GeoLines 16 (2003)
Dagmar GREGOROVÁ1, Milan KOHÚT2 and František HROUDA3,4
1 Geophysical Institute of Slovak Academy of Sciences Bratislava, Slovak Republic
2 Dionýz Štúr Institute of Geology, Bratislava, Slovak Republic
3 Institute of Petrology and Structural Geology, Charles University, 128 43 Praha, Czech Republic
4 AGICO Inc., 621 00 Brno, Czech Republic
Tectonic Environment and Magnetic Susceptibility of the West Carpathian Granites
In the West Carpathians, there are two principal groups of granitic rocks that originated during the peak stadium of the Variscan collision processes and/or after the slab breakoff (or delamination). The older one is pretty peraluminous (ASI = 1.1 – 1.5) dominated by two-mica granites and granodiorites, whereas biotite granodiorites to tonalites being less common. Accessory mineral association comprising monazite and ilmenite and presence of host (metamorphic) rock xenoliths are typical of these rocks. From geochemical point of view, Ba, Sr and Rb range widely (up to 2000, 1000, and 200 ppm, respectively) with Rb/Sr generally <1. The REEs are moderate with fractionated pattern and small negative Eu anomaly. Initial Sr 0.706 – 0.708, ε Nd(350) = −0.62 to −4.24, the 206Pb/204Pb ratios of the whole rock samples range from 18.39 to 19.28 and the 207Pb/204Pb ratios from 15.59 to 15.74, stable isotopes (O and S) with values δ 18O(SMOW) = 8.8 – 11.3‰ and δ 34S(CDT) from −0.9 to +5.7‰. Magmatic intrusion age of these granites is between 350–330 Ma with majority around 340 Ma. These granitic rocks resemble in classical alphabetic nomenclature common S-type and/or Ilmenite Series granites.
The younger group of granites is rather metaluminous to subaluminous (ASI = 0.8 – 1.1) dominated by biotite tonalite to granodiorite with scarce hornblende. Muscovite-biotite granodiorite to granite are in less extent. Accessory mineral association of magnetite + allanite and occurrence of mafic microgranular enclaves (MME) are characteristic of this group. Lower SiO2 concentrations are compatible with higher trace elements Zr, Ba, Sr, LREE and Fe group element contents. REE patterns are typically steeper with higher LREE and without Eu anomaly. The initial Sr = 0.704 – 0.707 with Rb/Sr = 0.05 – 0.7 which are consistent with Rb-poor crustal source and/or mixed lower crustal or mantle component. Few Nd data fall within the S-type group – εNd(i) = −1.7 to −3.5 although mafic dioritic enclaves with ε Nd(i) = 1.8 – 0.5 clearly indicate interaction with a basic or intermediate, dioritic lower crustal melt. The 206Pb/204Pb ratios of the whole rock samples range from 17.99 to 18.85 and the 207Pb/204Pb ratios from 15.53 to 15.70. Stable isotopes (O and S) with values δ 18O(SMOW) = 7.8 – 9.9‰ and δ 34S(CDT) from −2.9 to +2.3‰ also support melting of more basic lower crustal protolith. Magmatic intrusion ages of these granites vary between 310 – 300 Ma and these granitic rocks can be compared to I-type and/or Magnetite Series granites.
Generally we suppose that collisional processes that result in the formation of crustal-scale nappe structures and generation of collision-related felsic “S-type” granite magmatism characterize the main Meso-Variscan collisional period. Neo-Variscan stage is connected with collapse of the collisionally thickened crust. The final collisional shortening was followed by the gravitational instability of thickened lithosphere, which resulted in the process of thinning of lithosphere (lithospheric delamination, detachment of lithospheric root from the light continental lithosphere, or slab breakoff). As a result of the slab-breakoff, the asthenosphere upwelled and thermal perturbation led to melting of the metasomatised lithospheric mantle and subsequent formation of “I-type” granites at the base of the crust. This period was characterized by a shift from compressional towards extensional tectonics.
Indeed there are small differences between both groups of granitic rocks in the isotopic picture, neither younger metaluminous nor older peraluminous granitic suites have typical geochemical characteristics of continental collisional granites. It is interesting that these isotopic characteristics suggest rather for the origin in volcanic arc with granite melting during subduction of oceanic crust under continental margin, than melting in the consequence collisionally thickened crust.
