Fortschritte geowissenschaftlicher Forschung: Mitteilung 24

160 Pages·2000·1.361 MB·English

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FortschrittegeowissenschaftlicherForschung.
DeutscheForschungsgemeinschaft(DFG)
Copyright©2000Wiley-VCHVerlagGmbH
ISBN:978-3-527-27595-3

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UmschlaggestaltungundTypographie:DieterHüsken
Satz:K+VFotosatzGmbH,D-64743Beerfelden
Druck:betz-druckgmbh,D-64291Darmstadt
Bindung:WilhelmOsswald&Co.,D-67433Neustadt
PrintedinGermany
Inhalt
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX
1 Synopse Sonderforschungsbereich 108
Spannung und Spannungsumwandlung
in der Lithosphäre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Karl Fuchs
1.1 Kontinente – Rätsel der Plattentektonik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Zum Thema „Spannung und Spannungsumwandlung
in der Lithosphäre“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Hauptergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3.1 Riftsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.2 Unterkruste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3.3 Weltkarte tektonischer Spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4 Verknüpfung der Schlüsselergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4.1 Stile kontinentalen Riftings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.2 Petrophysikalische Modellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Französisches Zentralmassiv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Chyulu Hills . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Lithosphärischer Mantel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4.3 Die Moho-Wechsel in der Skaligkeit lithosphärischer
Heterogenitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.4 Entkopplung Kruste/Mantel und das tektonische Spannungsfeld
auf Kontinenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.5 Prozesse an der Krusten-Mantel-Grenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.5 Krusten-Mantel-Wechselwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.5.1 KontinentaleTransform-Verwerfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.5.2 Subduktion an Orogenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.6 Schlußfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
FortschrittegeowissenschaftlicherForschung. V
DeutscheForschungsgemeinschaft(DFG)
Copyright©2000Wiley-VCHVerlagGmbH
ISBN:978-3-527-27595-3
Inhalt
1.6.1 Offene Fragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.6.2 Perspektiven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2 Das Zentrallaboratorium für Geochronologie (ZLG)
in Münster – Zwei Jahrzehnte geowissenschaftlicher
Forschung an einer „DFG-Hilfseinrichtung“ . . . . . . . . . . . . . 39
Borwin Grauert, Albrecht Baumann;
unter Mitwirkung von Michael Bröckerund Ulrich Kramm
2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.2 Arbeiten zur methodischen Erweiterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.1 Erfassung, Datierung und Interpretation von Ungleich-
gewichten der Isotopenverteilung von Strontium und Neodym . . . 43
2.3 Untersuchungen zur Frage der Anwendbarkeit
geochronologischer Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.3.1 Einfluß von Gesteinsdeformation,Rekristallisation
und Temperung auf Isotopenverteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.3.2 Einfluß wasserreicher fluider Phasen auf die Isotopenverteilung
in Gesteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.3.3 Interpretationvon U-Pb-Altern akzessorischer Monazite . . . . . . . . 52
2.3.4 Homogenitätsbereicheund „Trennwände“
für den Isotopenaustausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.4 Untersuchungen zu geochronologischen Fragestellungen
einiger ausgewählter Gebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.4.1 Charnockite Indiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.4.2 Gebänderte MetasedimenteNordwestargentiniens . . . . . . . . . . . . 61
2.4.3 Gneise und Relikte einer HP-HT-Metamorphose
im zentralen Schwarzwald . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.4.4 Alter detritischer Zirkone im nordwest-mitteleuropäischen
Paläozoikum (Rheinisches Schiefergebirge, Ardennen,
Brabanter Massiv) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.4.5 Variszische Plutonite des Harzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4.6 Alkaligesteine des Urals, Rußland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.4.7 Magmen des Kaiserstuhls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.4.8 Metamorpher Kernkomplexder Insel Thasos,
Nord-Griechenland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
2.4.9 Isotopengeochemie des Stoffausstauschs in der Fenitaureole
des Iivaara-Alkaligesteinskomplexes,Finnland . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.5 Beiträgezum Kontinentalen Tiefbohrprogramm
der Bundesrepublik (KTB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.5.1 Die Tiefbohrung und ihr Umfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
VI
Inhalt
2.5.2 „Widersprüche“ in der geochronologischen Information
aus der Tiefbohrung und dem Umfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.6 Arbeiten zur Lagerstättengenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.6.1 Blei-Isotopievon Galeniten aus dem Bergbaugebiet
der Anden Zentralperus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
2.6.2 Strontium-Isotopiehydrothermaler Gangminerale
in Lagerstätten Westdeutschlands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
2.7 Beiträgezur Archäometallurgie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.7.1 Blei-Isotopenuntersuchungen an bronzezeitlichen
Verhüttungsprodukten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.7.2 Blei-IsotopiemittelalterlicherGläser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.8 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
2.9 Projekte des ZLG seit 1976 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.10 Verzeichnis der Veröffentlichungen mit Ergebnissen
des ZLG (ohne Kurzfassungen, Dissertationen
und Habilitationsschriften) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
2.11 Verzeichnis der Dissertationen und Habilitationsschriften
mit Ergebnissen des ZLG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Mitglieder der Senatskommission für
Geowissenschaftliche Gemeinschaftsforschung . . . . . . . . . . . 147
VII

