Advanced

Från gabbro till granatamfibolit : en studie av metamorfos i Åkermetabasiten, väster om Protoginzonen, Småland

Söderlund, Pia (1999) In Examensarbeten i geologi vid Lunds universitet
Department of Geology
Abstract
The Protogine Zone is the easternmost major deformation zone in the southern part of the Sveconorwegian Province. Over the past 20 years discussions have concerned its tectonic significance, e.g. whether this zone is extensional or compressional. Several generations of mafic intrusives are situated along the Protogine Zone. The metamorphic and deformational history of these intrusions provides a key for understanding the Protogine Zone.

The Åker metabasite, a strongly deformed garnet-amphibolite (1*8 km large), is situated in the westernmost part of the Protogine Zone c. 5 km west of Skillingaryd, Småland. The protolith age is 1565 Ma and the main deformation most likely relates to Sveconorwegian reworking. Along a 20 m long road-cut... (More)
The Protogine Zone is the easternmost major deformation zone in the southern part of the Sveconorwegian Province. Over the past 20 years discussions have concerned its tectonic significance, e.g. whether this zone is extensional or compressional. Several generations of mafic intrusives are situated along the Protogine Zone. The metamorphic and deformational history of these intrusions provides a key for understanding the Protogine Zone.

The Åker metabasite, a strongly deformed garnet-amphibolite (1*8 km large), is situated in the westernmost part of the Protogine Zone c. 5 km west of Skillingaryd, Småland. The protolith age is 1565 Ma and the main deformation most likely relates to Sveconorwegian reworking. Along a 20 m long road-cut the basic rock undergoes a distinct transition. In a central part (ca. two metres) the primary texture and mineralogy(An60 + Cpx +Ol + Ilm) of the rock is well-preserved. This central gabbro core is mantled by a 5 dm wide zone of metamorphosed but undeformed metagabbro with amphibolite facies minerals (Pl + Zoi + Amf +Bt + Gt) pseudomorphing the primary minerals. The metabasite is successively more deformed and recrystallized until it becomes a strongly foliated garnet-amphibolite (An18 + Hbl + Bt + Gt + Qz ± Ti).Through the road-cut it is thus possible to document the metamorphic reactions and the relations between deformation and metamorphism.

In the penetratively deformed garnet-amphibolite most reactions have reached equilibrium. P-T estimates (Gt + Hbl + Pl + Qz)have yielded pressures of 10.5 - 12 kbar and temperatures around 600 °C. P-T estimates from metabasites further south-west record similar pressures but significantly higher temperatures (680- 800 °C). The P-T estimates from the Åker metabasite shows that metamorphism close to the Protogine Zone occurred at pressures corresponding to ca. 40 km depth.

In the metamorphosed but undeformed part ilmenite has started to break down and metamorphic zircon has formed as colliers along the rims. When ilmenite (which can contain large amounts of Zr)is consumed zirconium is released to form zircon provided that SiO2 is available. In the penetratively deformed metagabbro zircon aggregates form elongated domains together with biotite, titanite and remnants of magmatic ilmenite. Since the crystallization of zircon is texturally related to a metamorphic reaction the age of these zircons will give an age of the metamorphic and deformational event. (Less)
Abstract (Swedish)
Populärvetenskaplig sammanfattning: Vår jordskorpa är uppbyggd av ett antal kontinentplattor som under hela jordens existens rört sig relativt varandra. Således har en och samma kontinentplatta vid upprepade tillfällen kolliderat med andra plattor under uppbyggnad av mäktiga bergskedjor - vid andra tillfällen har de splittrats upp i mindre kontinenter. Bergarter nära plattkanterna kommer vid dessa storskaliga processer utsättas för omfattande förändringar i tryck och temperatur vilket leder till att deras mineralogi och textur förändras (bergarterna metmorfoseras).

Basiska djupbergarter utgör speciellt viktiga informationsbärare då de har en mineralogi som gör det möjligt att uppskatta tryck och temperatur vid metamorfa händelser, t.... (More)
Populärvetenskaplig sammanfattning: Vår jordskorpa är uppbyggd av ett antal kontinentplattor som under hela jordens existens rört sig relativt varandra. Således har en och samma kontinentplatta vid upprepade tillfällen kolliderat med andra plattor under uppbyggnad av mäktiga bergskedjor - vid andra tillfällen har de splittrats upp i mindre kontinenter. Bergarter nära plattkanterna kommer vid dessa storskaliga processer utsättas för omfattande förändringar i tryck och temperatur vilket leder till att deras mineralogi och textur förändras (bergarterna metmorfoseras).

Basiska djupbergarter utgör speciellt viktiga informationsbärare då de har en mineralogi som gör det möjligt att uppskatta tryck och temperatur vid metamorfa händelser, t. ex. då två kontinenter kolliderar varvid ena plattkanten trycks ner under den andra kontinenten. På så sätt metamorfoserades sydvästra Skandinaviens berggrund för ca. 1250-900 miljoner år sedan som ett resultat av kollisionsprocesser som även involverade bl.a. Grönland och Nordamerika. Denna händelse brukar i Skandinavien kallas den Svekonorvegiska orogenesen och resulterade i bildandet av en mäktig bergskedja av Himalayas storlek. På grund av den stress berggrunden utsattes för i samband med kollisionen splittrades den upp i ett antal tektoniska enheter åtskilda av N-S orienterade deformationszoner. Det Östra Segmentet i sydvästra Sverige utgör den östligaste tektoniska storenheten i den Svekonorvegiska bergskedjan, och består av bergarter som deformerades och metamorfoserade under tryck motsvarande 30-50 km djup och temperaturer kring 600-800 °C. Det Östra Segmentet är i öster begränsat av en deformationszon som kallas Protoginzonen och som likaledes kan sägas utgöra den östligaste gränsen av den ca. 1000 miljoner år gamla, numera helt nederoderade, Svekonorvegiska bergskedjan.

