Der Rensen-Pluton ist eine oligozäne, syntektonische Intrusion im ostalpinen Grundgebirge Südtirols. Sie besteht vorwiegend aus Granodiorit und Tonalit. Zusammen mit anderen Plutonen bildet sie Teil der periadiatischen Intrusionen, die an der Grenze zwischen Südalpin und zentralem Ostalpin aufdrangen.
Geographie mini|400px|Vals mit Valler Tal gen Norden. Die 2641 Meter hohe Gaisjochspitze rechts oberhalb von Vals wird vom Rensen-Pluton gebildet.
Die langgestreckte, Ost-West-verlaufende, nach der 2473 Meter hohen Rensenspitze benannte Intrusion ist 7 Kilometer lang und bis zu 1,5 Kilometer breit. Sie beginnt am Doppelgipfel der Gaisjochspitze (2641 m) und der Gurnatschspitze bzw. Gurnatsch (2581 m) unmittelbar westlich des Altfasstals, quert das Valler Tal 2 Kilometer nördlich von Vals und endet am Mutakopf (2208 m) (nordöstlich von Mauls) etwa einen Kilometer südwestlich der Plattspitze (2669 m).
Geologie Die Intrusion des Rensen-Plutons war im Oligozän in die mittelostalpinen Alten Gneise zwischen dem Südwestrand des Tauernfensters und dem unmittelbar südlich vorbeilaufenden Defereggen-Antholz-Vals-Lineament erfolgt. Die Alten Gneise setzen sich hier vorwiegend aus Paragneisen, seltenen Orthogneisen und Augengneisen, Granatglimmerschiefern der Grünschiefer- bis unteren Amphibolitfazies, Amphiboliten, Quarziten und gelegentlichen Marmoren zusammen. Nur 1,5 Kilometer weiter südlich zieht die rechtsverschiebende Periadriatische Naht vorbei – die Grenze zum Südalpin, das hier mit dem Brixen-Pluton ansteht. Vom Nordrand des Rensen-Plutons bis zum nördlich gelegenen Tauernfenster sind es nur 500 Meter.
Der Pluton verläuft im Wesentlichen parallel zum Hauptflächengefüge des Altkristallins, Teile des Nebengesteins wurden bei der Intrusion verdrängt und aufgeschmolzen. Dies führte zu lokalen Assimilationen und zur Bildung von Schollenmigmatiten. Eine nur schwach ausgebildete Kontaktzone ist am Nordrand der Intrusion zu beobachten.
Am Nordkontakt zu den alten Gneisen herrscht steiles Einfallen nach Norden vor, am Südrand flacheres Einfallen mit 40 bis 60° in gleicher Richtung. Die Intrusion selbst gliedert sich in eine tonalitische Randzone im Norden und eine granodioritisch-tonalitische Hauptfazies im Süden, die 90 % der Intrusion einnimmt. Die beiden Faziestypen lassen sich makroskopisch gut unterscheiden. Das Dach des Plutons ist nicht mehr vorhanden.
Der Ursprung der Schmelzen entlang der Periadriatischen Naht und dem DAV-Lineament wird von Von Blanckenburg und Davies (1995) als Folgeerscheinung eines Abreißens der subduzierenden Massen gedeutet. Die entlang der Naht entstehenden Magmenkörper fielen dabei wahrscheinlich einer Scherung anheim, erkennbar an der teilweisen Verformung der oligozänen Intrusionen wie beispielsweise dem Bergell-Pluton, dem Adamello-Pluton, dem Rieserferner-Pluton und auch der tonalitischen Lamellen am Nordrand der permischen Intrusionen (Brixen-Pluton).
Petrologie Lithologisch wird der Rensen-Pluton von Granodiorit und Tonalit aufgebaut, wobei letzterer besonders am Nordrand des Plutons vertreten ist. Diorit, Quarzdiorit, Granit, Monzogranit und Ganggesteine erweitern die Variationsbreite des sonst relativ einheitlich aufgebauten Plutons. Der Quarzdiorit bilde kleine ausgelängte Körper innerhalb des Granodiorits und Tonalits. Eine kleine Masse besteht aus foliiertem Zweiglimmergranit (Leukogranit).
Der Granodiorit führt die Minerale Plagioklas, Quarz, Alkalifeldspat und Biotit. Hinzu kommen die Akzessorien Apatit, Titanit, Zirkon, Rutil und Turmalin und die Umwandlungsprodukte Epidot, Chlorit und Muskovit. Der Tonalit besitzt dieselbe Mineralogie, enthält aber zusätzlich noch Hornblende (Aluminium-Eisen-Tschermakit). Seltener Granat tritt im Plagioklas des Quarzdiorits auf.
Das Gefüge des Plutons ist insgesamt hypidiomorph und granophyrisch.
Bei der Kontaktmetamorphose entstanden Skarnminerale wie Wollastonit, Klinozoisit, Phlogopit, Calcit, Vesuvianit und rekristallisierter Quarz.
