TY - GEN A1 - Borghini, Alessia A1 - Ferrero, Silvio A1 - O'Brien, Patrick J. A1 - Laurent, Oscar A1 - Günter, Christina A1 - Ziemann, Martin Andreas T1 - Cryptic metasomatic agent measured in situ in Variscan mantle rocks BT - Melt inclusions in garnet of eclogite, Granulitgebirge, Germany T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Garnet of eclogite (formerly termed garnet clinopyroxenite) hosted in lenses of orogenic garnet peridotite from the Granulitgebirge, NW Bohemian Massif, contains unique inclusions of granitic melt, now either glassy or crystallized. Analysed glasses and re‐homogenized inclusions are hydrous, peraluminous, and enriched in highly incompatible elements characteristic of the continental crust such as Cs, Li, B, Pb, Rb, Th, and U. The original melt thus represents a pristine, chemically evolved metasomatic agent, which infiltrated the mantle via deep continental subduction during the Variscan orogeny. The bulk chemical composition of the studied eclogites is similar to that of Fe‐rich basalt and the enrichment in LILE and U suggest a subduction‐related component. All these geochemical features confirm metasomatism. In comparison with many other garnet+clinopyroxene‐bearing lenses in peridotites of the Bohemian Massif, the studied samples from Rubinberg and Klatschmühle are more akin to eclogite than pyroxenites, as reflected in high jadeite content in clinopyroxene, relatively low Mg, Cr, and Ni but relatively high Ti. However, trace elements of both bulk rock and individual mineral phases show also important differences making these samples rather unique. Metasomatism involving a melt requiring a trace element pattern very similar to the composition reported here has been suggested for the source region of rocks of the so‐called durbachite suite, that is, ultrapotassic melanosyenites, which are found throughout the high‐grade Variscan basement. Moreover, the Th, U, Pb, Nb, Ta, and Ti patterns of these newly studied melt inclusions (MI) strongly resemble those observed for peridotite and its enclosed pyroxenite from the T‐7 borehole (Staré, České Středhoři Mountains) in N Bohemia. This suggests that a similar kind of crustal‐derived melt also occurred here. This study of granitic MI in eclogites from peridotites has provided the first direct characterization of a preserved metasomatic melt, possibly responsible for the metasomatism of several parts of the mantle in the Variscides. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 976 KW - clinopyroxenite KW - eclogite KW - melt inclusions KW - metasomatism KW - orogenic peridotite Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-474592 SN - 1866-8372 IS - 976 SP - 207 EP - 234 ER - TY - THES A1 - Schmid, Robert T1 - Geology of ultra-high-pressure rocks from the Dabie Shan, Eastern China N2 - Um das Verständnis der geologischen Entwicklung des größten bekannten Vorkommens von ultra-hochdruck (UHP) Gesteinen auf der Erde, des Dabie Shan im östlichen China, zu erhöhen, wurde eine multidisziplinäre Studie durchgeführt. Geophysikalische Daten wurden entlang einer ca. 20 km langen seismischen Linie im östlichen Dabie Shan gesammelt. Diese reflektionsseismischen Daten zeigen, dass die Kruste aus drei Lagen besteht. Die Oberkruste besitzt eine durchgehend niedrige Reflektivität und meist subhorizontale Reflektoren bis in eine Tiefe von ca. 15 km. Aufgrund dieser Charakteristika wird diese Zone als UHP-bezogener krustaler Keil interpretiert, der auf nicht UHP Kruste überschoben wurde. Ein abrupter Wechsel in der Geometrie aber auch Intensität der Reflektoren markiert die Grenze zu einer mittel- bis unterkrustalen Zone, die sich bis ca. 33 km Tiefe erstreckt. Diese Zone repräsentiert wahrscheinlich kratonale Yangtze Kruste, die von der triassischen UHP-Orogenese nicht erfasst wurde, aber während der Exhumierung das Liegende relativ zum UHP Keil war. Starke und kontinuierliche Reflektoren im Tiefenintervall von 33-40 