Metamorphose des Venn-Stavelot-Massivs, nordwestliches Rheinisches Schiefergebirge: Grad, Alter und Ursache

Im Venn-Stavelot-Massiv, nordwestliches Rheinisches Schiefergebirge, ist der prädevonische Untergrund des Rhenoherzynikums großflächig erschlossen. Sowohl die kambroordovizischen Sedimente dieses Untergrunds und die sie durchschlagenden Magmatite als auch die Gesteine des devonischen Mantels wurden metamorph überprägt. Eine detaillierte Analyse dieser metamorphen Beanspruchung ermöglichen die Metasedimente des Salm 2, unteres Ordovizium, und die Gedinne-Metakonglomerate, in denen sich auf Grund ihrer Mn- und Al-reichen chemischen Zusammensetzung kritische Mineralparagenesen bildeten. Das Vorkommen von Paragenesen mit Andalusit, mit Spessartin und mit Rhodochrosit und Quarz in den Salm 2 - Metapeliten des südwestlichen Teils des Massivs (Gebiet Recht-Ottré-Lierneux) zeigt Metamorphosebedingungen von 360-420° C/~2 kb an. Sowohl im äußersten Südwesten (Gebiet Dochamps-Odeigne) als auch im Nordosten (Gebiet Konzen-Paustenbach) war die Metamorphose niedriger-gradig. Für den Nordosten können die maximalen Bedingungen auf 325-345° C/~2 kb geschätzt werden. In der Liennetal-Mulde im Westen betragen die p-T Bedingungen minimal 360-390° C/~2 kb. 400-420° C/~2 kb wurden hier jedoch nicht erreicht. Entgegen früheren Annahmen erfaßte die Metamorphose weite Bereiche sowohl des prädevonischen Kerns als auch des devonischen Mantels am Südrand des Massivs. Das Maximum der Beanspruchung liegt auf dem Südflügel der Venn-Stavelot Antiklinalstruktur. Die in vertikaler und horizontaler Richtung flachen thermischen Gradienten beschreiben die Metamorphose als eine regionale Prägung. Gefügeuntersuchungen zeigen, daß sich die Metamorphose nach einer ersten Deformation der Gesteine ereignete. Zu Beginn des zweiten, sicher varistischen Deformationsprozesses hatte sie bereits ihren Höhepunkt erreicht. Sollte die erste Schieferung kaledonischen Alters sein, wie auf Grund gefügekundlicher Analysen im Gebiet von Ottre-Salmchäteau angenommen werden kann, so erfolgte die Metamorphose während des Endstadiums der geosynklinalen Versenkung der Gesteine und des Beginns der varistischen Deformation dieses Teils der Rheinischen Masse. Ist jedoch die erste Schieferung varistisch, bzw. varistisch wieder aufgelebt, wie Voll (pers. Mitt. 1981) vermutet, so begann die Metamorphose zwischen zwei varistischen Deformationsphasen und erstreckte sich bis in die zweite Phase hinein. Der durchschnittliche geothermische Gradient während der Metamorphose betrug etwa 60° C/km. Während des zweiten Deformationsprozesses herrschten zunächst relativ hohe p-T Bedingungen. Dies folgt aus Mineralparagenesen varistisch induzierter Quarzgänge und der sie umgebenden chemisch veränderten Schiefer. Die Deformation überdauerte jedoch die thermische Beanspruchung. Eine kaledonische Metamorphose läßt sich für die untersuchten kambroordovizischen Gesteine nicht nachweisen.