Das magmatische Geschehen am Rensen-Pluton kann in vier Abschnitte gegliedert werden: Vorläufergänge aus porphyrischem Tonalit und Granodiorit. Die Gänge sind innerhalb der Hauptintrusion nicht anzutreffen, können sich jedoch bis ins Tauernfenster erstrecken. Sie sind stellenweise sehr stark verformt und in unmittelbarer Nachbarschaft der Intrusion kontaktmetamorph überprägt. Pegmatitgänge wurden isoklinal verfaltet. Hauptintrusion Adern und Gänge aus Granit, Aplit, Pegmatit und Quarz. Diese finden sich auch im Pluton. Spätstadium mit feinkörnigen mafischen Gängen, die sämtliche Vorläufer durchschlagen.
Chemische Zusammensetzung Hauptelemente Bei den Hauptelementen zeigt der Rensen-Pluton folgende Zusammensetzung: Oxid Gew. % Diorit Tonalit Granodiorit Granit CIPW-Norm Diorit Tonalit Granodiorit Granit SiO2 54,77 62,98 67,32 69,58 Q 8,89 20,07 25,76 34,00 TiO2 0,80 0,51 0,34 0,27 Or 7,12 10,41 11,80 13,75 Al2O3 18,99 16,90 16,15 16,34 Ab 21,29 25,38 28,00 19,61 Fe2O3 An 36,94 27,43 22,62 18,86 FeO 7,07 (tot) 4,59 (tot) 3,22 (tot) 3,74 (tot) C 0,24 3,09 MnO 0,15 0,09 0,06 0,04 Il 1,52 0,97 0,65 0,52 MgO 3,87 2,42 1,96 1,80 Mt 1,34 0,88 0,60 0,72 CaO 8,23 6,07 4,56 3,80 Hy 18,02 11,26 9,22 9,67 Na2O 2,52 3,00 3,31 2,32 Di 2,23 1,82 K2O 1,21 1,76 2,00 2,33 Ap 0,43 0,16 P2O5 0,19 0,07 Mg# 0,55 0,54 0,57 0,51 K2O/Na2O 0,48 0,59 0,60 1,00 Al/Na+K 3,49 2,47 2,12 2,58 Al/Na+K+Ca 0,93 0,94 1,02 1,23 A'/F - 0,04 - 0,05 0,06 0,37 Der Rensen-Pluton gehört der kalkalkalischen Gesteinsserie an und zeigt TTG-Affinität. Die Magmatite sind vorwiegend normal kalkalkalisch mit einem sanft verlaufenden Fraktionierungstrend von Quarzdiorit hin zu Granodiorit; der Leukogranit ist jedoch hiervon abgesetzt, da er dem Hoch-K-Typus (englisch high-K-calcalkaline oder abgekürzt HKCA) angehört, erkennbar an seinem hohen K2O/Na2O. Der Leukogranit besitzt starke Ähnlichkeit mit Krustengesteinen, was sowohl die Strontium-Neodym-Isotopensystematik als auch ererbte prämagmatische Komponenten in der Zirkonpopulation anbelangt. Es wird daher angenommen, dass er durch Krustenanatexis entstand.
Der SiO2-Gehalt der Gesteine reicht von 52 bis zu 72 Gewichtsprozent, sie sind somit intermediär bis sauer. Negativ korreliert mit SiO2 sind TiO2, Al2O3, FeO (tot), MgO, MnO und CaO. Positiv korreliert sind Na2O und K2O. Sämtliche Gesteine führen in der CIPW-Norm Quarz und sind daher an SiO2 übersättigt.
Was die Aluminosität anbelangt, so sind Diorit und Tonalit hypoaluminos (A'/F < 0), der Granodiorit ist normal aluminos und der Leukogranit hyperaluminos. Die ersten drei sind an Aluminium untersättigt bzw. metaluminos, wohingegen der Leukogranit an Aluminium übersättigt bzw. peraluminos ist. In der Norm führen Granodiorit und Granit Korund, Anzeiger für Übersättigung an Aluminium (Peraluminosität). In Diorit und Tonalit tritt an die Stelle von Korund normativer Diopsid.
Die Gesteine gehören vorwiegend dem intrusiven I-Typus an, erkennbar an Al/Na+K+Ca < 1,1. Auch hier bildet der Leukogranit eine Ausnahme, da er einen sedimentär kontaminierten S-Typus darstellt. Das K2O/Na2O-Verhältnis für MgO > 3 Gewichtsprozent bewegt sich zwischen 0,4 und 0,6 (ausgenommen der Leukogranit mit 1,0), die Gesteinsproben sind daher Natrium-betont und setzen sich recht deutlich vom Zinsnock-Pluton und auch vom Rieserferner-Pluton ab, welche mehr in Richtung Kaliumvormacht tendieren. Die Magnesiumzahlen bewegen sich zwischen 0,51 und 0,57, typisch für Diorit, jedoch recht hoch für Granodiorit und Granit.