km bilden höchstwahrscheinlich die Moho an der Basis der Kruste ab. Relikte einer Krustenwurzel, die sich wahrscheinlich während der Kollisionstektonik gebildet hatte, sind nicht sichtbar. Ein flaches tomographisches Geschwindigkeitsmodell, das auf der Inversion der Ersteinsätze gründet, konnte zusätzlich erstellt werden. Dieses Modell bildet deutlich die unterschiedlichen Lithologien auf beiden Seiten der Tan Lu Störung ab. Sedimente östlich der Störung zeigen Geschwindigkeiten von 3.4 - 5.0 km* s^-1, wohingegen die Gneise im Westen 5.2 - 6.0 km*s^-1 aufweisen. Die Geometrie der Geschwindigkeits-Isolinien kann als Ausdruck der Strukturen der Gesteine angenommen werden. Somit zeigen die Sedimente ein nordwestliches Einfallen zur Störung hin, wohingegen isoklinale Falten in den Gneisen abgebildet werden. Geländedaten aus der UHP Einheit des Dabie Shan ermöglichen die Definition von Grundgebirgs- und Deckeinheiten, die Teile des ehemaligen passiven Kontinentalrandes des Yangtze Kratons repräsentieren. Eine der Deckeinheiten, die Changpu Einheit, besitzt nach wie vor einen stratigraphischen Kontakt zu den Grundgebirgs-Gneisen. Der anderen Einheit hingegen, der Ganghe Einheit, fehlt ein entsprechendes Grundgebirge. Diese Einheit steht vielmehr über einen Blasto-Mylonit in tektonischem Kontakt zum Grundgebirge der vorherigen. Die Changpu Einheit baut sich aus kalk-arenitischen Metasedimenten auf, die mit Metabasalten assoziiert sind. Die Ganghe Einheit wird von arenitisch-vulkanoklastischen Metasedimenten, die ebenfalls mit metabasaltischen Gesteinen vergesellschaftet sind, dominiert. Das Grundgebirge baut sich aus diversen felsischen Gneisen auf, die von reliktisch eklogitfaziell bis grünschieferfaziell ausgeprägt sind, und in denen, zusätzlich zu Metabasalten, sporadisch mafisch-ultramafische Meta-Plutone auftreten. Mit Ausnahme der Ganghe Einheit, führen die Metabasite Coesit und belegen somit das UHP Ereignis. Die Mineralchemie der analysierten Proben dokumentiert deutliche Variationen in der Zusammensetzung der Hauptminerale, Granat und Omphazit, was entweder unterschiedliche Protolithe oder unterschiedliche Grade von Stoffaustausch mit den Wirtsgesteinen reflektiert. Gehalte von dreiwertigem Eisen in Omphaziten mit geringen Gesamteisengehalten, wurden mittels Titration bestimmt, wobei sich Werte von 30-40 % ergaben. Dennoch wurde ein noch konservativerer Wert von 50% dreiwertigem Eisen in den entsprechenden Berechnungen angenommen, hauptsächlich, um mit anderen Arbeiten vergleichbar zu sein. Texturen und chemische Zonierungen in den Mineralen sind kompatibel mit Gleichgewichtsbedingungen während dem Höhepunkt der Metamorphose, der retrograd überprägt wird. P-T Daten wurden mit deutlicher Betonung auf das Granat-Omphazit-Phengit Barometer, das mit Fe-Mg Austausch-Thermometern kombiniert wurde, berechnet. Höchstdrucke reichen von 42-48 kbar (für die Changpu Einheit) bis ca. 37 kbar (für das Grundgebirge und die Ganghe Einheit). Während der eklogitfaziellen Metamorphose wurden Temperaturen von ca. 750 °C erreicht. Obwohl die maximalen Drucke deutlich schwanken, sind die Temperaturbestimmungen in guter Übereinstimmung. Die Druckschwankungen können zum einen durch deutlich Ca-dominierte Granate (bis zu 50 mol% Grossular in der Changpu Einheit) und/oder zum anderen durch Modifikationen der Mineralzusammensetzungen während der retrograden Metamorphose erklärt werden. Die präsentierten integrativen geologischen Daten ermöglichen die folgenden Schlussfolgerungen i) Grundgebirgs- und Deckeinheiten treten im Dabie Shan auf und wurden beide UHP metamorph überprägt ii) Der Dabie Shan ist das metamorphe Äquivalent des früheren passiven Kontinentalrandes des Yangtze Kratons iii) felsische Gneise, die eine UHP Metamorphose durchlaufen, sind von Volumenver-änderungen betroffen, die durch großräumige Phasenumwandlungen (Quarz <-> Coesit) hervorgerufen werden, was direkt die tektono-metamorphen Prozesse beeinflusst