Magnetic susceptibility of granites worldwide displays a bimodal distribution, with one mode corresponding to the values of 10-3 to 10-2 and the other one to those of 10-5 to 10-4 [SI]. The former mode granites, with magnetite representing magnetic minerals, are often represented by an I (igneous) type. The latter mode granites, in which magnetic minerals are represented by ilmenite, often correspond to an S (sedimental) type.
Magnetic susceptibility of the West Carpathian granites is in general low, in the order of 10-4 [SI]. In the minority of specimens it is in the order of 10-5 and in exceptional specimens it is higher, in the order of 10-3. The susceptibility values of the most West Carpathian granites correspond to the values typical of S-types. This is in contradiction with the granite origin revealed geochemically. The preliminary explanation of this contradiction is that magnetite originally present in the I-types was destroyed during Alpine deformation indicated by magnetic fabric.
Podatność środowiska Tectonic i magnetyczna z Granity Karpat West
W Karpatach Zachodnich, istnieją dwie główne grupy skał granitowych, które powstały podczas szczytu stadionie waryscyjskiego procesów kolizji i / lub po płycie breakoff (lub rozwarstwienia). Starszy jest dość peraluminous (ASI = 1,1 - 1,5) zdominowany przez dwóch miki granitów i granodiorites, natomiast granodiorites biotyt do tonalites jest mniej powszechne. asocjacja mineralna akcesoriów zawierający monacytu i ilmeniti obecności gospodarza (metamorficzne) ksenolitami rock typowe dla tych skał. Z punktu widzenia geochemicznych, Ba, Sr i Rb zakresu szeroko (do 2000, 1000 i 200 ppm, odpowiednio)z Rb / Sr na ogół <1. The Rees są umiarkowane z frakcjonowanej wzór i małych ujemną anomalią Eu. Wstępne Sr 0,706 - 0,708, ε Nd (350) = -0,62 do -4,24, wskaźnik 206Pb/204Pb całego próbek skalnych w zakresie od 18,39 do 19,28 i stosunki 207Pb/204Pb od 15.59 do 15.74, stabilnych izotopów (O i S ) o wartości δ 18O (SMOW) = 8,8 - 11,3 ‰ i δ 34S (CDT) od -0,9 do +5.7 ‰. wiek z tych włamań magmowe granity jest między 350-330 Ma z przewagą ok. 340 Ma. Te skał granitowych przypominają klasycznego alfabetu nomenklatury common-S typu lub serii ilmenitu granitów.
Młodsza grupa granitów jest raczej metaluminous do subaluminous (ASI = 0,8 - 1,1), zdominowany przez biotyt tonalitu do granodioryt z ograniczonych hornblenda. Moskal-biotyt granodioryt do granitu są w mniejszym stopniu. asocjacja mineralna Akcesoria + allanite magnetytu i występowanie maficzne microgranular enklawami (MME) są charakterystyczne dla tej grupy. stężeniach niższych SiO2 są zgodne z wyższych pierwiastków śladowychZr, Ba, Sr, LREE i zawartość Fe element grupy. wzory są zazwyczaj bardziej strome REE z wyższym LREE i bez Eu anomalii. Pierwsze Sr = 0,704 - 0,707 z Rb / Sr = 0,05 - 0,7 które są zgodne z Rb-biedny skorupy źródła i / lub mieszanych części dolnej skorupy ziemskiej lub płaszczu. Niewiele danych Nd należeć do grupy S-type - εNd (i) = -1,7 do -3,5 chociaż maficzne dioritic enklawy z ε Nd (i) = 1,8 - 0,5 wyraźnie wskazuje interakcji z podstawowego lub półproduktu, dioritic niższe skorupy stopu. Wskaźniki 206Pb/204Pb całego próbek skalnych w zakresie od 17,99 do 18,85 i stosunki 207Pb/204Pb od 15.53 do 15.70. Stabilne izotopy (O i S) z wartości δ 18O (SMOW) = 7,8 - 9,9 ‰ i δ 34S (CDT) od -2.9 do +2.3 ‰ również wspierać topnienia większej zasadniczej niższej protolicie skorupy ziemskiej. wieku magmowe włamań tych granitów wahają się od 310 - 300 mA i tych skał granitowych można porównać do I typu i / lub Magnetyt Series granitów.