Vorwort
Die Mitteilungen der Senatskommission für Geowissenschaftliche Gemein-
schaftsforschung der Deutschen Forschungsgemeinschaft dienen der Informa-
tion über geowissenschaftliche Forschungsvorhaben. Die Geokommission sieht
darin eine Möglichkeit, die Zusammenarbeit in den Geowissenschaften zu för-
dern und die Verbindung zwischen den verschiedenen geowissenschaftlichen
Disziplinen zu stärken.
Dem Anspruch interdisziplinärer Forschung entsprach in besonderer Wei-
se der Sonderforschungsbereich 108 „Spannung und Spannungsumwandlung
in der Lithosphäre“ in Karlsruhe, der ein ausgezeichnetes Beispiel für die mul-
tidisziplinäre Zusammenarbeit vor Ort und die enge Verbindung mit internatio-
nalen Programmen darstellte. So war der 1981 begonnene Sonderforschungs-
bereich von Beginn an eine interfakultative Kooperation von Forschern aus der
Physik, den Geowissenschaften und Bauingenieuren. Eine wichtige und ständi-
ge Herausforderung war zudem die enge Verbindung mit internationalen Pro-
grammen, insbesondere dem damals neu gegründeten Internationalen Litho-
sphären-Programm (ILP), unter dessen Dach der Sonderforschungsbereich bis
zum Ende seiner Laufzeit im Jahre 1995 stand. Das Durchhalten der Multidiszi-
plinarität über die Fakultätsgrenzen hinaus und der ständige Kontakt der Mit-
arbeiter mit international angesehenen Wissenschaftlern im Gastforscherpro-
gramm des Sonderforschungsbereichs schaffte erst die Voraussetzungen zum
Erforschen der komplexen wissenschaftlichen Zusammenhänge, denen sich der
Sonderforschungsbereich in seinem anspruchsvollen Arbeitsprogramm zu stel-
len hatte. In der vorliegenden Mitteilung werden die Hauptergebnisse noch
einmalzusammengefaßt.
Das seit 1976 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft als „Hilfsein-
richtung der Forschung“ geförderte Zentrallaboratorium für Geochronologie in
Münster ist ein weiteres Beispiel erfolgreicher interdisziplinärer Forschung in
den Geowissenschaften. Als nationales Dienstleistungszentrum für die Gewin-
nung geochronologischer Daten nimmt das ZLG inzwischen auch eine Spitzen-
position in der internationalen isotopengeochemischen Forschung ein. Der vor-
liegende Bericht spiegelt eindrucksvoll die in den vergangenen Jahren stetig
zugenommene Bedeutung der Isotopengeochemie und Geochronologie wider,
die inzwischen nicht nur für die Geowissenschaften, sondern in zunehmendem
FortschrittegeowissenschaftlicherForschung. IX
DeutscheForschungsgemeinschaft(DFG)
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ISBN:978-3-527-27595-3
Vorwort
Maße auch für die Umweltforschung, die Archäometrie und die extraterrestri-
sche Forschung an Gewicht gewonnen haben. Die Bedeutung des Zentrallabo-
ratoriums in Münster als Dienstleistungsinstitution im Bereich der Isotopengeo-
chemie wird sich dadurch weiter erhöhen.
Prof. Dr. Hans-Peter Harjes Dr. Ludwig Stroink
– Vorsitzender der Geokommission – – Sekretär –
X