iv) Initiale Unterschiede in der Temperatur sind möglicherweise dafür verantwortlich, dass generell Unterkrustengesteine in UHP Fazies fehlen N2 - A multidisciplinary study has been carried out to contribute to the understanding of the geologic evolution of the largest known occurrence of ultra-high-pressure (UHP) rocks on Earth, the Dabie Shan of eastern China. Geophysical data, collected along a ca. 20 km E-W trending seismic line in the eastern Dabie Shan, indicate that the crust comprises three layers. The upper crust has a homogeneously low reflectivity and exhibits roughly subhorizontal reflectors down to ca. 15 km. It is therefore interpreted to portray a crustal UHP slab thrust over non-UHP crust. An aprubt change in intensity and geometry of observed reflectors marks the boundary of a mid- to lower crustal zone which is present down to ca. 33 km. This crustal zone likely represents cratonal Yangtze crust that was unaffected by the Triassic UHP event and which has acted as the footwall during exhumation of the crustal wedge. Strong and continuous reflectors occurring at ca. 33-40 km depth most likely trace the Moho at the base of the crust. Any trace of a crustal root, that may have formed in response to collision tectonics, is therefore not preserved. A shollow tomographic velocity modell based on inversion of the first arrivals is constructed additionally. This model clearly images the distinct lithologies on both sides of the Tan Lu fault. Sediments to the east exhibit velocities of about 3.4 - 5.0 km* s^-1, whereas the gneisses have 5.2 - 6.0 km*s^-1. Geometry of velocity isolines may trace the structures present in the rocks. Thus the sediments dip shallowly towards the fault, whereas isoclinal folds are imaged to occur in the gneisses. Field data from the UHP unit of the Dabie Shan enables definition of basement-cover sequences that represent sections of the former passive margin of the Yangtze craton. One of the cover sequences, the Changpu unit, still displays a stratigraphic contact with basement gneisses, while the other, the Ganghe unit, includes no relative basement exposure. The latter unit is in tectonic contact with the basement of the former unit via a greenschist-facies blastomylonite. The Changpu unit is chiefly constituted by calc-arenitic metasediments intercalated with meta-basalts, whereas the Ganghe unit contains arenitic-volcanoclastic metasediments that are likewise associated with meta-basalts. The basement comprises a variety of felsic gneisses, ranging from preserved eclogitic- to greenschist-facies paragenesis, and locally contains mafic-ultramafic meta-plutons in addition to minor basaltic rocks. Metabasites of all lithologies are eclogite-facies or are retrogressed equivalents, which, with the exception of those from the Ganghe unit, bear coesite and thus testify to an UHP metamorphic overprint. Mineral chemistry of the analysed samples reveal large compositional variations among the main minerals, i.e. garnet and omphacite, indicating either distinct protoliths or different degrees of interaction with their host-rocks. Contents of ferric iron in low Fetot omphacites are determined by wet chemical titration and found to be rather high, i.e. 30-40 %. However, a even more conservative estimate of 50% is applied in the corresponding calculations, in order to be comparable with previous studies. Textural constraints and compositional zonation pattern are compatible with equilibrium conditions during peak metamorphism followed by a retrogressive overprint. P-T data are calculated with special focus on the application of the garnet-omphacite-phengite barometer, combined with Fe-Mg exchange thermometers. Maximum pressures range from 42-48 kbar (for the Changpu unit) to ~37 kbar (for the Ganghe unit and basement rocks). Temperatures during the eclogite metamorphism reached ca. 750 °C. Although the sample suite reveals variable peak-pressures, temperatures are in