Constraining the near-surface response to lithospheric reorientation: Structural thermochronology along AlpArray geophysical transects

01.09.2017 bis 31.12.2020

Dieser Antrag skizziert ein Projekt in dem die oberflächennahe Reaktion auf tiefe lithosphärische Veränderungen in den Zentral- und Ostalpen, wie zum Beispiel ein Plattenabriß und eine Veränderung in der Subduktionsrichtung, mit einem innovativen Analytik-Modellierungsansatz quantifiziert werden soll. Dieses Projekt folgt dem Hauptziel des SPP 4D-MB und rekonstruiert die 4D Entwicklung der Alpen durch Kopplung von thermochronologischen Datierungen, bilanzierten Profilen und thermisch-kinematischen Modellierungen. Dieser multidisziplinäre Ansatz erlaubt es die kinematische Entstehnungsgeschichte der Alpen seit ca. 30 Ma mit einer hohen Auflösung (Kilometer/Millionen Jahre) zu rekonstruieren. Unter anderem werden wir Orogen-übergreifende Verkürzungsraten und Bewegungsraten von wichtigen Störungen quantifizieren (‚research theme’, RT1-Reorg. of Lithosphere des SPP 4D-MB), und somit andere Projekte ergänzen die den Fokus auf rezente tektonische Bewegungen legen (‘RT4-Motion patterns and Seismicity’ des SPP 4D-MB). Der großmaßstäbliche Ansatz und die Berücksichtigung von diskreten Bewegungen entlang von tektonischen Strukturen wird es ermöglichen die öberflachennahe Reaktion auf tiefe lithosphärische Veränderungen zu quantifizieren (‘RT2-Surface Response’ des SPP 4D-MB).
Wir beabsichtigen 60 neue Proben von geologisch-geophysikalischen Profilen durch die Zentral- und Ostalpen (NFP-20E, TRANSALP, EASI) mit der Apatit und Zirkon (U-Th)/He und der Apatit Spaltspurmethode zu datieren. Diese Probennahmestrategie deckt zum Einen den Bereich ab, in dem ein vermuteter Wechsel in der Subduktionsrichtung stattgefunden hat, und liegt zum Anderen innerhalb der ‚activity fields’ (AF) AF-A (DSEBRA), AF-C (SWAATH C) und AF-D (SWAATH D) des SPP 4D-MB. Letzteres gewährleistet, dass unser Projekt von AlpArray generierten höher auflösenden tektonischen Bild profitiert und dazu beiträgt das geodynamische Verständnis über die Entstehung der Alpen zu verbessern. Hierzu werden wir Abkühlalter mit einem gekoppelten PECUBE-2DMove thermischen-kinematischen Modellierungsansatz unter Verwendung von vorhandenen und in diesem Projekt neu konstruierten bilanzierten Profilen invertieren. Mit 2DMove generierte Bewegungsfelder werden mit einer thermisch-kinematischen Modellierung (PECUBE) in theoretische thermochronologische Alter umgesetzt. Die wahrscheinlichste Kombination (beste Übereinstimmung von theoretischen und gemessenen thermochronologischen Altern) von tektonischer Bewegung und langwelliger lithosphärisch-induzierter Gesteinshebung wird durch eine Inversion der thermochronologischen Daten abgeleitet. Unser beantragtes Projekt wird einen wesentlichen Beitrag für ein besseres Verständnis der 4D Entwicklung der Alpen leisten.