Variskisches Grundgebirge in Nordost-Bayern und West-Böhmen: Umfeld des Kontinentalen Tiefbohrprogramms KTB

Petrologie, Geochemie und K-Ar/Ar-Ar Altersdatierungen an Metabasiten und Gneisen des KTB-Umfeldes

Projektlaufzeit 1984 bis 1997
Alle Teilprojekte DFG-gefördert

Im Rahmen der KTB-Voruntersuchungen wurden Metabasite, teilweise auch Metapelite aus allen tektono-metamorphen Einheiten des KTB-Umfeldes in Nordost-Bayern und dem benachbarten Westböhmen untersucht. Das Gebiet umfasst die Zone von Erbendorf-Vohenstrauß, die Zone von Tirschenreuth-Mähring,  das Fichtelgebirge, die Zone von Tepla-Domazlice und das benachbarte Moldanubikum.  Die geochemische Zusammensetzung lieferte dabei Hinweise auf die geotektonische Situation der basaltischen Protolithe, aus der Mineralparagenese und der Zusammensetzung der Minerale ließ sich der Metamorphosegrad ableiten. Zahlreiche K-Ar Datierungen, die durch eine Reihen von Ar-Ar Analysen untermauert wurden, informieren über den Zeitpunkt der Abkühlung nach der Metamorphose.  Die Metabasite des Münchberger Gneiskomplexes wurden durch eine kooperierende Arbeitsgruppe untersucht (Eberhard Seidel , Mineralogisches Institut der Universität Köln).

Ergebnisse in:

  • SCHÜSSLER, U., OPPERMANN, U., KREUZER, H., SEIDEL, E., OKRUSCH, M., LENZ, K.-L., RASCHKA, H. (1986): Zur Altersstellung des ostbayerischen Kristallins - Ergebnisse neuer K-Ar Datierungen. - Geologica Bavarica 89: 21-47.
  • SCHÜSSLER, U. (1987): Petrographie, Geochemie und Metamorphosealter von Metabasiten im KTB-Zielgebiet Oberpfalz. - Dissertation, Universität Würzburg.
  • SCHÜSSLER, U., RICHTER, P., OKRUSCH, M. (1989): Metabasites from the KTB Oberpfalz target area, Bavaria - geochemical characteristics and examples for mobile behaviour of "immobile" elements. - Tectonophysics 157: 135-148.
  • KREUZER, H., SEIDEL, E., SCHÜSSLER, U., OKRUSCH, M., LENZ, K.-L., RASCHKA, H. (1989): K-Ar geochronology of different tectonic units at the northeastern margin of the Bohemian Massif. - Tectonophysics 157: 149-178.
  • OKRUSCH, M., SEIDEL, E., SCHÜSSLER, U., RICHTER. P. (1989): Geochemical characteristics of metabasites in different tectonic units of the North-East-Bavarian crystalline basement. - In: EMMERMANN, R. & WOHLENBERG, J. (eds.) The German Continental Deep Drilling Programm (KTB): 67-79, Berlin, Heidelberg, New York (Springer).
  • SCHÜSSLER, U. (1990): Petrographie, Geochemie und Metamorphosealter von Metabasiten im KTB-Zielgebiet Oberpfalz. - Geologica Bavarica, 95: 5-99.
  • OKRUSCH, M., SCHÜSSLER, U., SEIDEL, E., KREUZER, H., RASCHKA, H. (1990): Pre- to early- Variscan magmatism in the Bohemian Massif. - In: FRANKE (ed.): Conference on Paleozoic Orogens in Central Europe - Geology and Geophysics, Field-Guide: 25-35, Göttingen-Giessen.
  • SCHÜSSLER. U., VEJNAR, Z., OKRUSCH, M., ROSE, D., SEIDEL, E. (1992): Geochemistry of metabasites and gabbroic rocks from the Tepla-Domazlice zone. - In: KUKAL, Z. (ed.): Proceedings of the 1st International Conference on the Bohemian Massif 26.9.-3.10.1988 Prag: 247-256.
  • KREUZER, H., VEJNAR, Z., SCHÜSSLER, U., OKRUSCH, M., SEIDEL, E. (1992): K-Ar dating in the Tepla-Domazlice zone at the western margin of the Bohemian Massif. - In: KUKAL, Z. (ed.): Proceedings of the 1st International Conference on the Bohemian Massif 26.9.-3.10.1988 Prag: 168-175.
  • KREUZER, H., HENJES-KUNST, F., SEIDEL, E., SCHÜSSLER, U., BÜHN, B. (1993): Ar-Ar spectra on minerals from KTB and related medium-pressure units. - In: Niedersächs. L.-Amt f. Bodenforschung (Hrsg.): KTB-Report, 93-2: 133-136.
  • FRANKE, W., KREUZER, H., OKRUSCH, M., SCHÜSSLER, U., SEIDEL, E. (1995): Saxothuringian Basin: Exotic Metamorphic Nappes - Stratigraphy, Structure and Igneous Activity. - In: DALLMEYER, R.D., FRANKE, W., WEBER, K. (eds.): Pre-Permian Geology of Central and Eastern Europe: 277-294, Berlin, Heidelberg (Springer).
  • AHRENDT, W., GLODNY, J., HENJES-KUNST, F., HÖHNDORF, A., KREUZER, H., KÜSTNER, W., MÜLLER-SIGMUND, H., SCHÜSSLER, U., SEIDEL, E., WEMMER, K. (1997): Rb-Sr and K-Ar mineral data of the KTB and the surrounding area and their bearing on the tectonothermal evolution of the metamorphic basement rocks. - Geol. Rundsch., 86: 251-257.