Ogólnie możemy przypuszczać, że wynik zderzeniowy procesów w tworzeniu skorupy ziemskiej skali i struktury płaszczowiny generacjikolizji związanych felsic "S-type" magmatyzmu granitu charakteryzują główne Meso-waryscyjskich zderzeniowy okresie. Neo-waryscyjskich etap wiąże się z upadku collisionally zagęszczony skorupy. Ostateczna zderzeniowy skracania następnie niestabilności grawitacyjnej zagęszczonej litosfery, w wyniku czego proces przerzedzania litosfery (litosfery rozwarstwienia, oderwania od korzeni litosfery świetle litosfery kontynentalnego lub płyty breakoff). W związku z płyty-breakoff, astenosfera upwelled i cieplnej doprowadziły do zaburzeń topnienia metasomatised płaszcza litosfery a następnie utworzeniem "I-type" granitów w bazie skorupy. Okres ten charakteryzował się przejście od kompresyjnychwobec ekstensjonalne tektonika.
Rzeczywiście istnieją małe różnice między obydwoma grupami skał granitowych w izotopowych obraz, ani młodszych metaluminousani starszych peraluminous granitowych apartamenty typowe geochemicznychcechy kontynentalne zderzeniowy granitów. To ciekawe, że tych parametrów izotopowych wskazują raczej na pochodzenie wulkaniczne w łuk z topnieniem granitem podczas subdukcjiz skorupy oceanicznej pod obrzeża kontynentalnego, niż topienie w konsekwencji collisionally zagęszczony skorupy.Podatność magnetyczna granity świecie wyświetla bimodalny rozkład, z jednego trybu odpowiadającej wartości 10-3 do 10-2, a drugi do 10-5, 10-4 [SI]. Była granity trybie z magnetytu reprezentujących magnetycznych minerałów, często są reprezentowane przez I (magmowych) typu. Ten ostatni tryb granity, w którym reprezentowane są magnetyczne minerałów przez ilmenitu, często odpowiadają (sedimental) S typu.
GeoLines 20 2006
Granitic Rocks from Branisko Mts. (Western Carpathians):
Geochemistry, Mineralogy and Tectonic Implications
Katarína BÓNOVÁ1 and Igor BROSKA2
1 Institute of Geography, Faculty of Sciences, Pavol Jozef Šafárik University, Jesenná 5, 040 01 Košice, Slovak Republic
2 Geological Institute of the Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 842 26 Bratislava, Slovak Republic
On the basis of textures, mineral composition and geochemical characteristics, the granitoid rocks of Branisko crystalline basement form two separate main groups: 1) syn-collision peraluminous leucocratic granites and granodiorites widely distributed in the S and W part of Branisko crystalline basement; 2) post-collision granodiorites inhabited mainly in the NE part of mention crystalline basement. Available mineralogical and geochemical data reveal that these two groups can be characterised by different magmatic evolution or protolith history. The first group shows rather evolved geochemical characteristics. Major and trace element geochemistry of (leuco)granites clearly indicates their crustal origin. The main rock-forming minerals are K-feldspar + quartz + albite (An0–5) + muscovite; essential accessory mineral phases are apatite, zircon (S1–3; L1–3 types), monazite, xenotime, garnet ± rutile whereas REE contents (LaN/YbN ~ 19) are particularly controlled mainly by monazite. EMPA dating of monazite yielded age 342 ± 15 Ma for leucocratic granites (Bónová et al. 2005). Granodiorites which are occurred in western part of Branisko crystalline basement show slightly different features in comparison with granodiorites–tonalites from NE side. Higher volume of K-feldspars and significantly lower content of biotite or other mafic minerals is their dominant feature. Biotite exhibits a high total Al contents, reaching up to ~ 3.25 apfu. The biotite samples from investigated granodiorites define a relatively narrow range of Fe/(Fe+Mg) values, from 0.51 to 0.54 apfu and higher contents of TiO2 (around 3.8 wt.