Vulkane in Sachsen: Der Rochlitz-Supervulkan

Projektlaufzeit

08.09.2016 – 08.08.2019

Projektpartner

Institut für Geologie, TU Bergakademie Freiberg

Projektziele

Erweiterung des Kenntnisstandes zum vulkanosedimentären Schichtenaufbau in Nordwestsachsen und dem Chemnitz-Becken.

Dazu gehörten im Einzelnen die folgenden Fragen:

• Können wir aufgrund der Mineralchemie auf die Kristallisationsbedingungen in der Magmenkammer schließen?
• In welchen Tiefen der Magmenkammer spielten sich die Bildungsprozesse ab?
• Wie alt sind die vulkanischen Eruptionen?
• Was löst die magmatische Aktivität aus und was ist der Indikator der Beckenentwicklung Nordwestsachsens?
• Gibt es genetische Beziehung zu anderen unterpermischen Becken in Sachsen, insbesondere dem Chemnitz Becken?

Projektergebnisse

• Die durchgeführten Uran Blei-Altersdatierungen an den Zirkonen der Rochlitz-Ignimbrite konnten das bisher ermittelte Alter von durchschnittlich 294,4 Ma bestätigen. Dafür wurden verschiedene Techniken (SHRIMP, TIMS) angewendet Die Streuung der Daten deutet auf extrem langlebige Magmenkammern (mehrere Millionen Jahre), welche weltweit bisher selten dokumentiert wurden. Solche Magmensysteme bringen weltweit die gewaltigsten Vulkanausbrüche hervor.
• In Nordwestsachsen gibt es zwei vulkanische Systeme. Beide repräsentieren eigenständige Calderastrukturen mit mächtigen Ignimbritablagerungen. Sie bilden jeweils Supervulkane und zählen mit Durchmessern von 26 und 54 km zu den größten der Welt.
• Mittels der Biotit-Zusammensetzung konnten die Kristallisationsbedingungen in der Magmenkammer rekonstruiert werden. Es wurden Kristallisationstemperaturen von 755 ± 21°C und ein Druck von 4 ± 2 kbar ermittelt. Die Kristallisationstiefe wurde auf 15 km für die obere Magmenkammer des Rochlitz-Systems abgeschätzt.
• Glas- und Mineralzusammensetzungen im Planitz-Ignimbrit (Pechstein) des Chemnitz-Beckens lassen das Magmensystem bis in 40 km Tiefe zurückverfolgen. Schmelzeinschlüsse in Pyroxen zeigen eine primitive pikritische Zusammensetzung, welche auf eine Erdmantelquelle schließen lässt.
• Zur stratigraphischen Abfolge der Einheiten untereinander konnten wichtige Erkenntnisse gewonnen werden.
• Ein genetischer Bezug zwischen dem Rochlitz-Ignimbrit und den pyroklastischen Ablagerungen der Planitz-Formation im Chemnitzbecken erscheint unwahrscheinlich, da die chemischen Signaturen sich deutlich unterscheiden.