TTG-Komplex

Tonalit-Trondhjemit-Granodiorit-Komplexe, kurz TTG-Komplexe oder auch TTG-Suiten, sind typisch für die archaischen Kratone. Die älteste bekannte TTG-Suite befindet sich im Süden Westgrönlands und ist 3,8 Ga alt, leicht verändert treten TTGs auch noch bis ins Phanerozoikum auf. Sie repräsentieren die wahrscheinlich erste und älteste Kontinentale Kruste überhaupt.[1]

Handstück eines Tonalitgneises vom Kaapvaal-Kraton, Südafrika (Kameradeckel zum Größenvergleich)

Chemische Zusammensetzung

TTG-Komplexe bestehen aus Tonaliten, Trondhjemiten und Granodioriten, die sich durch einen besonders hohen Natrium-Gehalt auszeichnen, ansonsten umfasst der Begriff ein weites Feld an chemischen Zusammensetzungen.

Entstehung

Die Entstehung der TTG-Komplexe ist umstritten und fand unter anderen Bedingungen als die moderne Plattentektonik statt, wahrscheinlich wurde bis zum Ende des Archaikums (ca. 2,5 Ga)[2] basaltisches Material (wahrscheinlich frühe ozeanische Kruste) nur überschoben aber nicht tief subduziert. Die TTG-Komplexe könnten das Resultat einer Teilaufschmelzung dieses Materials sein.[3] Im Falle des Isua-Grünsteingürtels gibt es geochemische Übereinstimmung mit einem in der gleichen Einheit vorkommenden älteren eoarchaischen Tholeiit, welcher daher als Ausgangsgestein vermutet wird.[4] Ähnliches gilt für den Pilbara TTG-Komplex, hier kommt im East Pilbara Terrane basaltisches Material vor, welches als Ausgangsgestein des nahen TTG-Komplexes vermutet wird, selbst aber nicht direkt aus dem Erdmantel zu stammen scheint.[3] Wahrscheinlich kam es damals aufgrund des höheren geothermischen Gradienten zu einer raschen Entwässerung der ozeanischen Kruste, weshalb diese nicht so schnell die heute übliche Metamorphose zum wesentlichen dichteren Gestein Eklogit erfuhr. Dadurch wiederum hatte die überschobene ozeanische Kruste vorerst eine geringere Dichte und konnte nicht tiefer subduziert werden.[5] Mit der Zeit erfuhr die überschobene Kruste eine starke Erwärmung, wodurch eine Metamorphose zu Amphibolit und Eklogit sowie eine teilweise Aufschmelzung stattfand. Die Aufschmelzung muss hierbei im Druck-Temperatur-Stabilitätsfeld von Granat – also in mindestens 40 km Tiefe – stattgefunden haben; dies entspricht ausgehend von der heutigen Dicke ozeanischer Kruste etwa dem 4-fachen der normalen Mächtigkeit, ebenso fehlen bei den klassischen archaischen TTG-Komplexen Hinweise auf eine Interaktion wie z. B. Fremdmineraleinschlüsse oder hydrothermale Alterationen der Magmen mit Erdmantelgestein (Peridotit), im Gegensatz zu postarchaischen TTG-Komplexen oder Adakiten. Die durch diese Teilaufschmelzung und eventuelle Fraktionierung entstandenen saureren Magmen stiegen aufgrund ihrer geringeren Dichte auf und intrudierten oder eruptierten.

Literatur

Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 8. Auflage. Springer-Verlag, Berlin u. a. O. 2009, ISBN 978-3-540-78200-1.
R. Taylor, S. McLennan: Planetary Crusts. Their Composition, Origin and Evolution. Cambridge 2009. ISBN 978-0-521-84186-3

Einzelnachweise

Thorsten J. Nagel, J. Elis Hoffmann, Carsten Münker: Generation of Eoarchean tonalite-trondhjemite-granodiorite series from thickened mafic arc crust. In: Geology. 28. Februar 2012, ISSN 0091-7613, S. G32729.1, doi:10.1130/G32729.1 (gsapubs.org [abgerufen am 1. April 2017]).
Huaiyu Yuan: Secular change in Archaean crust formation recorded in Western Australia. In: Nature Geoscience. Band 8, Nr. 10, 1. Oktober 2015, ISSN 1752-0894, S. 808–813, doi:10.1038/ngeo2521 (nature.com [abgerufen am 1. April 2017]).
Tim E. Johnson, Michael Brown, Nicholas J. Gardiner, Christopher L. Kirkland, R. Hugh Smithies: Earth’s first stable continents did not form by subduction. In: Nature. Band 543, Nr. 7644, 9. März 2017, ISSN 0028-0836, S. 239–242, doi:10.1038/nature21383 (nature.com [abgerufen am 1. April 2017]).
Thorsten J. Nagel, J. Elis Hoffmann, and Carsten Münker Generation of Eoarchean tonalite-trondhjemite-granodiorite series from thickened mafic arc crust Geology, G32729.1, first published on February 28, 2012, doi:10.1130/G32729.1
M.G. Bjørnerud and H. Austrheim: Inhibited eclogite formation: The key to the rapid growth of strong and buoyant Archean continental crust. Geology, September, 2004, v. 32, p. 765–768, doi:10.1130/G20590.1

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[1] Thorsten J. Nagel, J. Elis Hoffmann, Carsten Münker: Generation of Eoarchean tonalite-trondhjemite-granodiorite series from thickened mafic arc crust. In: Geology. 28. Februar 2012, ISSN 0091-7613, S. G32729.1, doi:10.1130/G32729.1 (gsapubs.org [abgerufen am 1. April 2017]).

[2] Huaiyu Yuan: Secular change in Archaean crust formation recorded in Western Australia. In: Nature Geoscience. Band 8, Nr. 10, 1. Oktober 2015, ISSN 1752-0894, S. 808–813, doi:10.1038/ngeo2521 (nature.com [abgerufen am 1. April 2017]).

[nature.com-3] Tim E. Johnson, Michael Brown, Nicholas J. Gardiner, Christopher L. Kirkland, R. Hugh Smithies: Earth’s first stable continents did not form by subduction. In: Nature. Band 543, Nr. 7644, 9. März 2017, ISSN 0028-0836, S. 239–242, doi:10.1038/nature21383 (nature.com [abgerufen am 1. April 2017]).

[4] Thorsten J. Nagel, J. Elis Hoffmann, and Carsten Münker Generation of Eoarchean tonalite-trondhjemite-granodiorite series from thickened mafic arc crust Geology, G32729.1, first published on February 28, 2012, doi:10.1130/G32729.1

[5] M.G. Bjørnerud and H. Austrheim: Inhibited eclogite formation: The key to the rapid growth of strong and buoyant Archean continental crust. Geology, September, 2004, v. 32, p. 765–768, doi:10.1130/G20590.1