Ophiolites in scope of geodynamic modeling and metamorphic processes
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Diese Dissertation widmet sich den komplexen Prozessen rund um die Ablagerung von Ophioliten, Gesteinen, die weltweit an den Rändern tektonischer Platten oder in orogenen Zonen zu finden sind. Die Ophiolitsequenz, bestehend aus verschiedenen Gesteinstypen wie Sedimenten, mafischen Doleriten, Kissenlaven, krustalen Kumulaten und Peridotiten, stellt eine Herausforderung beim Verständnis der Mechanismen ihrer Übertragung auf kontinentale Regionen dar. Der Schwerpunkt liegt darauf, die mit den Obduktionsmechanismen verbundenen Komplexitäten, die petrologischen und geodynamischen Prozesse sowie ungelöste Fragen wie Ablagerungszeitskalen, Obduktionsraten und die Struktur metamorpher Sohlen zu adressieren. Die Dissertation verfolgt einen umfassenden Ansatz und integriert geologische, geochemische, geophysikalische und geochronologische Daten. Die Untersuchung konzentriert sich auf kleine ozeanische Becken und schöpft Erkenntnisse aus klassischen Beispielen von Tethyan-Ophioliten. Thermo-mechanische numerische Modelle werden unter Berücksichtigung von Einschränkungen aus früheren Studien eingesetzt, um die Dynamik der Ophioliten-Ablagerung zu klären. Kapitel 2 untersucht den Ablagerungsprozess von Ophioliten aufgrund von Kompressionsbewegungen während des Verschlusses des Neotethys-Ozeans. Ein 2-D numerisches Thermomechanikmodell zeigt, dass kleine ozeanische Becken jung und heiß sein müssen, um auf kontinentale Ränder überstülpen zu können, wobei die Bedeutung von Faktoren wie Konvergenzgeschwindigkeit und der asymmetrischen Struktur der ozeanischen Platte betont wird. In Kapitel 3 untersucht ein 1-D thermomechanisches Modell die Scherwärme während der Ophioliten-Obduktion und erklärt die Wanderung der thermisch erweichten Zone und die Einbeziehung metamorpher krustaler Gesteine in das Ophiolit-Komplex. Das Modell berücksichtigt eine starke Krustenrheologie und Einschränkungen wie niedrige Konvergenzgeschwindigkeit und liefert Einblicke in die scheinbaren metamorphen Gradienten, die in den Oman-Ophioliten beobachtet wurden. Kapitel 4 konzentriert sich auf thermochronologische Berechnungen unter Berücksichtigung von Erosion und variabler Konvergenzgeschwindigkeit. Die Ergebnisse zeigen den Einfluss dissipativer Erwärmung und das Zurücksetzen der isotopischen Uhren in Gesteinen aus tieferen krustalen Schichten und betonen die Auswirkungen von Korngröße und Gesteinstyp auf Altersschätzungen.
Abschließend validiert diese Arbeit erfolgreich die Mechanismen der Ophioliten-Ablagerung und bietet eine umfassende Vision des Prozesses. Die Erkenntnisse, obwohl hauptsächlich für Tethyan-Ophioliten validiert, tragen wertvolle Einblicke in das umfassendere
Verständnis der Ophioliten-Evolution bei und stimmen eng mit Beobachtungen in der Natur überein.