Читать книгу Plattentektonik - Wolfgang Frisch - Страница 34

Metamorphe Dome entwickeln sich aus einem asymmetrischen Rift entlang einer mäßig steil einfallenden großen abschiebenden Störungszone, die nach unten flacher wird und in der mittleren kontinentalen Kruste in eine duktile Scherzone übergeht [Lister & Davis 1989]. Die Scherzone wird dann wieder steiler und durchsetzt die untere Kruste und den lithosphärischen Mantel (Abb. 3.4b). Im Hangendblock, das ist der Block oberhalb der Scherzone, begleiten steilere, ebenfalls gekrümmte Abschiebungen die Scherzone und zerlegen diesen Block in dominoartig zergleitende Schollen (Abb. 3.19). Solche gekrümmte Störungen und Scherbahnen bezeichnet man als listrisch (griech. schaufelförmig). Durch die nach oben konkave Krümmung werden die über den Störungen liegenden Schollen verkippt.

Durch die Bewegung entlang des Abscherungshorizonts gelangen nicht bis sehr schwach metamorphe Gesteine des Hangendblocks mit deutlich höher metamorphen Gesteinen des Liegendblocks, die aus größerer Krustentiefe rasch hochkommen, in tektonischen Kontakt. Die Scherbahn wölbt sich an der Stelle auf, wo der Hangendblock am stärksten ausgedünnt wird, bis dieser durchreißt und der Liegendblock über eine gewisse Strecke an der Oberfläche freigelegt wird (Abb. 3.19). Diese Freilegung wird tektonische Exhumierung genannt. Das Aufsteigen und Freilegen des Liegendblocks führt zu der domartigen Aufwölbung eines tief gelegenen und daher metamorphen Stockwerks aus meist 10 – 20 km Tiefe, die als „Metamorpher Dom“ bezeichnet wird.

Abb. 3.19: Blockbild eines Metamorphen Doms. Durch die Ausdünnung und Zerreißung des Hangendblocks steigt der Liegendblock in einem domartigen Aufbruch von der mittleren Kruste bis an die Oberfläche auf. Die zuerst duktil zerscherten Gesteine (Mylonite; s. Foto) entlang der Scherbahn werden während des Aufstiegs und der damit verbundenen Abkühlung durch bruchhafte Verformung überprägt.

Die große Scherzone zwischen Hangend- und Liegendblock wird unterhalb von etwa 10 km Tiefe duktil verformt, wodurch sich Mylonite bilden. Mylonite sind feinkörnig rekristallisierte Gesteine, die durch starke, aber bruchlose Verformung entstehen. Durch die Aufwölbung gerät die Scherzone rasch in geringere Tiefe und wird durch bruchhafte Verformung überprägt. Neue abschiebende Störungen oder Scherbahnen bilden sich immer wieder heraus und schaffen so ein komplexes Bild von Dehnungsstrukturen.

Ein Charakteristikum der Metamorphen Dome ist die spröde Überprägung der Mylonite schon bald nach deren Bildung. Entlang der Scherzone grenzen Gesteine aus ursprünglich unterschiedlicher Krustentiefe aneinander. Außerdem ist der rasche Aufstieg des Doms charakteristisch: Die tektonische Freilegung benötigt höchstens wenige Millionen Jahre, die Aufstiegsraten können 10 mm/J. – das entspricht 10 km in einer Million Jahren – übersteigen. Eine so rasche Freilegung von Gesteinen kann durch Erosion alleine unmöglich bewerkstelligt werden, Erosionsraten sind in Hochgebirgen eine Größenordnung kleiner und andernorts noch niedriger. Hohe Aufstiegsraten entlang einer flachen Scherzone bedingen entsprechend hohe horizontale Bewegungsraten (Dehnungsraten). Sie können am Höhepunkt mehrere Zentimeter pro Jahr betragen.

Durch den beschriebenen Dehnungs-Mechanismus kann eine Dehnung auf die doppelte Breite, also um 100 %, erfolgen, wie dies für die Basinand-Range-Provinz auch festgestellt wurde. An den Flanken des Doms entstehen mehrere grabenartige Senken über den Grenzen der Kippschollen, die mit Sedimenten verfüllt werden. Die Rücken der Kippschollen sowie der Metamorphe Dom stellen die Erosionsbereiche dar (Abb. 3.19). Die Breite der Basin-and-Range-Provinz von ca. 600 km wird dadurch erreicht, dass Zonen mit Metamorphen Domen hintereinander gestaffelt sind.