Monazite in lithoclasts of suevite impact breccia in the Nördlinger Ries (Bavaria, Germany) and its Th-U-Pb dating by electron probe microanalysis

Im Steinbruch am Lehenberg (auch Lehberg oder Limberg-Nord) im NW-Teil der Megablock-Zone des Nördlinger Rieskraters kommen Granit- und Glimmerschiefer-Lithoklasten in einer polymikten Suevit-Impaktbrekzie vor. Die Lithoklasten zeigen die petrographischen Merkmale der Stoßwellenmetamorphose-Skala, wie Einschlüsse mit diaplektischem Glas, Quarzkörner mit dekorierten planaren Elementen und stark geknickte Glimmer. In petrographischen Dünnschliffen wurde Monazit durch Spektralkartierung mit einem automatisierten Rasterelektronenmikroskop detektiert. Im Rückstreuelektronenbild (BSE) zeigt Monazit die für magmatische und metamorphe Kristallisation typischen Kristallformen sowie die internen Zonierungen und Verteilungsmuster von Th. Nur wenige Monazitkörner zeigen die für Stoßwellenmetamorphose typischen Internstrukturen wie scharf parallel angeordnete Risse, die Lamellen bilden. Mineralchemie und Th-U-Pb-Alter der Monazite wurden mit der Elektronenstrahlmikrosonde bestimmt. Magmatische und metamorphe Monazite zeigen unterschiedliche Zusammensetzungen. In Th + U vs Ca-Koordinaten folgen die metamorphen Monazite dem Cheralith-Substitutions-Trend. Magmatischer Monazit im Alkalifeldspat-Granit hat die höchsten Y2O3-Gehalte (~2 wt%) der untersuchten Proben. In ThO2* vs PbO-Koordinaten definieren die Monazitanalysen Isochronen. In den Glimmerschiefer-Lithoklasten liegen die Th-U-Pb-Monazitalter bei 328 ±3 Ma, 326 ±6 Ma und 324 ±5 Ma und werden als Alter der Metamorphose-Maximaltemperatur und nachfolgender Abkühlung interpretiert. Die Monazit-Isochrone von 328 ±5 Ma im Alkalifeldspat-Granit im Kontakt zum Glimmerschiefer wird als Kristallisationsalter einer synmetamorphen anatektischen Schmelze interpretiert. Sie unterscheidet sich deutlich vom jüngeren Kristallisationsalter des posttektonischen Monzogranits mit seinen 313 ±3 Ma alten Monaziten. Es ergeben sich keine Anzeichen für Verlust von Gesamt-Pb in Monazit durch die Stoßwellenmetamorphose. Die Elektronenstrahlmikrosonden-Th-U-Pb-Alter der Monazite in den Lithoklasten gleichen denen von Graniten und Metapsammopeliten im prä-mesozoischen Basement der westlichen Böhmischen Masse und des Schwarzwalds. Dies belegt, dass im Untergrund des Rieskraters die kristallinen Basementgesteine der Moldanubischen Zone anzutreffen sind.