reasonable agreement. Pressure differences are interpreted to be due to strongly Ca-dominated garnet (up to 50 mol % grossular in the Changpu unit) and modification of peak-compositions during retrogressive metamorphism. The integrated geological data presented in this thesis allow it to be concluded that, i) basement and cover rocks are present in the Dabie Shan and both experienced UHP conditions ii) the Dabie Shan is the metamorphic equivalent of the former passive margin of the Yangtze craton iii) felsic gneisses undergoing UHP metamorphism are affected by volume changes due to phase transitions (qtz <-> coe), which directly influence the tectono-metamorphic processes iv) initial differences in temperature may account for the general lack of lower crustal rocks in UHP-facies KW - UHP KW - coesite KW - eclogite KW - Dabie Shan KW - thermobarometry KW - reflection seismology KW - 2D tomography Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-0000093 ER - TY - GEN A1 - Pourteau, Amaury A1 - Scherer, Erik E. A1 - Schorn, Simon A1 - Bast, Rebecca A1 - Schmidt, Alexander A1 - Ebert, Lisa T1 - Thermal evolution of an ancient subduction interface revealed by Lu–Hf garnet geochronology, Halilbağı Complex (Anatolia) T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The thermal structure of subduction zones exerts a major influence on deep-seated mechanical and chemical processes controlling arc magmatism, seismicity, and global element cycles. Accretionary complexes exposed inland may comprise tectonic blocks with contrasting pressure-temperature (P-T) histories, making it possible to investigate the dynamics and thermal evolution of former subduction interfaces. With this aim, we present new Lu-Hf geochronological results for mafic rocks of the Halilbagi Complex (Anatolia) that evolved along different thermal gradients. Samples include a lawsonite-epidote blueschist, a lawsonite-epidote eclogite, and an epidote eclogite (all with counter-clockwise P-T paths), a prograde lawsonite blueschist with a "hairpin"-type P-T path, and a garnet amphibolite from the overlying sub-ophiolitic metamorphic sole. Equilibrium phase diagrams suggest that the garnet amphibolite formed at similar to 0.6-0.7 GPa and 800-850 degrees C, whereas the prograde lawsonite blueschist records burial from 2.1 GPa and 420 degrees C to 2.6 GPa and 520 degrees C. Well-defined Lu-Hf isochrons were obtained for the epidote eclogite (92.38 +/- 0.22 Ma) and the lawsonite-epidote blueschist (90.19 +/- 0.54 Ma), suggesting rapid garnet growth. The lawsonite-epidote eclogite (87.30 +/- 0.39 Ma) and the prograde lawsonite blueschist (ca. 86 Ma) are younger, whereas the garnet amphibolite (104.5 +/- 3.5 Ma) is older. Our data reveal a consistent trend of progressively decreasing geothermal gradient from granulite-facies conditions at similar to 104 Ma to the epidote-eclogite facies around 92 Ma, and the lawsonite blueschist-facies between 90 Ma and 86 Ma. Three Lu-Hf garnet dates (between 92 Ma and 87 Ma) weighted toward the growth of post-peak rims (as indicated by Lu distribution in garnet) suggest that the HP/LT rocks were exhumed continuously and not episodically. We infer that HP/LT metamorphic rocks within the Halilbagi Complex were subjected to continuous return flow, with "warm" rocks being exhumed during the tectonic burial of "cold" ones. Our results, combined with regional geological constraints, allow us to speculate that subduction started at a transform fault near a mid-oceanic spreading centre. Following its formation, this ancient subduction interface evolved thermally over more than 15 Myr, most likely as a result of heat dissipation rather than crustal underplating. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 632 KW - subduction KW - Lu/Hf dating of garnet KW - metamorphic sole KW - eclogite KW - blueschist KW - lawsonite Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-424651 SN - 1866-8372 IS - 632 ER -