Bentonit-Horizonte in paläozoischen Sedimentfolgen: Tephrostratigraphie und U-Pb-Altersbestimmungen mit magmatogenen Zirkonen

Geschrieben von Michael Kotulla

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Bentonit-Horizonte in paläozoischen Sedimentfolgen: Tephrostratigraphie und U-Pb-Altersbestimmungen mit magmatogenen Zirkonen

 Fragestellung

In paläozoischen Sedimentfolgen treten mitunter Bentonithorizonte einzeln oder in Serie auf. Dabei handelt es sich um Lagen umgewandelter vulkanischer Aschen, die häufig noch magmati­sche Primärbestandteile wie das Mineral Zirkon enthalten. Die aus diesen Horizonten extrahierten Zirkone werden u. a. zur stratigraphischen Korrelation (Zirkon-Tephrostratigraphie) und zur Bestimmung radiometrischer Alter mit der U-Pb-Methode verwendet. Mit einer Auswahl von Isotopenaltern wird schließlich die paläozoische, zeit-relative Systemfolge Kambrium bis Perm geeicht – zu absoluter Zeit^[1]. Hinsichtlich dieser Verknüpfung zwischen einzelnen Probenpunkten, ihrer stratigraphischen Position und Korrelation, und globaler geologischer Zeitskala stellt sich die Frage, wie die einzelnen Isotopenalter konkret ermittelt worden sind.

Waren zuvor Isotopenalter häufig nur für einzelne, weit voneinander entfernte Probenpunkte der zugänglichen Erdkruste ausgewiesen worden, so sind inzwischen für einige Lokalitäten Isotopenalter für zwei oder mehr Bentonithorizonte, mitunter ganze Bentonitserien, publiziert. Diese Konkretisierung – in Verbindung mit einer zunehmend höheren Auflösung radiometrischer Alter – erlaubt, eine abgelagerte Sedimentfolge oder einzelne Abschnitte daraus in unmittelbare Beziehung zu der Bildungszeit zu setzen, die sich aus der Differenz von mindestens zwei isotopendatierten Aschenlagen ergibt. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, ob die jeweilige radiometrisch determinierte Bildungszeit mit einer Zeitindikation harmoniert, die sich aus einer geologisch-sedimentologischen Interpretation der Sedimentfolge herleiten lässt.

[1]  „The science of (…) radiometric dating (…) is an integral partner in the effort of constructing the geologic time scale, contributing the ability to calibrate events in Earth history to absolute time“ (Schmitz 2012a, 115).