. The ore itself has a remarkably simple mineralogy, it consists mainly of pyrite with variable amounts of chalcopyrite and sphalerite, accompanied by quartz and calcite. Various investigations (among others U-Pb zircon dating, Cu- and S-isotopic analyses) revealed a two-stage genetic model for the Kupferberg Cu-Zn deposit: A syngenetic pyrite-enrichment and a hydrothermal sulfide-enrichment. The latter was the product of a syn-orogenic fluid-expulsion from beneath the Münchberg metamorphic complex, which makes Kupferberg a syntectonic, metamorphogenic base metal deposit.

Zugl.: Tübingen, Univ., Diss., 2003.

The role of feedback between erosional unloading and tectonics controlling the development of the Himalaya is a matter of current debate. The distribution of precipitation is thought to control surface erosion, which in turn results in tectonic exhumation as an isostatic compensation process. Alternatively, subsurface structures can have significant influence in the evolution of this actively growing orogen. <br><br>Along the southern Himalayan front new 40Ar/39Ar white mica and apatite fission track (AFT) thermochronologic data provide the opportunity to determine the history of rock-uplift and exhumation paths along an approximately 120-km-wide NE-SW transect spanning the greater Sutlej region of the northwest Himalaya, India. 40Ar/39Ar data indicate, consistent with earlier studies that first the High Himalayan Crystalline, and subsequently the Lesser Himalayan Crystalline nappes were exhumed rapidly during Miocene time, while the deformation front propagated to the south. In contrast, new AFT data delineate synchronous exhumation of an elliptically shaped, NE-SW-oriented ~80 x 40 km region spanning both crystalline nappes during Pliocene-Quaternary time. The AFT ages correlate with elevation, but show within the resolution of the method no spatial relationship to preexisting major tectonic structures, such as the Main Central Thrust or the Southern Tibetan Fault System. Assuming constant exhumation rates and geothermal gradient, the rocks of two age vs. elevation transects were exhumed at ~1.4 &#177;0.2 and ~1.1 &#177;0.4 mm/a with an average cooling rate of ~50-60 &#176;C/Ma during Pliocene-Quaternary time. The locus of pronounced exhumation defined by the AFT data coincides with a region of enhanced precipitation, high discharge, and sediment flux rates under present conditions. We therefore hypothesize that the distribution of AFT cooling ages might reflect the efficiency of surface processes and fluvial erosion, and thus demonstrate the influence of erosion in localizing rock-uplift and exhumation along southern Himalayan front, rather than encompassing the entire orogen.<br><br>Despite a possible feedback between erosion and exhumation along the southern Himalayan front, we observe tectonically driven, crustal exhumation within the arid region behind the orographic barrier of the High Himalaya, which might be related to and driven by internal plateau forces. Several metamorphic-igneous gneiss dome complexes have been exhumed between the High Himalaya to the south and Indus-Tsangpo suture zone to the north since the onset of Indian-Eurasian collision ~50 Ma ago. Although the overall tectonic setting is characterized by convergence the exhumation of these domes is accommodated by extensional fault systems.<br><br>Along the Indian-Tibetan border the poorly described Leo Pargil metamorphic-igneous gneiss dome (31-34&#176;N/77-78&#176;E) is located within the Tethyan Himalaya. New field mapping, structural, and geochronologic data document that the western flank of the Leo Pargil dome was formed by extension along temporally linked normal fault systems. Motion on a major detachment system, referred to as the Leo Pargil detachment zone (LPDZ) has led to the juxtaposition of low-grade metamorphic, sedimentary rocks in the hanging wall and high-grade metamorphic gneisses in the footwall. However, the distribution of new 40Ar/39Ar white mica data indicate a regional cooling event during middle Miocene time. New apatite fission track (AFT) data demonstrate that subsequently more of the footwall was extruded along the LPDZ in a brittle stage between 10 and 2 Ma with a minimum displacement of ~9 km. Additionally, AFT-data indicate a regional accelerated cooling and exhumation episode starting at ~4 Ma. <br><br>Thus, tectonic processes can affect the entire orogenic system, while potential feedbacks between erosion and tectonics appear to be limited to the windward sides of an orogenic systems. / Welche Rolle Wechselwirkungen zwischen der Verteilung des Niederschlags, Erosion und Tektonik während der Entwicklung des Himalayas über geologische Zeiträume gespielt haben bzw. heute spielen, ist umstritten. Dabei ist von besonderem Interesse, ob Erosion ausschliesslich in Folge tiefkrustaler Hebungsprozesse entsteht und gesteuert wird, oder ob Regionen besonders effektiver Erosion, bedingt durch isostatische Kompensation, die Lokation tektonischer Deformation