Tektoniczna i metamorficzna ewolucja Gór Sowich

Abstract

Tectonic and metamorphic evolution of the Sowie Góry, Sudetes Mts., SW Poland A gneissic complex of the Góry Sowie, Sudetes Mts, developed from Upper Proterozoic pelitic and graywacke sediments. Before late Devonian it was affected by five tectonic episodes accompanied by medium and high grade metamorphism under varying P-T-X conditions. Tectonics of the complex was probably controlled by large-scale events taking place in its basement. Down-moving fragments of the basement made the originally upright F1 folds incline northerly, next fall, and become recumbent in a northern p art of the Góry Sowie. Then, F1 folding was taken over by shearing and thrust napping directed generally towards the NNE, related to this downward movement of the basement fragments. The shearing penetrated deeply the basement and ihe thrust slices picked some mantle/crust interface rocks up and brought them into higher crustal levels. In that way HP quartzofeldspathic granulites, intruded by garnetiferous peridotites, became upthrust and set in their actual gneissous surroundings. Spatial arrangement of F1 folds had a great influence on the development and geometry of the subsequent folds, F2 and F3. In D2 episode were refolded only recumbent F1 folds with flat-lying axial foliation, while F1 upright folds remained nearly untouched by the F2 folding. On the contrary, F3 folding around SE shallowly plunging axes, affected insignificantly areas with the NE-SW trending upright F2 folds, but remarkably refolded the domain of F1 upright folds in SE part of the Góry Sowie. The next deformation episode, D4, was related again to movements of the deep-seated basement blocks, produced by a dextral horizontal couple. This gave rise to Riedel shears and secondary tension in the Sowie Góry gneissic cover. Tensional fractures became healed with vertical, N -S running pegmatite veins. Tectonic inversion which had started at D4 episode was suddenly stopped by Ds events. Then, a huge mass of nappes(?) travelled northward(?) over the Sowie Góry complex. It provided temporarily an extra overburden which gave rise to gravity collapse and produced open folds with flat-lying axial planes. Fairly quick removal of this load resulted in a rapid pressure decrease promoting homophanizing recrystallization of once strained gneisses. Then the uplift of the complex was continued and by the end of the Devonian the Sowie Góry gneisses provided coarse clastic detritus to the nearby Świebodzice basin. Deformation episodes were associated with generally Barrovian-type metamorphism. F1 folding was accompanied with M1 metamorphic transformations, in Gr±Kya zone, producing rocks with minerals remaining in textural and physico-chemical equilibrium. Subsequent changes, in M2 and M3, mostly of T- X, broke this equilibrium and gave rise to remarkable recrystallization of the earlier fabrics, fibrolitization of biotite, production of quartz-sillimanite aggregates, mobilization of silica and potassium in a closed system, and metamorphic differentiation giving a migmatitic imprint on the gneisses. Homophanizing recrystallization of gneisses in M5 was locally, in NW part of the Góry Sowie, joined by cordierite growth. The spatially limited temperature elevation should likely be connected with ascent of granitoidic (Hercynian?) magmas. Kompleks gnejsów sowiogórskich powstał z górnoproterozoicznego zespołu pelitowych i szarogłazowych osadów, poddanych przed górnym dewonem pięciu epizodom tektonicznych deformacji, odbywającym się w zmiennych warunkach P-T - X regionalnego metamorfizmu średniego i wysokiego stopnia. Izoklinalne i ściśnięte fałdy F1, biegnąc w kierunku NW-SE, były stojące w południowej części Gór Sowich i leżące w części północnej. Synkinematycznie z tą deformacją rozpoczęła się, głównie mimetyczna, rekrystalizacja skał wyjściowych w warunkach