Metallogenetic evolution of the East Alpine Paleozoic basement

Zusammenfassung

Paläometallogenetische Skizzen des Ostalpenraumes werden für die Zeitabschnitte Ordoviz/Silur, Devon/Unterkarbon und Oberkarbon/Perm vorgestellt. Mineralisation und tektonische Entwicklung werden im Rahmen eines plattentektonischen Modelles diskutiert, welches mit neueren Ergebnissen aus dem westlichen Europa kompatibel ist:

Eine Gruppe von Mikrokontinenten, welche ursprünglich in einem Ozean nördlich von Gondwana verstreut lag, und welche im hier untersuchten Bereich einen böhmischen, penninischen und süd-/ostalpinen Mikrokontinent umfaßte, driftete seit dem Kambrium nach Norden und war nach räumlich begrenzten Orogenesen im Devon zu einem Mitteleuropäischen Kontinent verschweißt. Darauf entstand südlich davon ein neuer destruktiver Plattenrand mit einer nördlich abtauchenden Subduktionszone, wodurch die Proto-Tethys konsumiert wurde. Im Karbon kollidierte schließlich die Hauptmasse Gondwanas mit dem neu gebildeten Kontinent entlang einer heute im Mediterran-Raum gelegenen Sutur.

Im Gegensatz zur generell konvergenten Tektonik erscheinen die meisten Mineralisationen der Süd- und Ostalpinen Einheiten an Krustendehnung und damit auftretenden Vulkanismus gebunden, welche bis ins Unterkarbon anhielten. Besonders im Ordoviz entspricht dies gut einem „back arc extensional cratonic basin“. Eine metallogenetische Zonierung in Abhängigkeit vom Abtauchen einer Subduktionszone nach dem Anden/Kordilleren-Modell ist nicht zu beobachten. Davon sehr verschieden ist die orogene Situation im Penninikum während des Alt-Paläozoikums, wo die wirtschaftlich wichtige Scheelitvererzung mit ihren Begleitelementen starke Krustenaffinität anzeigt.

Der oberkarbone kalkalkalische Magmatismus des Süd- und Ostalpins sowie des Pennins mit Cu-Pb-Zn-Ag-F-Mineralisation im Süden und erhöhten Be-Bi-F-Li-Mo-W-U-Ge-halten weiter nördlich hat viele Züge eines „back arc magmatic belt“.

Dem orogenen Stadium folgte im Oberkarbon-Perm Molassesedimentation mit U-Vorkommen und Graphit (Kohle), sowie mit saurem Vulkanismus verknüpften (Ba-F-) Cu-Pb-Zn-U-Vererzungen. Erneuerte Zerrung und marine Transgression im obersten Perm führten zur Bildung von Evaporit-Lagerstätten und einer unbedeutenden epigenetischen Fe-betonten Mineralisation im Ostalpinen Raum.

Abstract

Paleo-metallogenetic sketch maps of the East Alpine area are presented for the Ordovician/Silurian, the Devonian/Lower Carboniferous, and the Upper Carboniferous/Permian. Mineralization and tectonic evolution are then discussed in the frame of a plate tectonic model compatible with recent results in Western Europe.

A group of microcontinents originally dispersed in an ocean north of Gondwana, comprising in the investigated area a Bohemian, Penninic and a South/Austro-Alpine microcontinent was sutured after earlier localized orogenies to a Central European continent during the Devonian resulting from a general northward drift from the Cambrian onwards. This was followed by the development of a new destructive plate margin in the South with a northerly dipping subduction zone, enabling the consumption of the Proto-Tethys ocean. Mainland Gondwana then collided with the newly formed continent during the Carboniferous.

Contrary to the generally convergent tectonic pattern most mineralizations in the South/Austro-Alpine area appear associated with crustal extension and related volcanism continuing into the Lower Carboniferous. Especially in the Upper Ordovician this conforms well with the concept of a back arc extensional cratonic basin setting. Metal zoning similar to the Andean/Cordilleran situation cannot be observed. Notably different, however, is the orogenic setting of the Penninic area during the Lower Paleozoic, with an economic scheelite-mineralization and associated trace elements reflecting mainly crustal affinities.

The Upper Carboniferous calc-alcaline magmatism of the South/Austro-Alpine-Penninic area with its Cu-Pb-Zn-Ag-F mineralisation in the South and anomalous Be-Bi-F-Li-Mo-W-U contents further North displays many features of a back arc magmatic belt. The orogenetic stage is followed in the Upper Carboniferous-Permian by molasse with sandstone type U, graphite (coal) and acidic volcanism giving rise to (Ba-F-) Cu-Pb-Zn-U ores. A renewed tensional regime accompanied by marine transgression during the higher Permian produced evaporite deposits and minor epigenetic mineralization dominated by Fe in the Austro-Alpine area.