innerhalb aktiver Orogene beeinflussen können. <br><br>Entlang der südlichen Himalayafront ermöglichen neue thermochronologische 40Ar/39Ar-Hellglimmer- und Apatite-Spaltspur-Alter die Bestimmung der Exhumationspfade entlang eines 120-km-langen NE-SW-gerichteten Profils, dass quer durch die gesamte Sutlej-Region des nordwestlichen, indischen Himalayas verläuft. Dabei deuten die 40Ar/39Ar-Daten in übereinstimmung mit früheren Studien darauf hin, dass zuerst das Kristallin des Hohen Himalayas und anschliessend, südwärts propagierend, das Kristallin des Niederen Himalayas während des Miozäns exhumiert worden ist. Im Gegensatz dazu weisen die neuen Apatit-Spaltspur-Alter auf eine gleichmässige und zeitgleiche Exhumation beider kristallinen Decken entlang des Sutlejflusses. Dieser 80x40 km weite Bereich formt einen elliptischen, nordost-südwest orientierten Sektor erhöhter Exhumationsraten während des Pliozäns und Quartärs. Innerhalb des Fehlerbereichs der Spaltspurmethode zeigen die Alter eine gute Korrelation mit der Höhe, zeigen aber gleichzeitig keine Abhängigkeit zu bedeutenden tektonischen Störungen, wie die "Main Central Thrust" oder dem "Southern Tibetan Fault System". Unter der vereinfachten Annahme konstanter Exhumationsraten deuten zwei verschiedene Höhenprofile auf Exhumationraten in der Grössenordnung von ~1,4 &#177;0,2 und ~1,1 &#177;0,4 mm/a bei einer durchschnittlichen Abkühlrate von ~50-60 &#176;C/m.y. während des Pliozäns bzw. Quartärs hin. Der anhand von Spaltspuraltern bestimmte Sektor verstärkter Exhumation korreliert mit dem Gebiet, das während des Holozäns hohen Niederschlags-, Erosion- bzw. Sedimenttransportraten ausgesetzt ist. Daher vermuten wir, dass die Verteilung von jungen Spaltspuraltern den regionalen Grad der Effiziens von Oberflächenprozessen und fluviatiler Erosion wiederspiegelt. Dies deutet auf einen Zusammenhang zwischen Erosion und der Lokalisierung von Hebung und Exhumation entlang der südlichen Front des Himalayas hin, und zeigt gleichzeitig, dass die Exhumation nicht einfach über die gesamte Front gleichmässig verteilt ist.<br><br>Trotz der Wechselwirkungen zwischen Exhumation und Erosion, die möglicherweise die Entwicklung der südlichen Himalayafront beeinflussen, beobachten wir auch tiefkrustale tektonische Exhumation in ariden Gebieten nördlich des Hohen Himalayas, die vermutlich im Zusammenhang mit plateauinternenen Deformationsprozessen steht. So haben sich zum Beispiel mehrere metaplutonische Gneissdomkomplexe zwischen dem Hohen Himalaya im Süden und der Indus-Tsangpo Suturzone im Norden seit der Indien-Asien Kollision vor ca. 50 Millionen Jahren entwickelt. Obwohl die Dome sich grossräumig in einem kommpressiven Spannungsfeld befinden, werden sie lokal entlang von Extensionsstrukturen exhumiert. Bis heute sind die Ursachen für die Entstehung dieser Prozesse umstritten.<br><br>Entlang der Indisch-Tibetischen Grenze erstreckt sich der fast vollkommen unbeschriebene Leo-Pargil-Gneissdomkomplex (31-34&#176;N/77-78&#176;E) innerhalb des Tethyschen Himalayas. Neue Geländekartierungen, strukturelle und geochronologische Daten der westliche Flanke des Leo Pargil Domes dokumentieren, dass dieser sich entlang zeitlich verbundener Abschiebungssysteme in einem extensionalen Regime entwickelt hat. Im Gelände wird der Dome von einem mächtigen Störungssystem begrenzt, die "Leo Pargil Detachment Zone" (LPDZ). Durch den tektonischen Versatz entlang der LPDZ liegen heute niedriggradig metamorphe Sedimentgesteine im Hangenden neben hochgradigen Gneisen in Liegenden. Unabhängig von der Probenlokation entlang des aufgeschlossenen Störungssystemes ergeben alle neuen 40Ar/39Ar-Hellglimmeralter um die 15 Ma und deuten auf ein regional wichtiges Abkühlungsereignis hin. Im Gegensatz dazu deuten die neuen Apatit-Spaltspuralter (AFT) auf eine kontinuierliche Exhumation der hochmetamorphen Einheiten im Liegenden der LPDZ unter sprödtektonischen Bedingungen zwischen 10 und 2 Ma hin, bei einem minimalen Versatz von ungefähr 9 km. Desweiteren deuten die Apatit-Spaltspur-Daten auf überregionale beschleunigte Abkülhlungs- bzw Exhumationsphase seit 4 Ma.<br><br>Daraus kann gefolgert werden, dass die tektonischen Prozesse die Entwicklung des gesamten Gebirges beflussen können, während potenzielle Wechselwirkungen zwischen Erosion und Tektonik auf die luvwärtigen Gebirgsflanken beschränkt zu bleiben scheinen.

Im Schatten der ausklingenden variszischen Gebirgsbildung erschütterten katastrophale Supervulkanausbrüche vor ca. 300 Millionen Jahren das Spätpaläozoikum Mitteleuropas. Östlich von Leipzig erstreckt sich auf einer Gesamtfläche von 2.000 km² (ca. 10 % der Fläche des Freistaates) der Nordsächsische Vulkanitkomplex, welcher mindestens zwei große Calderen beinhaltet: 1) das Wurzener und 2) das Rochlitzer Vulkansystem. Wobei die Gesteine des Rochlitzer Vulkansystems die größte Verbreitung finden. Ablagerungen dieser intrakontinentalen und großvolumigen Eruptionen dienten zahlreichen historischen Bauwerken als Baustoff. Redaktionsschluss: 27.04.2020