Erzgebirge: Hochdruck- und Ultrahochdruck-Gesteine

Projekt META-Hochdruck: Abgrenzung, Charakteristik und ingenieurgeologische Besonderheiten metamorpher Hochdruck- und Ultrahochdruck-Gesteine des Erzgebirges

Ultrahochdruck-Gneis mit Mikrodiamanteinschluss in Granat
Ultrahochdruck-Gneis mit Mikrodiamanteinschluss in Granat.  © Martin Keseberg, TU Bergakademie Freiberg

Projektlaufzeit:

01.11. 2022 – 30.06. 2025

Projektpartner:

Professur für endogene Geologie, Institut für Geologie, TU Bergakademie Freiberg

Untersuchungsgegenstand:

Während der variszischen Gebirgsbildung entstanden im Erzgebirge verschiedene metamorphe Gesteine, besonders Gneise, Glimmerschiefer und Phyllite sowie Eklogite und Amphibolite, bei unterschiedlichen Druck- und Temperaturbedingungen. Zwei Hauptgruppen von Gesteinen können unterschieden werden:

  • Mitteldruck-Gesteine, die in der variszischen Kollisionszone bei einer Regionalmetamorphose in ca. 30-36 km gebildet wurden,
  • Hochdruck-Gesteine und Ultrahochdruck-Gesteine, die in einer kontinentalen Subduktionszone in 80-150 km Tiefe versenkt wurden.

Heute kommen beide Gesteinstypen an der Erdoberfläche in enger Nachbarschaft miteinander vor. Das heißt, sie müssen aus großen Tiefen durch die Erdkruste nach oben bewegt worden sein. Dabei wurden sie in Scherzonen transportiert und innerhalb der Scherzonen stark deformiert. Dadurch wurden Festigkeit und Integrität dieser Gesteine reduziert. Dies wiederum hat negative Auswirkungen auf die Standfestigkeit und Fluiddurchlässigkeit des Untergrunds, welche für die Sicherheit unterirdischer Bauwerke bestimmten Mindestanforderungen genügen müssen.

Projektziele:

  • Erarbeitung petrologisch-strukturgeologischer Kriterien zur Identifikation von Hochdruck- und Ultrahochdruck-Gesteinen in den vorhandenen lithostratigraphischen Karten, Publikationen der Fachliteratur sowie in bereits vorhandenen Dünnschliffen des Sammlungsbestandes des LfULG
  • Kartierung der Verbreitung der (Ultra)Hochdruck-Gesteine im Erzgebirge
  • Petrologische Untersuchungen an Dünnschliffen zur Bestimmung der Metamorphosebedingungen
  • Zuordnung der Gesteine zu tektonischen Decken sowie Abgrenzung der tektonischen Decken untereinander
  • Erstellen einer Karte der Verbreitung von Gesteinen mit unterschiedlichen Metamorphosebedingungen mit Zugehörigkeit zu den tektonischen Decken
Karte des Erzgebirges mit Probenahmepunkten des Projektes META-Hochdruck
Karte des Erzgebirges mit Probenahmepunkten des Projektes META-Hochdruck.  © Martin Keseberg und Thorsten Nagel, TU Bergakademie Freiberg

Projektergebnisse:

  • Petrologische Arbeiten konnten erfolgreich mit strukturgeologischen-kinematischen Analysen verbunden und zur flächigen Abgrenzung von tektonischen Decken verwendet werden.
  • Der strukturelle Bau des Erzgebirges wurde neu gegliedert. Die vertikale Abfolge der Einheiten wurde in einer Säule schematisch dargestellt.
  • Die Untersuchungen haben gezeigt, dass Hochdruck-metamorphe Gesteine weiter verbreitet sind als bisher angenommen. Belegt wird dies durch eine deutlich weitere Verbreitung von Eklogit-Vorkommen als in bisherigen Modellen berücksichtigt sowie durch metamorphe Mineralvergesellschaftungen in den Gneisen. Die gesamte Obere Gneis-Einheit hat sicher eklogitfazielle Bedingungen erfahren. Auch in die Glimmerschiefer-Einheit sind Hochdruck-metamorphe Gneise eingeschaltet.
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