P-T evolotion and High-temperature deformation of Precambrian eclogite, Sveconorwegian orogen

Detta är en avhandling från Lund University, Faculty of Science, Department of Geology, Lithosphere and Biosphere Science

Sammanfattning: Bergskedjor är uppbyggda av olika slags berggrund som skjutits samman i de zoner på Jorden där tektoniska plattor möts (konvergerar). Sådana processer sker i dag exempelvis i Himalaya, Alperna eller Anderna, men det finns också gamla, nu inaktiva, bergskedjor som de Skandinaviska Kaledoniderna (ca 400 miljoner år gammal) eller den Svekonorvegiska bergskedjan (ca 1000 miljoner år gammal, i sydvästra Sverige och södra Norge). De komplexa och långdragna processer som skapar bergskedjor kan vi förstå genom att klargöra den geologiska utvecklingen för bergskedjans olika delar. Denna utveckling inbegriper samverkande deformation och metamorfos (omvandling vid ökat tryck och ökad temperatur) samt, i vissa fall, magmatism. Nyckelelement vid rekonstruktion av bergskedjebildning är högtrycksmetamorf berggrund som innehåller blåskiffer, eklogit och/eller högrycksgranulit, därför att sådan berggrund ger information om jordskorpeförtjockning med tektonisk nedtryckning eller subduktion till stora djup.Min forskning behandlar deformation och metamorfos i den högtrycksmetamorfa delen av den Svekonorvegiska bergskedjan i sydvästra Sverige, med särskilt fokus på en tektonisk enhet (skolla) som innehåller eklogit. Berggrunden här genomgick i sin helhet metamorfos vid mycket stora djup (35-40 km) och är det djupaste snittet av Prekambrisk jordskorpa som finns exponerat i den Fennoskandiska skölden. Berggrunden här är i många avseenden jämförbar med den världsberömda västra gnejsregionen (Western Gneiss Region) i norska Kaledoniderna. Ur ett vetenskapligt perspektiv är berggrunden i sydvästra Sverige ett fönster till de djupa delarna av en bergskedja som för tusen miljoner år sedan var del av en världsomspännande superkontinent, Rodinia. Mitt huvudsakliga mål har varit att karaktärisera den tektoniska och metamorfa utvecklingen av den Svekonorvegiska bergskedjan med utgångspunkt från den eklogitförande skollan i sydvästra Sverige.Avhandlingen består av tre delar:1) Framläggande av en strukturgeologisk och kinematisk modell för deformation i eklogitskollans basala skjuvzon. I denna studie undersökte vi deformationsstrukturer i fält och mätte deras orientering och geometri, i syfte att förstå hur den eklogitförande skollan har lyfts upp från stora djup. Vi kunde visa att skollan transporterades österut längs den basala skjuvzonen och att denna deformation skedde vid minskande tryck (upplyftning) och mycket hög temperatur. I den basala skjuvzonen blev bergarterna mycket starkt deformerade och veckade under hög temperatur, och vi visar exempel på de särskilda deformationsstrukturer som bildas under sådana förhållanden. 2) Rekonstruktion av den metamorfa utvecklingen för två typer av eklogit. När bergarter pressas ned på djupet och värms upp är de primära mineralen inte längre stabila. Då sker kemiska reaktioner och det bildas nya mineralsällskap som är stabila vid rådande tryck och temperatur. Detta kallas metamorfos. Vi beräknade, genom termodynamisk modellering och utifrån bergarternas kemiska sammansättning, isokemiska fasdiagram som förutsäger vilka mineralsällskap som är stabila vid olika tryck och temperatur för just dessa bergartssammansättningar. Genom att jämföra med faktiska mineralsällskap, hur mineralen förekommer texturellt, samt mineralens kemiska sammansättning, kunde vi jämföra med fasdiagrammet och rekonstruera den progressiva metamorfa utvecklingen: bergartens tryck- och temperaturutveckling (P-T-utveckling). Med denna metod kunde vi visa att eklogiterna tryckts ned till 65 km djup och där värmts upp till nästan 900 °C. Vi kan också se att de lyftes upp till ~35 km djup vid 850 °C. Texturerna, mineralkemin och P-T-utvecklingen visar att nedpressning och upplyftning skedde under en geologiskt sett kort tidsrymd. Denna typ av eklogit och dessa P-T-förhållanden är karaktäristiska för kontinent-kontinent-kollision.3)Test, med en helt annan metod, av den P-T-modell som togs fram i studie 2. En del mineral tar upp ökande halter av spårelement vid ökad temperatur. Genom att mäta halterna av zirkonium i rutil och titan i kvarts kan vi “ta temperaturen” på bildningen av dessa mineral i olika texturella positioner i bergarterna. Studien visade på samstämmighet med den P-T-modell som framtogs i studie 2.

  KLICKA HÄR FÖR ATT SE AVHANDLINGEN I FULLTEXT. (PDF-format)