%). Accessory minerals are zircon, apatite, rutile and monazite. The granites of S and W parts of Branisko crystalline complex generally display affinity to S-type granites. In particular, we suggest that leucocratic granites have been formed by crystal fractionation within main meso-Hercynian (350–330 Ma) period as a part of S-type granite suite of the Western Carpathian basement complexes or as a result of continental collision during Missisipian (Lower Carboniferous). The second group show less evolved geochemical character, biotite tonalite with hornblende and granodiorite prevail. Typical is enrichment in Ti, Sr, Zr and incompatible elements; normalized REEs are plotted with steep pattern (LaN/YbN ~ 29; Kohút et al. 2003). The main rock-forming minerals of these granitoids are represented by plagioclase (An34) + quartz + K-feldspar + biotite. Biotite is defined by low Fe/(Fe+Mg) ratio (0.47 apfu) and total Al content reaches maximal 2.79 apfu. Significant abundance of titanite in an investigated rocks is compensated by lower TiO2 content in biotite (1.89 to 2.73 wt. %). Typical accessories are zircon (S12,16,17 subtypes), allanite, titanite, apatite and magnetite. The accessory mineral assemblage indicates an oxidation conditions in magma and geochemical aspects of investigated granodiorites suggest their competence to I-type suite of granitic rocks. This magmatism, similarly as in the other core mountains of the Western Carpathians, is rooted in the low crust and emplaced rather high to the middle crustal level. I-type plutonism in Western Carpathians is interpreted as an independent pulse during extension or transtensional regime within meso-Variscan orogenesis (Broska and Gregor 1992, Broska and Uher 1991, 2001, Haunschmid et al. 1997, Petrík et al. 1994, Petrík and Kohút 1997, Petrík et al. 2001 and other). Consequently, we assume that granitoids in Branisko crystalline complex of S and I-type affinities are genetically joined with two separate tectonomagmatic events.
Skał granitowych z Branisko Mts. (Karpaty Zachodnie):Geochemii, Mineralogii i implikacje tektoniczne
Na podstawie tekstury, skład mineralny i geochemicznychcech, granitowych skał podłoża krystalicznego Braniskoformie dwóch odrębnych główne grupy: 1) syn-kolizji peraluminousleukokratycznej granitów i granodiorites szeroko rozpowszechnione wczęść S i W w Branisko podłoża krystalicznego, 2) po kolizjigranodiorites zamieszkany głównie w północno-wschodniej części wymienićpodłoża krystalicznego. Dostępne mineralogiczne i geochemiczneDane pokazują, że te dwie grupy mogą być uznane przez różnemagmowych ewolucji czy protolicie historii.Pierwsza grupa pokazuje raczej ewoluował geochemiczne.Głównych i śladowych geochemii element (leuko) granitywyraźnie wskazuje ich skorupy pochodzenia. Główne minerały skałotwórczeK-skalenia są kwarc + + albitu (AN0-5) + muskowitu; istotneakcesoria faz mineralnych apatyt, cyrkon (S1-3; L1-3 typy),monacytu, xenotime, granat ± rutylu podczas gdy zawartość pierwiastków ziem rzadkich (LAN /YbN ~ 19), w szczególności kontrolować, głównie poprzez monacytu. EMPAmonacytu uzyskane datowania wieku 342 ± 15 Ma na leukokratycznej granity(Bónová et al. 2005). Granodiorites, które miały miejsce wzachodniej części Branisko podłoże krystaliczne pokazują nieco innywięcej w porównaniu z granodiorites-tonalites zstrony NE. Większa liczba K-skalenie i znacznie niższezawartości biotytu lub innych minerałów maficzne jest ich dominującej funkcji.eksponatów biotyt o wysokiej całkowitej zawartości Al, sięgające~ 3.25 apfu. Biotyt próbek z badanych granodioriteszdefiniować stosunkowo wąskim zakresie Fe / (Fe + Mg) wartości, z0,51 do 0,54 apfu i wyższej zawartości TiO2 (około 3,8% wag.).Akcesoria są minerały cyrkon, apatyt, rutyl i monacytu.Granity S i zachodniej części kompleksu krystalicznego Braniskoogólnie wyświetlania powinowactwo do typu S granity. W szczególności,sugerujemy leukokratycznej granity zostały utworzone przez crystal frakcjonowania w głównym mezo-Hercynian (350-330 Ma) okresjako część S-typu suite granitu Karpatach Zachodnichkompleksów piwnicy lub w wyniku kolizji podczas kontynentalnegoMissisipian (dolnego karbonu).Druga wystawa zbiorowa mniej rozwinięte charakter geochemicznych,biotyt...
dawid1051