Struktur und Metamorphose im Norden des Fjällfjäll-Fensters in den Skandinavischen Kaledoniden (Västerbotten, Schweden)

Abstract

Die Entstehung der Skandinavischen Kaledoniden resultiert aus der Kollision Baltikas mit Laurentia. Hierbei kam es zur Ausbildung eines Orogenen Keils, der auf den Baltischen Schild aufgeschoben wurde. Dieser Keil entstand durch die Stapelung verschiedener lithologischer Decken, dem Unteren, Mittleren, Oberen und Obersten Allochthon. Das Mittlere Allochthon diente dabei als Basis und Überschiebungsbahn der mächtigen Deckenkomplexe des Oberen und Obersten Allochthons. In den zentralen Kaledoniden in Västerbotten sind tiefergelegene allochthone Einheiten in tektonischen Fenstern aufgeschlossen. Das Arbeitsgebiet befindet sich innerhalb einer solchen Struktur, dem nördlichen Fjällfjäll-Fenster. Hier sind die Decken des Mittleren und des Oberen Allochthons in einer antiformen Struktur, einem Duplex, aufgeschlossen. Das Obere Allochthon kann in zwei Sub-Decken, die Seve- und Köli-Decke, unterteilt werden, wobei der Kern des Duplexes durch eine Stapelung aller drei Einheiten (Mittleres Allochthon, Seve- und Köli-Decke) aufgebaut ist. Die Umrandung des Fensters besteht ausschließlich aus Gesteinen der Köli-Decke. Alle Einheiten sind regionalmetamorph überprägt. Lithologisch besteht das Mittlere Allochthon hauptsächlich aus Meta-Arkosen, die im Kontaktbereich zum Oberen Allochthon stark mylonitisiert sind. Die Mineralparagenesen dieser Einheit zeigen grünschieferfazielle Druck- und Temperaturbedingungen von bis zu 460°C und 4,2 kbar. Eine jüngere, niedriggradige grünschieferfazielle Überprägung konnte ebenfalls beobachtet werden. Die Seve-Decke des Oberen Allochthons besteht aus granatführenden Meta-Grauwacken. Die Mineralparagenesen deuten auf eine mittlere bis hochgradige amphibolitfazielle Überprägung hin. Die metamorphen Bedingungen werden mit 650°C und 6 kbar angenommen. Vereinzelt zeigen Dünnschliffe aus der Seve- Decke granulitfazielle Relikte, welche auf deutlich höhere metamorphe Bedingungen von über 700°C und 6,5 kbar schließen lassen. Die Köli-Decke ist hauptsächlich aus unterschiedlichen Phylliten aufgebaut. Hier konnten Druck- und Temperaturbedingungen einer oberen Grünschiefer- bis unteren Amphibolitfazies von 550°C und 5 kbar nachgewiesen werden. Beide, die Seve- und Köli- Decke, zeigen ebenso wie das Mittlere Allochthon eine zweite, jüngere grünschieferfazielle Überprägung. Die unterschiedlichen metamorphen Bedingungen erlauben so eine genaue Abgrenzung der Deckenkomplexe und zeigen den Stapelbau der allochthonen Einheiten im Fjällfjäll-Fenster. Während der Aufstapelung der unterschiedlichen Decken bildete sich ein in Richtung Hinterland einfallender Duplex aus, wobei das Mittlere Allochthon mit den Einheiten der Seve- und Köli-Decke intensiv miteinander verschuppt wurden. Dabei wurde die überfahrende Decke, das Obere Allochthon, über die gesamte Aufdomung geschoben („passive roof folding“). Während der Anlage der antiformen Struktur kam es zu duplextypischen Einengungsstrukturen. So konnte im Zentrum des Arbeitsgebietes eine „pop-up structure“ konstruiert werden. Da diese unterhalb des Mittleren Allochthons angelegt ist, wird postuliert, dass die im Westen des Arbeitsgebietes auskartierte deckeninterne Duplex-Struktur des Mittleren Allochthons sich erst nach der „pop-up structure“ ausbildete. Des Weiteren wurde im nördlichen Teil des Fjällfjäll-Fensters eine Rücküberschiebung („out of sequence back thrust“) nachgewiesen, die als letzte, deckenübergreifende Einengung interpretiert wird. Zusammenfassend zeigte sich im Gelände durch eine deutliche Verschuppung der oben genannten Decken der tektonische Stapelbau, der den Kern des nördlichen Fjällfjäll-Duplex repräsentiert. Weiterhin konnte eine inverse Abfolge von niedriggradig metamorphen Einheiten an der Basis zu höhergradig metamorphen Folgen im Top des gesamten Komplexes nachgewiesen werden, was die Entwicklung des paläozoischen Orogenen Keils verdeutlicht.