Petrologie von Hochdruck-metamorphen Kalksilikatgesteinen des Münchberger Gneiskomplexes

Projektlaufzeit 1993 bis 1994

Die Bohrung Weißenstein in den zentralen Serien des Müncherger Gneiskomplexes durchteuft Eklogite und Hochdruck-metamorphe Gneise mit Zwischenlagen und Boudins aus Kalksilikatgestein. Letztere zeigen die Mineralparagenese Gossular-reicher Granat – Diopsid – Quarz – Zoisit – Klinozoisit – Calcit – Rutil – Titanit. Reaktionen zwischen diesen Mineralen wurden von R. Klemd im System CaO - Al2O3 - SiO2 - CO2 - H2O bei Benutzung eines intern konsistenten thermodynamischen Datensatzes modelliert. Dabei wurde für die Hochdruckmetamorphose ein Mindestdruck von 31 kbar bei 360°C und einem XH2O >0.03 abgeschätzt.

Ergebnisse in:

  • KLEMD, R., MATTHES, M., SCHÜSSLER, U. (1994): Reaction textures and fluid behaviour in very high-pressure calc-silicate rocks of the Münchberg gneiss complex,     Bavaria, Germany. - J. metamorphic Geol., 12: 735-745.

Ultramafische Einschaltungen der Zone Erbendorf-Vohenstrauß im KTB Bohrkern

Projektlaufzeit 1988 bis 2003 

Ultramafische Einschaltungen im KTB-Bohrkern sind Talk-Chlorit-Amphibol-Felse und können auch als Hösbachite bezeichnet werden (nach einer Typlokalität im kristallinen Vorspessart). Die Gesteine wurden auch in verschiedenen Obreflächen-Aufschlüssen des KTB-Umfeldes in der Zone Erbendorf-Vohenstrauß gefunden. Die Zusammensetzung der Gesteine lässt auf basische Kumulate als Edukt schließen. Verwachsungen verschiedener Mg-Fe-Amphibole wurden sowohl im optischen Mikroskop als auch im Raster-Elektronen-Mikroskop und im Transmissions-Elektronen-Mikroskop beobachtet.