metamorfizmu średniego stopnia, umożliwiającego powstanie zespołu Q - Plg-Bio- Gr±Kya w partiach metapelitowych. Rekrystalizacja ta przetrwała deformację i pozwoliła w wielu miejscach na wytworzenie się równowagi fizykochemicznej pomiędzy minerałami. Skały w takich miejscach wykazują granoblastyczną strukturę i mają charakterystyczną więźbę równowymiarowych ziarn o prostych sacharoidalnych zarysach. Po fałdowaniu F1 doszło do rozwoju nasunięć i poślizgów wzdłuż powierzchni osiowej foliacji, o bardzo różnej amplitudzie i intensywności. Wzdłuż najgłębiej zakorzenionych stref ścinania zostały tektonicznie wydźwignięte plastry granulitów i ultrabazytów, wycięte z podłoża kompleksu gnejsowego, względnie z jego najniższych partii. Poprzeczne fałdowanie F2 dotknęło silnie rejon budowany przez leżące fałdy F1 i prawie nie zaznaczyło się w rejonie stojących fałdów F1. Fałdy F2 o różnej geometrii były generalnie stojące i biegły w kierunku NE-SW. Deformacji towarzyszyła pewna zmiana warunków metamorfizmu - wzrost temperatury i znaczna aktywizacja metamorficznego fluidu. Syn- i postkinematyczne przeobrażenia M2, niszcząc wcześniejszą fizykochemiczną równowagę minerałów, prowadziły do rekrystalizacji i pogrubienia ziarn mineralnych przy powiększeniu nieregularności ich granic. Zapoczątkowana wędrówka składników, wymienne reakcje jonowe umożliwiały także powstawanie nowych minerałów kosztem już istniejących, np. doszło w tym czasie do fibrolityzacji biotytu. Zaczynająca się tak dyferencjacja metamorficzna dostarczała pierwszych widomych przejawów migmatytyzacji. Procesy metamorficzne rozbudowywały istniejące warstewki lub żyłki leukokratyczne, produkując m. in. ptygmatyczne w kształcie fałdki o stałych osiach, zgodnych z F2. Procesy te biegły dalej w czasie oraz po fałdowaniu F3. Nadal trwała krystalizacja fibrolitu oraz ewolucja jego pozycji w skale w kierunku tworzenia się agregatów kwarcowo-syllimanitowych. Zaznaczyła się bardzo silna mobilizacja kwarcu oddziałującego korozyjnie na większość minerałów. Ruchliwy kwarc przyczyniał się w dużej mierze do rozwoju partii leukosomowych gnejsów i postępów migmatytyzacji drogą metamorficznej dyferencjacji. Fałdy F3 biegły w kierunku NW-SE, a równolegle do ich powierzchni osiowych wykształciła się wyraźna foliacja transpozycyjna. Wiele z nich to fałdy mniej lub bardziej dysharmonijne, odzwierciedlające reologiczne własności migmatyzowanego ośrodka. Po fałdowaniu F3 rozpoczęła się inwersja tektoniczna. Kompleks sowiogórski uległ znacznemu podniesieniu, tak że deformacja D4 odbywała się już w warunkach półkruchych. W tensyjne pęknięcia wnikały pegmatyty. W tym czasie w podłożu kompleksu doszło do prawoskrętnego ruchu dwóch bloków, co w samym kompleksie sowiogórskim przejawiło się rozwojem ścinania Riedla i związanych z nim charakterystycznych struktur drugiego rzędu. Większość ujawnionych później spękań została założona w tym właśnie polu naprężeń. Następnie kompleks sowiogórski znów znalazł się w warunkach pewnego wzrostu temperatury (średni przedział facji amfibolitowej), związanego tak z podniesieniem się geoizoterm, jak i z potężnym przykryciem i dociążeniem powodowanym przesuwaniem się nad kompleksem grubego zespołu płaszczowinowego, przypuszczalnie z południa na północ. Owo tektoniczne dociążenie przejawiło się powstaniem grawitacyjnych fałdów F5 o subhoryzontalnych powierzchniach osiowych. Nagłe odciążenie po przejściu płaszczowin i relaksacja naprężeń, przy utrzymującej się jeszcze podwyższonej temperaturze, wywołały statyczną rekrystalizację i homofanizację gnejsów, rozwijającą się w strefach przegubowych fałdów F5, a więc pod ich wyraźną strukturalną kontrolą. W NW części Gór Sowich w strukturze homofanicznych czy homofanizowanych gnejsów począł wtedy krystalizować kordieryt. Wzrost temperatury wiązać się musiał z intensyfikacją procesów plutonicznych w rejonie położonym na W lub NW od dzisiejszych Gór Sowich.