Fission-track dating of the south-eastern Bohemian massif (Waldviertel,Austria): thermochronology and long-term erosion

Apatite fission-track thermochronology was applied to the outcropping Variscan basement of the south-eastern Bohemian massif in order to resolve its post-Variscan cooling and denudation history. Nineteen samples could be dated by the grain-population method. The ages range from 235 to 90 Ma (Middle Triassic to Middle Cretaceous). Neglecting some local variations, they show a decrease from the western edge of the Moravian Thaya window towards the west and the south. Fission-track length histograms mainly exhibit broad distributions with arithmetic means between 12.3 and 13.4 µm, and standard deviations between 1.5 and 2.0 µm. Thermochronological model calculations of the measured data demonstrate that the apatite fission-track memory of the samples reaches back until the begin of the Cretaceous, and for some samples even until the Permian. The regional fission-track cooling pattern is not related to the limitations and the internal structure of the Moravian Thaya window, which appears to be an elder—probably Late Carboniferous to Permian—tectonic feature. Also the Vitis fault does not delimit areas of different thermochronological behaviour. Therefore, significant vertical offset on that fault can be excluded for the Cretaceous and Cenozoic. Thermochronological model calculations of fission-track ages and length data are consistent with the assumption of regional sedimentary reburial during the Late Cretaceous. The amount of reburial could have attained 1 km. The Cenozoic bulk denudation was in the order of 1 to 3 km.

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Zusammenfassung Die postvariszische Abkühlungs- und Denudationsgeschichte der südöstlichen Böhmischen Masse wurde mittels Apatit-Spaltspuranalyse untersucht. Neunzehn Proben wurden mit der Kornpopulationsmethode datiert. Die Spaltspuralter liegen zwischen 235 und 90 Ma (mittlere Trias bis mittlere Kreide). Abgesehen von kleinen lokalen Abweichungen, nehmen die Alter von der Westecke des Thayafensters in Richtung Süden und Westen ab. Nahezu alle Histogramme der Spurenlängen zeigen relativ breite Verteilungen mit arithmetischen Mittelwerten zwischen 12,3 und 13,4 µm, und mit Standardabweichungen zwischen 1,5 und 2,0 µm. Thermochronologische Modellberechnungen mit den gemessenen Daten zeigen, daß das Apatit-Spaltspurgedächtnis aller Proben mindestens bis zum Beginn der Kreide, für manche Proben sogar bis ins Perm zurückreicht. Die regionale Verteilung der Spaltspurdaten zeigt keine Übereinstimmung mit den Grenzen und dem inneren Bau des Thayafensters, welches eine offenbar ältere—wahrscheinlich oberkarbonische bis permische—tektonische Struktur darstellt. Auch an der Vitisstörung tritt keine sprunghafte Änderung des thermochronologischen Verhaltens der Gesteine auf. Daher kann ein bedeutender kretazischer oder känozoischer Vertikalversatz an dieser Störung ausgeschlossen werden. Thermochronologische Modellberechnungen der Apatit-Spaltspurdaten unterstützen die Annahme einer regionalen Wiederversenkung infolge oberkretazischer Sedimentbedeckung. Die Mächtigkeit der oberkretazischen Sedimente über dem Grundgebirge könnte bis ca. 1 km betragen haben. Der känozoische Gesamtabtrag lag zwischen 1 und 3 km.

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