Ergebnisse in:

  • v.GEHLEN, K., MATTHES, S., OKRUSCH, M., RICHTER, P., RÖHR, C., SCHÜSSLER, U. (1991): Ultramafische Einschaltungen in Metabasiten der KTB-Vorbohrung. - In: Niedersächs. L.-Amt f. Bodenforschung (Hrsg.): KTB-Report, 91-1: 83-95.
  • MATTHES, S., OKRUSCH, M., RÖHR, C., SCHÜSSLER, U., RICHTER, P., v.GEHLEN, K. (1995): Talc-chlorite-amphibole felses of the KTB pilote hole, Oberpfalz, Bavaria: protolith characteristics and phase relationships. - Mineralogy and Petrology, 52: 25-59.
  • MÜLLER, W.F., SCHMÄDICKE, E., OKRUSCH, M., SCHÜSSLER, U. (2003): Intergrowth between anthophyllite, gedrite, calcic amphibole, cummingtonite, talc and chlorite in a metamorphosed ultramafic rock of the KTB pilot hole, Bavaria. - Eur. J. Mineral., 15: 295-307.

Alter und geologische Stellung der Kupfer-Zink-Lagerstätten von Kupferberg-Wirsberg in den Randserien des Münchberger Gneiskomplexes

Projektlaufzeit 1983 bis 1989

Im Gebiet von Kupferberg-Wirsberg befinden sich die auch heute noch reichsten Cu-Zn-Lagerstätten Bayerns innerhalb der Randserien des Münchberger Gneiskomplexes. Die Lagerstätten wurde vor allem im 13. Jh. intensiv ausgebeutet, später wechselten sich vorübergehende Stillegungen und Abbauphasen immer wieder ab, in den 20er Jahren des letzten Jh. wurde der Abbau letztmals eingestellt. Heute sind fast alle Zugänge verfüllt, die alten Halden weitestgehend überbaut. Bohrkerne, die in den 60er Jahren während der jüngsten Prospektion gezogen wurden, sind inzwischen verworfen. Damit gibt es kaum noch Möglichkeiten, an Material der Lagerstätte zu kommen.
Im Bereich von Kupferberg ist die stratiforme Lagerstätte an eine Abfolge aus schwarzen, teils sapropelitischen Schiefern und kleinen Lagen aus Diabastuff gebunden. Diese Abfolge wurde früher der ordovizischen Randschieferserie zugeordnet. Die Entdeckung eines reichhaltigen Vorkommens von Mikrofossilien (Schüssler) und deren Klassifizierung als Acritarchen (Hamann) und Sporen (Heunisch) des Unterems zeigte jedoch klar ein untedevonische Alter der erzführenden Abfolge.  Im Bereich von Wirsberg ist die Lagerstätte an eine Abfolge aus Phylliten und Grünschiefern (Prasiniten) gebunden. Diese Prsainit-Phyllit-Serie wurde früher als niedriggradig metamorphes Äquivalent der Kupferberger Schiefer angesehen. Eine Datierung der Sedimentation der Phyllite ins oberste Präkambrium (Vendium), der völlig verschiedene Chemismus der basischen Gesteine in beiden Serien sowie die Interpretation der Prasinit-Phyllit-Serie als separate Teildecke des Müncherger Komplexes sprechen gegen diese genetische Verbindung. Das trifft zwangsläufig auch für die in den Serien enthaltenen Vererzungen zu, solange diese als stratiforme, syngenetische Lagerstätten interpretiert werden. Eine Neubearbeitung der Lagerstätten unter diesen Gesichtspunkten wäre sehr wünschenswert, wegen des mangelnden Probenmaterials aber derzeit kaum durchführbar.

Ergebnisse in:

  • SCHÜSSLER, U. (1983): Erläuterungen zur geologischen Kartierung 1:5000 im Paläozoikum des Frankenwaldes auf Blatt 5835 Stdtsteinach mit mikropaläontologischen und geophysikalischen Untersuchungen. - Diplomarbeit, Universität Würzburg.
  • HAMMANN, W., HEUNISCH, C., SCHÜSSLER, U. (1989): Organische Mikrofossilien (Chlorophyta, Acritarcha, Sporae diversae, Scolecodonten) aus den Schichten des Streichengrundes, Unterdevon, im Raum Guttenberg-Kupferberg des Frankenwaldes. - Beringeria 1: 57-113.
  • SCHÜSSLER, U. (1993): Zur geologischen Situation der Erzlagerstätte Kupferberg-Neufang in der Umrahmung der Münchberger Gneismasse. - Z. geol. Wiss., 21 (1/2): 231-236.

