8. Schlußfolgerung und Interpretation

Wie in Abb. 7-17 zu erkennen ist, unterscheiden sich die Teil-PT-Pfade der pelitischen Kernschiefer und der migmatitischen Gneise hauptsächlich in dem Punkt, daß die migmatitischen Gneise im petrogenetischen Netz eine größerer Steigung aufweisen. Am Beginn der syn-D2 Metamorphose liegen sie zudem im Bereich von 500-550°C, die Temperaturen zu Beginn der syn-D2 Metamorphose in den pelitischen Kernschiefern liegen im Bereich von 350°C. Zu Beginn der syn-D2 Metamorphose liegen die Temperaturen im Birgi Metagranit bei knapp 550°C und somit im gleichen Bereich wie die migmatitischen Gneise. In der Übersichtskarte in Abb. 1-2 und im Profil durch das Arbeitsgebiet in Abb. 2-1 ist zu erkennen, daß die Einheit der migmatitischen Gneise direkt zwischen zwei Bändern der Einheit des Birgi Metagranits liegt. Aus dem Profil in Abb. 2-1 geht auch hervor, daß die Kontakte zwischen dem migmatitischen Gneis, den pelitischen Kernschiefern und der Deckserie im Norden des Arbeitsgebietes eine nach Norden gerichtete Überschiebung ist. Die prograde Metamorphose während D2 kann als Resultat der nach Norden gerichteten Stapelung der verschiedenen lithologischen Einheiten interpretiert werden (Hetzel 1995). Es wird bisher angenommen, daß der Birgi Metagranit nach D2 und vor D3 intrudierte, weil sich innerhalb des Granites keine kinematischen Indikatoren von D2 finden lassen, die Randbereiche der granitischen Intrusion jedoch die Anzeichen einer nach Süden gerichteten duktilen D3-Zerscherung während der retrograden Metamorphose zeigen (Hetzel 1995). Aufgrund der thermobarometrischen Auswertung muß der Birgi Metagranit vor D2 intrudiert sein, da er durch D2 in größere Krustentiefen gebracht wird (Abb. 7-17).

Aufgrund der Tatsache, daß die Einheit des migmatitischen Gneises gegenüber der Einheit der pelitischen Kernschiefer eine erhöhte initiale Metamorphosetemperatur aufweist, ist davon auszugehen, daß hier eine zusätzliche Wärmequelle wirkte (Abb. 8-1). Da diese Wärmequelle lokal auftritt, ist es wahrscheinlich, daß sie magmatischer Natur gewesen ist und es sich um einen magmatischen Bogen gehandelt hat, der die migmatitischen Gneise aufgeheizt hat. Die Intrusion des Birgi Metagranites kann als ein Indiz für diese magmatische Wärmequelle dienen. Alle Einheiten sind durch die Krustenstapelung in tiefere Krustenniveaus gelangt, was zur fortschreitenden, prograden Metamorphose führte. Der Druckanstieg in den pelitischen Kernschiefern ist hierbei nicht so plötzlich erfolgt wie in den Einheiten des migmatitischen Gneises. Während in den pelitischen Kernschiefern die Krustenstapelung langsam voranschritt, da sie auf die kältere Deckserie aufgeschoben wurden (Abb. 8-1), vollzog sich die Krustenstapelung in der Einheit des migmatitischen Gneises innerhalb kürzerer Zeit, da die Deformationsprozesse durch die höheren Temperaturen erleichtert wurden. Da die Einheiten, die den migmatitischen Gneis überschoben, relativ gesehen kälter waren als der migmatitische Gneis, kam es zur langsameren Aufheizung des Gneises während der Krustenstapelung, was die schnelle Abnahme des PT-Gradienten erklärt. Langsame Aufheizung und schnelle Krustenstapelung sind weiterhin die Erklärung für den schnellen Druckanstieg, der sich in der Entstehung des skelettären, grossularreichen Anwachssaumes (Grt 2) am idioblastischen Kern (Grt 1) äußert, wie er in der Probe 60 des migmatitischen Gneises zu beobachten ist (siehe Elementverteilungsbild Abb. 5-26). Dieser schnelle Druckanstieg mag sich auch in der Probe 58 des migmatitischen Gneises vollzogen haben, obwohl hier keine Granate mit diesem charakteristischen, grossularreichen Anwachssaum auftreten. Zumindest weisen die Granate jedoch einen skelettären Habitus auf, was auf ein schnelles Wachstum aufgrund des Wirkens einer Wärmequelle schließen läßt. Auch in der Probe 58 kommen ähnlich hohe Grossular-Werte vor, wie im Anwachssaum (Grt 2) des Granates in der Probe 60 (Abb. 5-26), nämlich 12 Mol-%. Da die pelitischen Kernschiefer nach Norden auf die kältere Einheiten der Deckserie aufgeschoben wurden, nahm der PT-Gradient während der prograden Metamorphose ab (von 34.97°C/1 km auf 18.45°C/1 km). Die beiden Proben 129 und 148 der pelitischen Kernschiefer befinden sich direkt an der Grenze zwischen Deckserie und pelitischen Kernschiefern. Wie im petrogenetischen Netz (Abb. 7-17) zu sehen ist, erreichen die beiden Proben 129 und 148 nicht die gleichen Maximaltemperaturen wie die Proben 131, 50 und 88, was mit der direkten Nachbarschaft zu der Deckserie zusammenhängen könnte.

