Granitoids from the european Variscides : an approach to their emplacement and tectonometamorphic history

Granitoide der europäischen Varisziden : ein Einblick in ihre Platznahme- und tektonometamorphe Geschichte

  • This work analyses several granitic bodies of the Variscan Orogen of Central and Western Europe in order to improve our knowledge about different aspects of their evolution, regarding their ascent and emplacement mechanisms, as well as their deformation history. In the Iberian Massif two granitoid bodies, namely the La Bazana pluton and the Nisa-Alburquerque batholith, were studied in order to decipher their ascent and emplacement history. The La Bazana pluton is a small, sub-circular body in map view that intruded into rocks of the Ossa-Morena Zone in the core of a late upright antiform. Its three-dimensional drop-pipe shape, its internal dome foliation pattern and the structure of the host rock suggest that the magma ascended and emplaced diapirically. The Nisa-Alburquerque batholith is a large body that intruded into rocks of the Central Iberian Zone, the Central Unit, and the Ossa-Morena Zone. Its cartographic shape is elongate and parallel to the NW—SE to WNW—ESE Variscan structures. In the light of the available structural data and the gravimetric models, the intrusion is viewed as a continuous lateral magma flow from the eastern root guided towards the west through the southern limb of a kilometre-scale antiform. As mass-transfer mechanisms, a combination of rigid translation of the country rocks, stoping, and possibly ballooning is proposed. In the Bohemian Massif several small granitoid bodies showing a strong solid-state deformation were studied in order to integrate their tectonometamorphic history in the geotectonic framework of the south-western Bohemian Massif, focusing principally on the deformation phase referred to as D3. Four ductile deformation phases are proposed for the study area. D1 produced high-temperature fabrics under upper amphibolite to granulite facies conditions. Its kinematics is unknown. D2 occurred under amphibolite to upper greenschist facies conditions under N—S to NNW—SSE compression. It is responsible for a subvertical NW—SE striking foliation in migmatites developed under dextral simple shear and for the deformation at the Bayerischer Pfahl shear-zone system at its earlier stages. Many granitoid dykes and stocks were found to be affected by sinistral shear along subvertical planes trending ENE to ESE. Since this deformation, which is called D3 in the present work, is not compatible with a N—S to NNW—SSE compression, it is proposed that these sinistral shear zones in granites do not belong to the Bayerischer Pfahl shear-zone system and constitute themselves a separated one, which is called “D3 shear-zone system”. D3 took place under upper greenschist to lower amphibolite facies conditions (~480-550°C). Both the intrusion and the deformation of the granites affected by D3 occurred at deep to intermediate levels of the crust, whereas the deformation took place under NE—SW compression. Datings on two of the deformed granites yielded 324.4 ± 0.8 Ma and 315.0 ± 1.0 Ma: Thus, the age of D3 is most probably ~315 Ma. The intrusion of most of the sheared granitoids was pre-kinematic with respect to D3. After D3 the N—S to NNW—SSE compression which governed D2 was restored, giving way to the next deformation phase D4, which was linked to further deformation at and next to the principal shears of the Bayerischer Pfahl shear-zone system under greenschist facies conditions. The causes for the change of the stress field leading to a NE—SW compression during D3 might be related to (1) global changes in the dynamics of the tectonic plates in late Variscan times, (2) orogenic collapse leading to the sinking of the Teplá-Barrandian and lateral extrusion of the surrounding Moldanubian rocks, (3) distortion of the regional stress field by local intrusion of large stocks, such as the Saldenburg granite of the Fürstenstein Massif, or (4) distortion of the regional stress field due to the existence of ephemeral releasing bends in the Bayerischer Pfahl shear zone during its early evolution.