Spurenelemente mini|400px|Zr-Sr-Diagram zur Unterscheidung der Gesteinsgruppen des Rensen- (rot) und des Rieserferner-Plutons (blau). Die beiden Intrusionen setzen sich voneinander ab, der Rensen-Pluton hat höhere Zirkonium-Gehalte. Die Pfeile geben die beiden Fraktionierungstrends an.
Spurenelement ppm Diorit Tonalit Granodiorit Granit Zr 124 158 118 92 Rb 49 68 103 126 Sr 343 368 451 457 Ba 260 456 640 489 Bei den Spurenelementen sind mit SiO2 positiv korreliert Barium, Rubidium und Tantal, wobei Rb und Ta insbesondere im Leukogranit starke Anreicherung aufweisen. Die Strontiumwerte überdecken im Rensen-Pluton den Bereich 340 bis 600 ppm und sind somit eindeutig höher als beim Rieserfener-Pluton, dessen Sr-Werte zwischen 100 und 500 ppm streuen. Sie manifestieren eine Zunahme von Diorit zu Granit. Bei ähnlichen Rb-Werten (zwischen 50 und 130 ppm) bedingt dies ein signifikant niedrigeres Rb/Sr-Verhältnis. Die Hauptmasse der Zr-Werte variiert zwischen 90 und 160 ppm und ist mit Titan positiv korreliert (konstantes Ti/Zr-Verhältnis von 20).
Die Zr-Werte zeigen eine Abnahme von Tonalit zu Granit. Die Zunahme von Strontium bei gleichzeitiger Abnahme von Zirkonium kann durch eine Fraktionierung von Amphibol oder Biotit oder beiden zusammen erklärt werden. Innerhalb der Datenmenge erscheint aber noch ein zweiter Entwicklungstrend, nämlich eine Abnahme von Strontium bei gleichzeitiger Abnahme von Zirkonium. Dieser zweite Entwicklungstrend kann durch eine zusätzliche Plagioklas-Fraktionierung entstehen.
Beide Entwicklungstrends finden sich auch im Rieserferner-Pluton, weswegen der Schluss gezogen werden kann, dass der Rensen-Pluton sowie Teile der Rieserferner-Intrusion eine enge genetische Beziehung aufweisen und somit durchwegs aus derselben oder aus einer ähnlichen Schmelze abgeleitet werden können. Andererseits belegen unterschiedliche Spurenelementverhältnisse eine komplexe, mehrphasige Magmengenese für beide Intrusiva. Die Unterschiede zwischen Rieserferner- und Rensen-Pluton können entweder durch unterschiedliches Ausgangsmaterial oder durch unterschiedliche Aufschmelzungsraten erklärt werden. Höhere Rb/Sr-Quotienten für den Rieserferner-Komplex erlauben eine Magmenkontamination durch Krustenanatexis als durchaus mögliche Interpretation.
Isotopenverhältnisse Bei den initialen Isotopenverhältnissen variieren die 87Sr/86Sr-Werte zwischen 0,7075 und 0,7081 (Quarzdiorit-Granodiorit), steigen aber beim Leukogranit abrupt auf 0,7095 bis 0,7110 hin an. Sie sind somit höher als beim Rieserferner-Pluton (0,7069). Die initialen Neodym-Isotopenverhältnisse verringern sich von 0,51236 bei Quarzdiorit auf 0,51225 bei einigen Tonaliten und Leukogranit. Im Neodym-Strontium-Diagram zeigen die Werte somit Ähnlichkeiten mit dem Bergell-Pluton und dem südlichen Adamello-Pluton.
Bei den Bleiisotopen manifestieren die Gesteine des Rensen-Plutons sehr homogene, Krustengesteinen vergleichbare Werte – und durchaus im Bereich anderer alpiner Plutonite. Auch hier hat der Leukogranit gegenüber dem Diorit/Tonalit leicht erhöhte Verhältnisse bei 207Pb/204Pb und bei 208Pb/204Pb. 207Pb/204Pb bewegt sich zwischen 15,66 und 15,68, 208Pb/204Pb zwischen 38,77 und 38,85 und 206Pb/204Pb zwischen 18,63 und 18,68. Die Blei-Werte sind denen vom nördlichen Adamello-Pluton sehr ähnlich.
Petrogenese Geochemie, Isotopen und Geochronologie zeigen, dass der Rensen-Pluton nicht komagmatisch ist. Seine Gesteinsassoziation dürfte auf eine intensive Interaktion zwischen mafischen Mantelmagmen und Krustenmaterial zurückzuführen sein. Bellieni und Kollegen (1991) schlugen vor, dass die Petrogenese des Rensen-Plutons am besten durch die mehrfache, unter verschiedenen Drucken erfolgte fraktionierte Kristallisation eines dioritischen Magmas erklärt werden kann, welches gleichzeitig mit der intrudierten Kruste in Reaktion trat. Dadurch entstanden die variablen Strontiumisotopensignaturen und die unterschiedlichen Trends der kompatiblen gegenüber den inkompatiblen Elementen.
Platznahme