Åkermetabasiten, vilken denna studie omfattar, är en metamorft överpräglad basisk bergart (gabbro) längs Protoginzonens västligaste sträckning ca. 5 km sydväst om Skillingaryd i Småland. Denna bergart intruderade berggrunden för ca. 1565 miljoner år sedan, sannolikt i samband med att berggrunden var utsatt för extension. Åkermetabasiten är till övervägande del penetrativt metamorfoserad men har på vissa ställen undsluppit omvandling. I en vägskärning ca. 1 km söder om samhället Åker finner man en lins av välbevarad gabbro som utåt blir alltmer metamorfoserad och deformerad till granatamfibolit. Denna successiva övergång från gabbro till granatamfibolit har gjort det möjligt att studera de kemiska reaktionerna som skett i samband med omvandlingen. Genom att mäta koncentrationer av vissa element i granatamfibolitens mineral har tryck och temperatur i samband med metamorfos kunnat bestämmas. Dessa ger tryck motsvarande 40 km djup och temperatur på lite drygt 600 °C. Utifrån fältobservationer och studier av tunnslip kan man sluta sig till att metamorfosen är nära sammankopplad med deformationen. Deformation och närvaro av fluider hade en kinetisk effekt och underlättade de metamorfa reaktionerna som ledde till omvandling från odeformerad gabbro till gnejsig granatamfibolit.

I samband med metamorfos bildades även mineral (zirkon) som kan åldersbestämmas med stor precision. I denna studie har det varit möjligt att direkt knyta nybildning av zirkon till en metamorf, deformationsrelaterad, reaktion. Åldersdatering av zirkon kommer att kunna visa vid vilken tidpunkt deformation och metamorfos skedde. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Söderlund, Pia
supervisor
organization
alternative title
From gabbro to garnet-amphibolite : a study of metamorphism in the Åkermetabasite, west of the Protogine zone, Småland, Sweden
year
type
H1 - Master's Degree (One Year)
subject
keywords
geografi, geologi, gabbro, granatamfibolit, metamorfos, Åkermetabasiten, Småland, Protoginzonen
publication/series
Examensarbeten i geologi vid Lunds universitet
report number
116
language
Swedish
id
2344045
date added to LUP
2012-10-30 16:46:38
date last changed
2012-10-30 16:46:38
@misc{2344045,
  abstract     = {The Protogine Zone is the easternmost major deformation zone in the southern part of the Sveconorwegian Province. Over the past 20 years discussions have concerned its tectonic significance, e.g. whether this zone is extensional or compressional. Several generations of mafic intrusives are situated along the Protogine Zone. The metamorphic and deformational history of these intrusions provides a key for understanding the Protogine Zone.

The Åker metabasite, a strongly deformed garnet-amphibolite (1*8 km large), is situated in the westernmost part of the Protogine Zone c. 5 km west of Skillingaryd, Småland. The protolith age is 1565 Ma and the main deformation most likely relates to Sveconorwegian reworking. Along a 20 m long road-cut the basic rock undergoes a distinct transition. In a central part (ca. two metres) the primary texture and mineralogy(An60 + Cpx +Ol + Ilm) of the rock is well-preserved. This central gabbro core is mantled by a 5 dm wide zone of metamorphosed but undeformed metagabbro with amphibolite facies minerals (Pl + Zoi + Amf +Bt + Gt) pseudomorphing the primary minerals. The metabasite is successively more deformed and recrystallized until it becomes a strongly foliated garnet-amphibolite (An18 + Hbl + Bt + Gt + Qz ± Ti).Through the road-cut it is thus possible to document the metamorphic reactions and the relations between deformation and metamorphism.

In the penetratively deformed garnet-amphibolite most reactions have reached equilibrium. P-T estimates (Gt + Hbl + Pl + Qz)have yielded pressures of 10.5 - 12 kbar and temperatures around 600 °C. P-T estimates from metabasites further south-west record similar pressures but significantly higher temperatures (680- 800 °C). The P-T estimates from the Åker metabasite shows that metamorphism close to the Protogine Zone occurred at pressures corresponding to ca. 40 km depth.

In the metamorphosed but undeformed part ilmenite has started to break down and metamorphic zircon has formed as colliers along the rims. When ilmenite (which can contain large amounts of Zr)is consumed zirconium is released to form zircon provided that SiO2 is available. In the penetratively deformed metagabbro zircon aggregates form elongated domains together with biotite, titanite and remnants of magmatic ilmenite. Since the crystallization of zircon is texturally related to a metamorphic reaction the age of these zircons will give an age of the metamorphic and deformational event.},
  author       = {Söderlund, Pia},
  keyword      = {geografi,geologi,gabbro,granatamfibolit,metamorfos,Åkermetabasiten,Småland,Protoginzonen},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Examensarbeten i geologi vid Lunds universitet},
  title        = {Från gabbro till granatamfibolit : en studie av metamorfos i Åkermetabasiten, väster om Protoginzonen, Småland},
  year         = {1999},
}