Geneza gnejsów i granitów wschodniej części metamorfiku izerskiego w świetle badań cyrkonu w wybranych profilach geologicznych.

Abstract

Abstract W pracy podjęto próbę weryfikacji poglądów na genezę granitów i gnejsów wschodniej części metamorfiku Izerskiego. Jako główną metodę badawczą zastosowano analizę fizycznych cech cyrkonu. Uzupełniono ją studium jakościowego i ilościowego zróżnicowania minerałów akcesorycznych i zmienności składu chemicznego tych skał. Badane granity gruboziarniste i porfirowate można uznać za granity S anatektyczne właściwe, powstałe przez częściowe upłynnienie zmetamorfizowanej wcześniej serii suprakrustalnej. Nowy stop pojawił się w nich w niewielkiej ilości i najczęściej pozostał na miejscu wraz z fazą rezydualną obrastając nie stopione do końca minerały. Wśród opornego na anateksis residuum zachowało się dużo cyrkonów, które zakodowały w swych cechach fizycznych fakt przejścia przez detrytyczny cykl rozwoju. W niektórych miejscach doszło do segregacji nowego stopu i wyciśnięcia go na niewielką odległość od miejsca powstania. W ten sposób powstały niewielkie, nieregularne gniazda i strefy granitów leukokratycznych, występujące wśród gnejsów lub na granicy gnejsów z granitami porfirowatymi. Zaproponowano dla nich nazwę granitów S anatektycznych, segregacyjnych. Zbliżone do nich genetycznie są drobnoziarniste granity żyłowe. W tym przypadku odsegregowany stop przemieszczał się na większą lub mniejszą odległość i porywał z residuum niektóre minerały oporne na topienie (refractory), w tym także nieliczne ziarna cyrkonu. Skały te nazwano granitami S palingenetycznymi, segregacyjnymi. Nieliczne z badanych próbek granitów zawierają wśród cyrkonów starszej generacji dużo kryształów euhedralnych. Cyrkony młodsze, o wyjątkowo wysokiej elongacji, są w nich także częste. Ich obecność może wskazywać na dużą podatność skał wyjściowych (np. pierwotne granity) na procesy anateksis. Być może należy je uznać za granity regeneracyjne. Badane gnejsy izerskie są, jak się wydaje, skałami z pogranicza serii orto- i para-. Ich obecny charakter petrograficzny i występowanie w postaci powtarzających się sekwencji: łupek łyszczykowy (amfibolitowy), różne odmiany gnejsów, granitognejs, granit, są efektem wielu procesów skałotwórczych. Pierwotnie zróżnicowana litologicznie seria skał osadowych (aleuryty, psamity, skały węglanowe, tufy, kwaśne wulkanoklastyki) uległa przemianom metamorficznym i być może też metasomatycznym. Cechy kryształów cyrkonu i ilościowy udział wydzielonych generacji tego minerału w różnych odmianach łupków i gnejsów szczególnie dobrze rejestrują to pierwotne zróżnicowanie serii metamorficznej oraz pojawienie się na stosunkowo późnym etapie rozwoju tych skał zmiennej, choć najczęściej niewielkiej, ilości stopu anatektycznego. Deformacja skał zachodząca w obecności małej ilości stopu (granitognejsy i gnejsy oczkowe), wyciskanie go z jednych odmian (niektóre gnejsy warstewkowe), segregacja i przemieszczanie w kierunku innych (migmatyty-arteryty) dały w efekcie zróżnicowany kompleks skał, który jednak zachował jeszcze wiele cech wskazujących na jego pierwotnie osadowy charakter. Procesy te zachodziły między ekranami łupków zbudowanych ze składników opornych na upłynnienie. Sprzyjały one mechanizmowi wyciskania i migracji stopów w stronę od jednej warstwy łupku do następnej przed którą stop był gromadzony, zgodnie z kierunkiem nacisku tektonicznego. Podobną rolę mogły pełnić te ekrany łupkowe także w stosunku do innych fluidów, które pojawiły się zapewne w tych skałach także przed i po anateksis. Stąd tak wyraźna asymetria wszystkich badanych sekwencji łupek-gnejsy-granit, nie tylko tych z objawami wyciskania stopu. W takim ujęciu większość procesów przeobrażających zamykałaby się w obrębie pojedynczych sekwencji metamorficznych między kolejnymi ekranami łupków. Genesis of gneisses and granites from the eastern part of the Izera metamorphic complex in the light of study on zircon from selected geological profilesAbstract In the paper an attempt is made to revise concepts on the genesis of gneisses and granites of the eastern part of the Izera metamorphic complex. Analysis of physical features of zircon was employed as a major research method supplemented by qualitative and quantitative studies on paragenetic variability of accessory minerals as well as by analysis of variation in chemical composition of the rocks. Coarse-grained granite and porphyritic granite may be regarded as S-type anatectic granites formed due to partial melting of the metamorphosed supracrustal protolith. Newly formed melt appeared in these rocks in small amount and, in most part, did not move far away from its birthplace. The melt rimmed unmelted minerals. Physical features of zircon crystals, so abundantly preserved in residue, reflect detrital stage of their geological history. In some places the melt was seggregated and squeezed from its birthplace to form small, irregular-nests and zones of leucocratic granites that occur within gneisses or on the boundary between gneisses and porphyritic granites. They have been assigned to S-type anatectic and seggregational granites. They are genetically related to fine-grained granite that occurs in the form of dikes. The fine-grained granite crystallized from seggregated melt that was emplaced more or less distantly from its place of origin. The melt carried refractory minerals, including zircon, off the residue. This rock type has been assigned to S-type palingenetic, seggregational granites. Only few of the granite samples studied contain high amount of euhedral zircon of older generation, whereas zircon crystals of young generation are abundant and show extremely high elongation. Their presence may indicate high susceptibility of the parent rocks, e.g. pre-existing granites, to anatexis. Therefore, this rock type ought to be referred to as regenerative granite. The Izera gneisses studied seem to be transitional rocks between ortho-gneiss and para-gneiss. Their present petrographic character and recurrent position in the series: mica schist (amphibolite schist) - variety of gneisses - granitic gneiss - granite, are the result of numerous rock-forming processes. Lithologically variable suite of sedimentary rocks (aleurites, psammites, carbonate rocks, tuffs, and acidic volcanoclastics) underwent metamorphic, and may be, metasomatic changes. This primary litho-logic variability and the presence of small amount of anatectic melt were recorded by zircon features as well as are echoed by the quantity of zircon crystals of different age in particular varietes of schists and gneisses. Deformation of the rocks (granitic gneiss and augen gneiss) in the presence of small amount of liquid, its squeezing from certain rocks, e.g. layered gneisses, seggregation and emplacement toward the other rocks, e.g. migmatites-arterites, resulted in a variety of rocks that, however, preserved many features indicating their common sedimentary origin. All these processes took place between the screens of schists composed of refractory minerals. The schists acted in favor of squeezing and directed its migration according to the tectonic stress from one layer of the schist to the other where it was trapped and cummulated. The schists presumably played similar role of screens when other fluids migrates through those rocks before and after anatexis. This is why all studied sequences of rocks (it means not only those with apparent features of squeezing the melt) i.e. schist -gneisses -granite are so assymmetrical. Therefore, most of the alterations took place within each metamorphic sequence of rocks between successive screens of schists.