Aufgrund der Überschiebungen zwischen der Deckserie und der Kernserie liegt heute eine inverse metamorphe Sequenz vor (Hetzel 1995). Nach dem Metamorphosehöhepunkt, der während oder kurz nach D2 stattfand, nahmen die Druck-Temperaturbedingungen während D3 ab (Hetzel 1995). Die Einheiten wurden durch tektonische Denudation der darüberliegenden Gesteinsserien exhumiert, was mit einer gleichzeitigen D3-Extension einherging. Die nachlassenden Druck-Temperaturbedingungen führten zu der retrograden Metamorphose, die sich unter anderem in der Bildung von Chloritpseudomorphosen nach Granat in den pelitischen Kernschiefern beobachten läßt. Obwohl die PT-Pfade im petrogenetischen Netz ( Abb. 7-17) nur Teil-PT-Pfade sind, ist davon auszugehen, daß im Fall der Kernschiefer ein PT-Pfad im Uhrzeigersinn, im Fall der migmatitischen Gneise ein PT-Pfad im Gegenuhrzeigersinn vorliegt (Abb. 8-1).

Abb. 8-1: Schematisierte Darstellung der tektonischen Vorgänge in den Einheiten der pelitischen Kernschiefer, der migmatitischen Gneise und des Birgi Metagranit, mit interpretativen PT-Pfaden für die pelitischen Kernschiefer und die migmatitischen Gneise.

In Abb. 8-1 sind die tektonischen Vorgänge in den verschiedenen Einheiten dargestellt. Unter (groß) 1. in dem Schema dringt eine Intrusion in die Einheit der migmatitischen Gneise innerhalb eines magmatischen Bogens ein. Aufgrund der erhöhten Temperaturen im magmatischen Bogen erfolgt eine schnelle Überschiebung auf die migmatitischen Gneise durch die Einheit der Augengneise und Kyanit-Glimmer-Schiefer, die heute südlich der migmatitischen Gneise liegen. In dem interpretativen PT-Pfad der migmatitischen Gneise sind im prograden Pfad (kräftige Linie) unter ¬ und ­ die Ereignisse der Intrusion und der Krustenstapelung eingezeichnet. a) und b) markieren die jeweils möglichen retrograden Pfade. Da die migmatitischen Gneise auf die kälteren Kernschiefer aufgeschoben werden, ist der Pfad a) wahrscheinlicher, zudem sind die Kristallisationen des prograden Pfades in den Gesteinen erhalten geblieben sind, was für eine rasche Exhumierung durch Erosion und D3-Extension spricht. Unter (groß) 2. erfolgt die Aufschiebung der migmatitischen Gneise auf die Kernschiefer. Der dadurch entstehende Druck- und Temperaturanstieg bewirkt die prograde Metamorphose in den pelitischen Kernschiefern, durch ® dargestellt. Diese Überschiebung erfolgt langsamer als die Überschiebung der Augengneise auf die migmatitischen Gneise, zusätzlich kühlen die pelitischen Kernschiefer die migmatitischen Gneise ab. Die geringer ausgeprägte Temperaturzunahme in den pelitischen Kernschiefern wird dadurch verstärkt, da die pelitischen Kernschiefer gleichzeitig auf die relativ kalte Deckserie aufgeschoben werden, was durch ¯ in der Grafik angedeutet wird. Die Abkühlung durch die Deckserie innerhalb der pelitischen Kernschiefer muß sich also stärker auswirken, als die Erwärmung durch die migmatitischen Gneise. Die Abnahme des PT-Gradienten in den pelitischen Kernschiefern setzt diese Annahme voraus. Druck und Temperatur nehmen folglich in den pelitischen Kernschiefern kontinuierlich zu. Die metamorphen Temperaturen zu Beginn der D2-Stapelung sind erheblich niedriger als in den migmatitischen Gneisen, da keine Aufheizung durch die magmatische Wärmequelle erfolgte. Aus diesen Gründen sollten die Deformationsprozesse bei diesen Überschiebungsprozessen langsamer ablaufen. In der Darstellung des interpretativen PT-Pfades der pelitischen Kernschiefer sind prograde Metamorphose unter ® , die Abkühlung durch die Deckserie und der Übergang in den dekompressiven Pfad unter ¯ dargestellt. c) und d) markieren auch hier wieder die möglichen Dekompressionspfade. In den pelitischen Kernschiefern sind die Kristallisationen des prograden Pfades ebenfalls erhalten geblieben, was für die rasche Exhumierung spricht. Dies wird durch die Tatsache erhärtet, daß Kyanit während der Dekompression in den pelitischen Kernschiefern stabil bleibt und nicht randlich in Sillimanit umgewandelt wird. Da die Einheit der pelitischen Kernschiefer auf die kältere Deckserie aufgeschoben wird, ist der retrograde Pfad wie in c) dargestellt wahrscheinlicher, als der durch d) markierte.

(21 KB)
Abb. 8-1: Schematisierte Darstellung der tektonischen Vorgänge in den Einheiten der pelitischen Kernschiefer, der migmatitischen Gneise und des Birgi Metagranit, mit interpretativen PT-Pfaden für die pelitischen Kernschiefer und die migmatitischen Gneise.