  • Die vorliegende Arbeit analysiert verschiedene Aspekte der Entwicklung mehrerer Granitoide des Variszischen Orogens Zentral- und Westeuropas, unter Berücksichtigung sowohl ihrer Aufstiegs- und Platznahmemechanismen als auch ihrer Deformationsgeschichte. In der Iberischen Masse sind zwei granitoide Körper mit dem Ziel untersucht worden, ihre Aufstiegs- und Platznahmegeschichte zu entschlüsseln. Diese sind der La Bazana Pluton und der Nisa-Alburquerque Batholith. Der La Bazana Pluton ist ein kleiner, rundlicher Körper, der in den Kern einer späten Antiform in Gesteine der Ossa-Morena Zone intrudierte. Seine dreidimensionale Tropfen- bis Rohrform, seine innere Domstruktur und die Struktur des Nebengesteins deuten darauf hin, dass der Aufstieg und die Platznahme des Magmas einen diapirischen Charakter hatten. Der Nisa-Alburquerque Batholith ist ein großer Körper, der in Gesteine der Zentral-Iberischen Zone, der Badajoz-Córdoba Scherzone und der Ossa-Morena Zone intrudierte. Er ist parallel zu den NW—SE-gerichteten variszischen Strukturen gestreckt. Die vorhandenen strukturellen Daten und die neuen gravimetrischen Untersuchungen erlaubten den Entwurf eines Platznahmemodels. Die Intrusion wird als andauernder, seitlicher Magmafluß von einer östlichen Wurzelzone nach Westen hin angesehen, wobei das Magma an der südlichen Flanke einer Antiform kanalisiert wurde. Die Platznahme des Magmas wurde von der prä-existierenden Struktur des Nebengesteins gefördert und durch eine Kombination aus rigider Translation des Nebengesteins, stoping und ballooning ermöglicht. In der Böhmischen Masse wurden mehrere kleine granitoide Körper analysiert, die im Subsolidus-Bereich deformiert wurden. Das Ziel der Untersuchungen war, ihre tektonometamorphe Geschichte in den geotektonischen Rahmen des Bayerischen Waldes zu integrieren, insbesondere in Hinsicht auf die Deformationsphase, die D3 genannt wurde. Vier duktile Deformationsphasen wurden im Untersuchungsgebiet vorgeschlagen. D1 ergab Hochtemperatur-Strukturen unter Bedingungen der Amphibolit- bis Granulitfazies. Ihre Kinematik ist unbekannt. D2 fand unter Bedingungen der unteren Amphibolit- bis oberen Grünschieferfazies unter N—S- bis NNW—SSE-gerichteter Kompression statt. Sie ist für die subvertikale Foliation der Migmatite in Richtung NW—SE verantwortlich, die unter dextraler Scherung entstand, ebenso wie für die Deformation am Bayerischer-Pfahl-Scherzonen-System in seinen früheren Stadien. Viele granitoide Stöcke und Gänge sind von sinistraler Scherung entlang ENE- bis ESE-streichender Flächen betroffen. Diese Deformation ist inkompatibel mit einer Kompression in Richtung N—S bis NNW—SSE. Daher wird vorgeschlagen, dass sie eine neue Deformationsphase darstellt, die D3 genannt wurde. Die sinistralen, ENE- bis ESE-streichenden Scherzonen bilden das sogenannte „D3 Scherzonen-System“, das als unabhängig vom Bayerischer-Pfahl-Scherzonen-System angesehen wird. D3 erfolgte unter Bedingungen der oberen Grünschiefer- bis unteren Amphibolitfazies (~480-550°C). Sowohl die Intrusion als auch die Deformation von Graniten, die von D3 betroffen sind, geschahen in tiefen bis intermediären Krustenniveaus. D3 erfolgte unter NE—SW-gerichteter Kompression. Datierungen an zwei deformierten Granitoiden ergaben Alter von 324.4 ± 0.8 Ma und 315.0 ± 1.0 Ma. Dies bedeutet, dass das Alter von D3 sehr wahrscheinlich bei 315 Ma liegt. Das Eindringen der meisten zerscherten Granitoide war prä-kinematisch in Bezug auf D3. Nach D3 verlief die Richtung der Hauptkompression wieder in Richtung N—S bis NNW—SSE. Dies setzte die nächste Deformationsphase D4 in Gang. D4 war mit weiterer Deformation an und in der Nähe von den Hauptstörungen des Bayerischer-Pfahl-Scherzonen-Systems unter grünschieferfaziellen Bedingungen verbunden. Die Ursachen der Änderung des Stressfeldes, die zu einer Kompression in Richtung NE—SW führten, können mit folgenden Prozessen in Verbindung stehen: (1) mit globalen Änderungen der Dynamik der tektonischen Platten in spätvariszischer Zeit, (2) mit orogenem Kollaps assoziiert mit der Absenkung des Teplá-Barradiums und der lateralen Extrusion moldanubischer Unterkruste, (3) mit Störungen des regionalen Spannungsfeldes durch lokale Magmaintrusion, wie die des Saldenburger Granits im Fürstensteiner Massiv, oder (4) mit Störungen des regionalen Spannungsfeldes durch die Existenz kurzlebiger Releasing Bends während der Frühgeschichte der Bayerischer-Pfahl-Scherzone.

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Metadaten
Author:Elena Galadí-Enríquez
URN:urn:nbn:de:hebis:30-51696
Place of publication:Frankfurt am Main
Referee:Gernold ZulaufORCiDGND, Jesús Galindo ZaldívarORCiDGND
Advisor:Gernold Zulauf, Jesús Galindo Zaldívar
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2008/01/22
Year of first Publication:2007
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2007/12/19
Release Date:2008/01/22
Tag:Aufstieg; Ganggestein; Iberische Masse; Platznahme; Quarztextur
bohemian massif; deformation; dyke; granite; iberian massif; magma ascent; magma emplacement; mylonite; pluton; quartz texture; shear zone
GND Keyword:Granit; Pluton; Scherzone; Böhmische Masse; Deformation <Geologie>; Mylonit
Page Number:720
First Page:1
Last Page:240
HeBIS-PPN:194397017
Institutes:Geowissenschaften / Geographie / Geowissenschaften
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht