Trinity Peninsula Group

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Geologische Karte der Antarktischen Halbinsel mit Lage der Trinity Peninsula Group, dunkelblau markiert

Die Trinity Peninsula Group ist eine ca. 500 km lange metamorph überprägte metasedimentäre Sequenz, die weit verbreitet im nördlichen Westen und Osten von Grahamland der Antarktischen Halbinsel (AH) vorkommt. Sie überlagert das dortige kristalline orthogneisischen und paragneisische Grundgebirge. Dessen Alter kann bis zum frühen Ordovizium zurückverfolgt werden.

Aufschlüsse der TPG kommen neben den Vorkommen auf Grahamland auch vor auf der Joinville-Insel, auf der Trinity-Halbinsel, in der Miers Bluff-Formation[1] auf der Livingston-Insel der Südlichen Shetlandinseln und im Scotia Metamorphic Complex[2] der Südlichen Orkneyinseln. Weiterhin sind starke chemische und geochronologische Ähnlichkeiten mit dem Rakaia Terrane[3] vom heutigen Neuseeland vorhanden.

Tektonische Situation

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Während der tektonischen Evolution[4][5] der AH subduzierte die Phoenix-Platte[6] unter die Lithosphärenplatte der Antarktischen Platte am südwestlichen Teil von Proto-Ostgondwana mit Proto-Ostantarktika. In diesem Bereich des Subduktionsregimes waren auch die Lord Howe Rise von Nordzealandia und das Campbell Plateau von Südzealandia betroffen. Der heutige nordöstliche Randbereich der AH mit dem Grahamland hatte tektonischen Kontakt mit dem Block des Proto-Deseado Massif[7] vom Proto-Patagonien-Terran. Dieser Block kollidierte in der mittleren Kreide mit dem North Patagonian Massif[8]. Diese Subduktionsphase kann der Gondwanide-Orogenese[9] zugeordnet werden, die sich am seinerzeitigen Südwestrand Gondwanas erstreckte. Sie erfasste nach heutiger Geographie Bereiche vom heutigen Südamerika, Südafrika, Antarktika, Australien und Neuseeland.

Grundgebirge

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Das kristalline Grundgebirge tritt in lokal ausgedehnten Expositionen im östlichen Grahamland zutage. Am Eden-Gletscher liefern dioritische Gneise frühe ordovizische Protolithalter von 487 und 485 mya und stellen die ältesten vor Ort entstandenen Gesteine dar, die auf der AH aufgezeichnet wurden. Sie weisen auf eine signifikante räumliche Ausdehnung des Magmatismus Proto-Patagoniens während der Famatinian Orogen-Bildung hin[10]. Zirkone in den frühen ordovizischen Protolithen (Ausgangsgesteinen) und in ihnen entwickelte granitische Migmatite dokumentieren zwei Phasen der permischen Metamorphose um 275 mya und um 257 mya, teilweise zusammenfallend mit Diorit-Plutonismus um 272 mya. Am Adie Inlet wurden granitische Migmatite aus Paragneisen auf 276 mya datiert, die um 257 mya durch xenolithreichem Dioritgneise intrudiert wurden. Der Diorit drang auch während einer zweiten Phase der Deformation ein, die die Paragneise eng faltete. In das gesamte Gesteinspaket drangen 259 mya alte intensiv zertrümmerte, megakristalline Granodiorite ein. Südlich von Cabinet Inlet ist eine ganz andere Abfolge mit triassischem Magmatismus um 236 mya erkennbar. Dieser dehnte sich bis zur Joerg-Halbinsel aus. Dortige Migmatite datieren um 224 mya. Weiterer Magmatismus und Deformationen setzten sich am Kap Casey um 209 mya fort.

Sedimentäre Lithostratigraphie

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Die sedimentäre Lithostratigraphie der Trinity Peninsula Group (TPG)[11] wird aufgeteilt in die Hope Bay-, Legoupil-, View Point-, Charlotte Bay- und Paradise Harbour-Formationen. Die meisten Sedimente wurden zwischen dem Perm und der Trias als marine Turbidite abgelagert. Die View Point und die Legoupil Formationen werden auf das späte Karbon bis zum frühen Perm datiert. Sie gehören somit zu den ältesten Sedimentgesteinen der AH.

