Geochronologische Datierung des Kellerjochgneises und der Porphyroide in der Nördlichen Grauwackenzone (Tirol, Österreich)

Abstract

Für die vorliegende Arbeit wurden acht Aufschlüsse von Metamagmatiten („Kellerjochgneise“) im westlichen Teil der Nördlichen Grauwackenzone – zwischen Schwaz und Hopfgarten im Brixental – für geochronologische Untersuchungen beprobt. Die Proben stammen sowohl aus dem „mittelostalpinen“ Grenzbereich zwischen der Grauwackenzone und dem Innsbrucker Quarzphyllit, als auch aus der „oberostalpinen“ Grauwackenzone selbst. Die beprobten „Kellerjochgneis“-Vorkommen lassen sich petrographisch zum einen in typische Augengneise, ursprünglich magmatische Intrusionen (Granite), zum anderen in Poryphroide, welche als vulkanische Ablagerungen (Heinisch 1980) angesehen werden, unterscheiden. Darüber hinaus zeigen einige Proben eine Mischung aus beidem; sie werden als ehemals aplitische Intrusionen interpretiert. Die aus den Proben separierten Zirkonkristalle wurden mittels LA-ICP-MS geochronologisch datiert. Abladiert wurden hierbei sowohl Kern- als auch Randbereiche der Zirkone. Die geochronologischen Untersuchungen zeigen eine weite Streuung der ermittelten U-Pb-Alter über alle Proben. Ererbte Zirkonkerne besitzen überwiegend panafrikanische beziehungsweise cadomische Alter, aber auch proterozoische und paläozoische Alter wurden nachgewiesen. Aus den Randbereichen und einigen Kernen konnten für jede Probe Konkordia-Alter ermittelt werden, welche zwischen 471 und 461 Ma liegen und als Zeitpunkt der magmatischen Intrusion zu interpretieren sind. Innerhalb dieser Zeitspanne lassen sich sowohl für die Augengneise, als auch für die Porphyroide zwei Altersbereiche von 471 bis 469 und von 465 bis 464 Ma abgrenzen. Die Proben aus den aplitischen Intrusionen besitzen die jüngsten Konkordia-Alter zwischen 462 und 461 Ma. Diese Altersverteilung lässt auf eine mehrphasige, synchrone Platznahme der „Kellerjochgneise“ (Granite) und der Porphyroide schließen, an deren Ende es überwiegend zur Bildung von Apliten kam. Als Herkunftsgebiet für das magmatisch recycelte Material wird aufgrund der panafrikanischen beziehungsweise cadomischen Alter der ererbten Zirkonkerne Gondwana angesehen, was für eine paläogeographische Positionierung der Grauwackenzone am Gondwana-Nordrand spricht.

For this work eight outcrops of metamagmatic rocks (“Kellerjoch Gneisses”) in the western part of the Northern Greywacke Zone between “Schwaz” and “Hopfgarten im Brixental” have been sampled for geochronological analysis. The samples hail from the boundary zone (Middle Austroalpine) between the Greywacke Zone and the Innsbruck Quartz Phyllite as well as from the Greywacke Zone (Upper Austroalpine) itself. A petrographical determination of the sampled “Kellerjoch Gneisses” can be made between typical augen-gneisses (former magmatic intrusions or granites), and “porphyroids”, considered to be acid volcanic deposits (Heinisch 1980). Further-more, a few samples show a mixing between both rock types. They are interpreted as former aplitic intrusions. The separated zircon crystals from the samples have been dated geochronological by LA-ICP-MS analyses. The ablation spots have been positioned in the zircon cores as well as on the crystal rims. A wide scatter of the resulting U-Pb ages appears over all geochronological analysed samples. Inherited zircon cores are predominantly showing pan-african or cadomian ages, but also proterozoic and palaeozoic ages are provided. From the zircon rims and some zircon cores concordia-ages could be determined for all samples, which plot in a time span from 471 to 461 Ma. These concordia-ages are interpreted as the age of the magmatic intrusions. Within that time span the augen-gneisses as well as the “porphyroids” show two separate age cluster at 471 to 469 and 465 to 464 Ma. Only the samples from the aplitic intrusions present younger ages between 462 and 461 Ma. This age pattern points to a polyphase and synchronic emplacement of the “Kellerjoch Gneisses” (granites) and the “porphyroids” with a predominant generation of aplites during the late stage. Because of the pan-african or cadomian ages from inherited zircon cores Gondwana is regarded as the origin for the magmatic recycled material. This points to a palaeographical position of the Northern Greywacke Zone at the northern Gondwana margin.