Résumé

Trois esquisses paléométallogéniques de la région des Alpes orientales sont présentées pour les périodes suivantes: Ordovicien et Silurien, Dévonien et Carbonifère inférieur, Carbonifère supérieur et Permien. Sur cette base, les minéralisations respectives et l'évolution tectonique sont discutées dans le cadre d'un modèle de tectonique de plaques, lequel est compatible avec les résultats récents des recherches en Europe occidentale.

Il s'agit d'un groupe de microcontinents, à l'origine dispersés dans un océan au Nord du Gondwana, comprenant les microcontinents moldanubien, penninique et austroalpin et qui dériva vers le Nord à partir du Cambrien pour se souder, après une orogenèse limitée durant le Dévonien, et former le continent de la « Paléoeurope centrale ». Ensuite s'installa, au Sud, une nouvelle marge de plaque destructive avec une zone de subduction inclinée vers le Nord, résultant dans la résorption de la Proto-Téthys. Au Carbonifère, le Gondwana entra finalement en collision avec ce continet nouvellement formé le long d'une suture aujourd'hui située dans le domaine de la Méditerranée.

En opposition avec la tectonique de convergence, les minéralisation de la région sudaustroalpine sont apparemment liées à une extension de la croûte continentale accompagnée d'un volcanisme bimodal jusqu'au Carbonifère inférieur. Surtout pendant l'Ordovicien supérieur, ceci est comparable à un bassin cratonique extensionnel d'arrière-arc. Une zonation métallogénique dans la dépendance du prolongement d'une zone de subduction, semblable à la situation observée dans les cordillères occidentales des deux Amérique n'est pas évidente. Notablement différent cependant est l'environnement orogénique du Penninique au Paléozoïque inférieur, avec sa minéralisation importante de schéélite et éléments associés qui indiquent une forte affinité avec une croûte continentale.

Le magmatisme calco-alcalin d'âge carbonifère supérieur du Sud-austroalpin et du Penninique, avec une minéralisation de Cu, Pb, Zn, Ag, F au Sud, et des eneurs élevées an Be, Bi, F, Li, Mo, W, U plus au Nord, présente de nombreux traits d'une zone magmatique d'un arrière-arc. Ce stade orogénique fut suivi d'une molasse avec des occurrences de U en roches gréseuses, de graphite (houille), et un volcanisme acide associé à des minéralisations de (Ba-F), Cu-Pb-Zn-U. Un nouveau régime extensionnel accompagné d'une transgression marine produisit au Permien supérieur des dépôts évaporitiques et une minéralisation épigéné tique insignifiante dominée par Fe, dans l'Austroalpin.

Краткое содержание

Составлена палеомет аллогеническая схем а для восточных Альп свит о рдовика/силура, девона/нижнего карбо на и верхнего карбона перми. Обсуждается минерал изация и тектоническое разви тие в рамках модели те ктоники плит, что вполне согла суется с новейшими данными, полученными относительно западн ой Европы. Группа микроматерик ов, расположенных ког да-то в океане севернее Гонд ваны, куда относились богемски й, пеннинский и юго-восточноальпийс кий микроматерики, др ейфовали, начиная с кембрия, на с евер и оказались посл е пространственно огр аниченного орогенеза, в девоне сп аянными с среднеевро пейским материком. В результа те, на юге от него образовался н овый разрушающийся к рай плиты с зоной засасывания, по гружающийся на севере, что привело к появлению Прототет иса. В карбоне имела место коллизия Гондваны с н овообразованным мат ериком вдоль шва, располагающегос я в районе сегодняшнего Средиземноморья. В противоположность к общей конвергентно й тектоники, большенство минерал изаций южных и восточноальп ийских единиц связан о с растяжением Земной к оры и связаный с ним вулканизмом, кот орый продолжался до н ижнего карбона. В ордовике эт о особенно хорошо соот ветствует „back arc extensional cratonic basin“. Металлогенетическо е зонирование в зависи мости от понижения зо ны засасывания по типу А нды/Кордельеры не наблюдается. Зато у словия горообразова ния в ПенниНах во время дре внего палеозоя проявляет б ольшое разнообразие и тут важные в промышленном отнош ении оруднения меелита с е го сопровождающими э лементами проявляют большое ро дставо с Земной корой. Кальциево-щелочный м ага мтизм верхнего ка рбона на юге и востоке Альп, как и в Пеннинах с минерализ ациями Сu, Pb, Zn, Ag и F и повышен ными содержаниями Be, Bi, F, Li, Mo, W, U далее на север, что проявляет черты „back arc magmatic belt“. За орогенной стадией в верхнем карбоне/пер ми следует осадконакопление мо ляссов с залежами урана и гра фита/угля, как и связан ные с кислым вулканизмом р удообразования с (Ва, F) Cu, Pb, Zn и U. Последующее р астяжение и наступле ние моря в верхней перми привели в восто чных Альпах к образов анию залежей эвапоритов и незначительных эпигенетических мин ерализаций железа.