Turbidite am View Point[12] umfassen große umgestürzte klastische Sedimentgesteine, die ungewöhnlich grobe konglomeratische Linsen innerhalb einer Abfolge von feinkörnigen Sandstein-Mudstone-Schichten beinhalten. Die Ablagerungen erfolgten auf oder am Rand eines submarinen Steilhanges. detritische (verschleppte) Zirkone aus den Sandstein-Mudstone-Schichten datieren um 302 mya. Die Konglomerate bestehen überwiegend aus Quarziten und Graniten und enthalten Gesteinsbrocken mit einem Durchmesser von über 500 Millimeter. Zirkone aus granitoiden Klasten und einer silikatisch-vulkanischen klastischen Ansammlung ergeben Alter von 487 bis 373 mya. Diese Siliziklastika werden als Erosionsprodukte eines magmatischen aktiven Kontinentalrandes interpretiert, der sich wahrscheinlich entlang nahen gondwanischen Sektors Antarktische Halbinsel-Patagonien erstreckte.

Das Alter der Klasten und detritischen Zirkone stimmt gut mit Quellen innerhalb Patagoniens überein, z. B. vom Duque de York Complex[13] im heutigen Patagonien. Außerdem lassen die großen Konglomeratklasten auf eine relativ kurze Transportdistanz schließen, und dass die Sedimentation am oder nahe dem Rand eines Kontinentalrandes stattfand. Regional wurde die TPG-Sedimentsequenz durch mafische bis felsische Plutone und Vulkanite mit überwiegend kalkalkalischen Kontinentalrand-Affinitäten intrudiert. Diese waren vorherrschend auf der gesamten AP.

Während der Gondwanide-Orogenese wurden die Sedimente gefaltet und leicht metamorph überprägt, insbesondere in den nördlichsten Bereichen. Die Metamorphosen ereigneten sich kontinuierlich unter Niedertemperatur- und Niederdruck-Einflüssen. Es entwickelten sich von Prehnit-Pumpellyit-Fazies bis Grünschiefer-Fazies. Außerdem traten Retroarc-Vorlandbecken-Überschiebungen (siehe auch → retro-arc foreland basins) auf. Dabei wurden Randbecken-Klastika auf den Kontinentalrand obduziert.

Der ursprüngliche TPG-Faltengürtel wurde unter subaerischen Einflüssen tief erodiert und eingeebnet und dann entweder von mittel- bis oberjurassischen alluvialen bis limnischen Ablagerungen (im Norden) oder von frühen kreidezeitlichen Laven (im Süden) diskordant (ungleichförmig) überdeckt.

Fossilien

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In einigen, meist feinkörnigen Sandsteinablagerungen, wurden verschiedenen Fossilien gefunden, wie z. B. in der Hope Bay-Formation verschiedene Lebermoose (Jungermanniales), Schachtelhalme (Equisetum), Farne, Nacktsamige Pflanzen (Gymnospermae), wie Palmfarne (Cycadales), Bennettitales, Samenfarne (Pteridospermopsida) und Koniferen (Coniferales) sowie verschiedenartige Käfer (Coleoptera)[14]. Weiterhin finden sich in dieser Formation eine Vielzahl von Spurenfossilien, die als Fressspuren interpretiert werden[15].

In der View Point-Formation fossilierten Teile von orthokonischen Gehäusen, Septen (Kammerscheidewände) und Siphen (Kammerverbindungsstränge) einiger nautiloiden Kopffüßer (Cephalopoda)[16]. In der Legoupil-Formation kommen triassische Muscheln (Bivalen) vor.