Eduktalter und Geochemie der metamorphen Serien der Münchberger Gneismasse

Laufendes Projekt seit 2013

Die Münchberger Gneismasse wird heute als ein etwa schüsselförmiger Rest einer ehemaligen tektonischen Decke verstanden und besteht von außen nach innen bzw. unten nach oben (?) aus den metamorphen Teileinheiten der Prasinit-Phyllit-Serie, der Randamphibolit-Serie, der Liegend-Serie und der Hangend-Serie. Im Grenzbereich zwischen der Liegend- und der Hangend-Serie findet sich eine Reihe einzelner Eklogit-Vorkommen. Während die Eklogite äußerst gut untersucht sind, sind die Kenntnisse zu den übrigen Serien eher karg. Das laufende Projekt hat das Ziel, die Datenbasis zu diesen Serien zu verbessern. Dazu werden die Gesteine der einzelnen Serien genauer und mit modernen Methoden geochemisch charakterisiert. Außerdem wird versucht, mit Hilfe von U-Pb-Datierungen an Zirkonen die Frage nach dem Eduktalter der Serien zu klären, nachdem bislang im Wesentlichen nur Metamorphosealter (um 380 Ma) vorliegen. Die Untersuchungen werden hauptsächlich im Rahmen von Studien-Abschlussarbeiten durchgeführt. Die Arbeiten laufen in Kooperation des Lehrstuhls Geodynamik und Geomaterialforschung der Universität Würzburg mit der TU Berlin und dem GFZ in Potsdam.

Ergebnisse in:

  • KOGLIN, N. et al (2015): Meeting GeoBerlin 2015 abstract 
  • KOGLIN, N., FRANZ, G., SCHÜSSLER, U., GLODNY, J., ZEH, A., GERDES, A., BRÄTZ, H. (in Vorbereitung): Geochronology and geochemistry of nappe protoliths of the Münchberg Massiv, NE Bavaria (Germany) - new aspects for the Cadomian-Variscan evolution of the Saxothuringian Zone.

Alter und geochemische Zusammensetzung der paläozoischen Vulkanite im Frankenwald

Laufendes Projekt seit 2013

Das thüringisch-fränkische Schiefergebirge wird im Wesentlichen von paläozoischen Sedimentabfolgen des Kambriums bis Unterkarbons aufgebaut, größtenteils in der sogenannten Thüringischen Fazies. In der Umgebung der Münchberger Gneismasse zeigen diese Abfolgen mitunter eine abweichende Ausbildung, die sogenannte Bayerische Fazies. In beiden Gebieten ist die paläozoische Sedimentation immer wieder von umfangreicher vulkanischer Aktivität begleitet, die zur Ausbildung mächtiger basaltischer, aber auch saurer Vulkanitvorkommen führte, die heute als Diabase und Keratophyre oder Quarz-Keratophyre vorliegen. Anhand gefritteter oder assimilierter Sedimentanteile läßt sich das Alter mehrerer Vulkanitvorkommen gut eingrenzen. Demnach sind einige Diabasvorkommen silurisch, die meisten aber oberdevonisch. Ein ordovizisches Alter für die Diabase der sogenannten Randschieferserie in der Umrahmung der Münchberger Gneismasse ist durch neue U-Pb Datierungen an Zirkonen nachgewiesen. Das Alter des Quarz-Keratophyr-Vulkanismus ist durch mehrere neue U-Pb Datierungen an Zirkon ebenfalls gut definiert. Die datierten Vulkanite werden anhand ihrer Haupt-, Spuren- und Seltenerd-Elemente außerdem geochemisch charakterisiert, um sie einer plattentektonischer Entwicklung zuordnen zu können.

Ergebnisse in:

  • HÖHN, S., KOGLIN, N., KLOPF, L., SCHÜSSLER, U., TRAGELEHN, H., FRIMMEL, H.E., ZEH, A., BRÄTZ, H. (eingereicht): Geochronology, stratigraphy and geochemistry of Cambro-Ordovician, Silurian and Devonian volcanic rocks of the Saxothuringian Zone in NE-Bavaria (Germany) - new constraints for Gondwana breakup and Rheic ocean islan magmatism. - Int. J. Geosci.