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Einzelnachweise

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  1. ↑ R. C. R. Willan, R. J. Pankhurst und F. Hervé: A probable Early Triassic age for the Miers Bluff Formation, Livingston Island, South Shetland Islands. In: Antarctic Science, Volume 6 Issue 3, 12 May 2004
  2. ↑ M. J. Flowerdew, J. S. Daly und T. R. Riley: New Rb-Sr mineral ages temporally link plume events with accretion at the margin of Gondwana. In: Short Research Paper 012 der U.S. Geological Survey and the National Academies
  3. ↑ Peter J. J. Kamp: Possible Jurassic age for part of Rakaia Terrane: implications for tectonic development of the Torlesse accretionary prism. In: New Zealand Journal of Geology & Geophysics, 2001, Vol. 44: 185-203.
  4. ↑ Tom A. Jordan, Teal R. Riley und Christine S. Siddoway: The geological history and evolution of West Antarctic. In: Nature Reviews Earth and Environments, 27. Januar 2020.
  5. ↑ Alex Burton-Johnson und Teal R. Riley: Peninsula Autochthonous v. Accreted Terrane development of continental margins: A revised in situ tectonic history of the Antarctic Peninsula. In: Journal of the Geological Society, 172(6), August 2015.
  6. ↑ Alan D Smith: A plate model for Jurassic to Recent intraplate volcanism in the Pacific Ocean basin. In: Special Paper of the Geological Society of America, 430, January 2007.
  7. ↑ Leandro E. Echavarría, Isidoro B. Schalamuk und Ricardo O. Etcheverry: Geologic and tectonic setting of Deseado Massif epithermal deposits, Argentina, based on El Dorado-Monserrat. In: Journal of South American Earth Sciences, Volume 19, Issue 4, Pages 415-432, September 2005.
  8. ↑ R. J. Pankhurst, C. W. Rapela, C. M. Fanning und M. Márquez: Gondwanide continental collision and the origin of Patagonia. In: Earth-Science Reviews, 76 (2006) 235 – 257.
  9. ↑ Daniel A. Gregori, José Kostadinoff, Leonardo Strazzere und Ariel Raniolo: Tectonic significance and consequences of the Gondwanide orogeny in northern Patagonia, Argentina. In: Gondwana Research, Volume 14, Issue 3, October 2008, Pages 429-450.
  10. ↑ Victor A. Ramos: The Famatinian Orogen Along the Protomargin of Western Gondwana: Evidence for a Nearly Continuous Ordovician Magmatic Arc Between Venezuela and Argentina. In: Tectonic evolution of the Andes, February 2018.
  11. ↑ Paula Castillo, Juan Pablo Lacassies, Carita Ausgustsson und Francisco Hervé: Petrography and geochemistry of the Carboniferous – Triassic Trinity Peninsula Group, West Antarctica: implications for provenance and tectonic setting. In: Geological Magazine, 152 (4), pp 575 - 588, 2015.
  12. ↑ John D. Bradshaw, Alan P. M. Vaughan, Ian L. Millar, Michael J. Flowerdew und andere: Permo-Carboniferous conglomerates in the Trinity Peninsula Group at View Point, Antarctic Peninsula: sedimentology, geochronology and isotope evidence for provenance and tectonic setting in Gondwana. In: Geological Magazine, Volume 149, Issue 4, July 2012.
  13. ↑ Fernando A. Sepúlveda, Sylvia Palma-Heldt, Francisco Hervé und C. Mark Fanning: Permian depositional age of metaturbidites of the Duque de York Complex, southern Chile: U-Pb SHRIMP data and palynology. In: Andean Geology, 37 (2): 375-397. July, 2010.
  14. ↑ Anna Maria Ociepa: Mount Flora, Hope Bay, Antarctic Penisular. In: Management Plan for Antarctic Specially Protected Area, No. 148
  15. ↑ Ismar de Souza Carvalho, Antonio Carlos Sequeira Fernandes, Renato Rodolfo Andreis und Rudolph Allard Johannes Trouw: The Ichnofossils of the Triassic Hope Bay Formation, Trinity Peninsula Group, Antarctic Peninsula. In: Ichnos, 12(3):191-200, July 2005.
  16. ↑ Alan P. M. Vaughan, Charles H. Holland, John D. Bradshaw und Michale R. A. Thomson: Late Ordovician–Silurian orthoconic nautiloid cephalopods in the View Point Formation conglomerate, Antarctic Peninsula. In: Antarctic Science, 24(6), 635–636 (2012).
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