Abstract - ETH E-Collection

Diss.
ETH Nr.6672
Metamorphose
basischen
der
( Graubünden,
Geochemie
und
Gesteine
des
Bergeller
Ostrandes
Schweiz / Provinz Sondrio, Norditalien
)
ABHANDLUNG
zur
Erlangung
Doktors
des Titels eines
der Naturwissenschaften
der
EIDGENOESSISCHEN
HOCHSCHULE
vorgelegt
Gautschi
dipl. Natw.
von
am
ETH
Zürich, Geologe
I.August 1952
Reinach AG
Angenommen
Prof.
PD Dr.
Prof.
1980
ZUERICH
von
Andreas
geboren
TECHNISCHEN
Dr.
V.
Dr.
auf
V.
Antrag
von
Trommsdorff, Referent
Dietrich, Korreferent
M.
Grünenfelder, Korreferent
ZUSAMMENFASSUNG
Bergeller Intrusion (östliche Zentralalpen;
Oestlich der tertiären
Kt.Graubünden, Schweiz/Prov.Sondrio, Norditalien) treten in verschiede¬
Positionen des
nen
I-
alpinen Deckengebäudes
basische Gesteine auf
(Fig.1).
91§_§5§ilS§_der_Margnadecke
Der
Fedozer
ist ein
Gabbro
gebildeter Metagabbrokomplex innerhalb
der
alpinen Regionalmetamorphose
fast
Margna-Altkristall
Bergeller Kontaktmetamorphose erkennen.
Die
ins.
Gesteine haben ein
charakteristische Mineralien
Koronabildungen
Ueberprägung durch
granoblastisches Gefüge
Gleichgewichtstemperaturberechnungen
Olivin Gabbronorit für das
und Olivin
(z.T.). Komplexe
Plagioklas auf,
die Reaktio¬
wo
800°C.
tive
lassen
auf Drucke
Die
von
sind.
in einem
was
für eine
Die Temperaturen
der
aus
von
von
800°C
experimentellen
P>6kb
für die
für die
Daten
liegen
and
und für
825 C respek¬
um
Olivin-Plagioklas
(GREEN
Reaktion
RINGWOOD,1967 u.a.)
Koronabildung schliessen.
progressive Umwandlung
der
granulitischen Metagabbros durch die
alpine Regionalmetamorphose ist eine reine Funktion der angebotenen
und somit stark
menge
frischen
vom
mag¬
für die Subsolidus-Re-
Reaktion
Olivin-Plagioklas
Ent¬
ursprünglich
Klinopyroxen (Opx-Entmischungslamellen im Cpx)
Die Temperatur
aufgrund
(1977) ergaben
nach WELLS
1000°C,
um
matische Kristallisation spricht.
Opx/Cpx-Paar
und ent¬
Opx/Cpx als Gesamtphasen (d.h. inkl.
Paar
mischungslamellen) Temperaturen
das
die
Plagioklas (An 50), Klinopyroxen,
zwischen Olivin und
treten
im
Die
gut erhal¬
01+Plag=Al-0px+Al-Cpx±Sp und 01+Plag=0px+Gr+Amph abgelaufen
equilibrierung
von
flaserige Chlorit-
konnten erstmals
Es
Orthopyroxen, Ilmenit, grünen Spinell (z.T)
nen
Er
voralpinen Granulitfazies-Metamorphose gefunden werden.
granulitischen
halten als
aus¬
-gneise umgewandelt worden.
westlichsten Teile lassen noch eine zusätzliche
Relikte einer
in
vollständig
Aktinolith-Klinozoisit-Albitschiefer und
tene
stratiform
typischen tholeiitischen Differentiationstrend und ist
einen
zeigt
des
lokal
Wasser¬
deformationsabhängig. Sämtliche Uebergangsstadien,
granulitischen Metagabbro, bis
zu
den
flaserigen Chl-Akt-Klz-
Albitschiefern, können beobachtet werden.
Die
hohe
aktinolithischen
Amphibole
Glaukophangehalte (Na
rakter der
,
AI
der
),
flaserigen Metagabbros
wodurch sich
ein
haben
relativ
druckbetonter Cha¬
alpinen Grünschieferfazies-Regionalmetamophose
manifestiert.
Im Einflussbereich der
morphen Aktinolithe
Bergeller
einer
von
Intrusiva werden die
pargasitischen Hornblende
regionalmetaumwachsen.
neugebildeten Amphibolrändern zeigt die zunehmende
diesen
Na+K eine starke
zung durch
A-Platz Beset¬
Temperaturzunahme gegen den Tonalitkontakt
Der
kontaktmetamorphe
ten
(=konstant niedrige Drucke)
Charakter ist
aus
den konstant
niedrigen
dass
der Fedozer Gabbro nicht
spielsweise
auf der
1972) gezeigt
an.
-Gehal¬
Geologischen
lassen erken¬
ophiolithisehen Ursprungs ist, wie bei¬
Karte der Schweiz
1:500'000
(Ausgabe
ist.
Amphibol
ite
(s.str)
erscheinen als
tungen im Chiareggiogneis der Margnadecke.
auf ein
Na
M4
ersichtlich.
Metamorphosegeschichte und geologische Feldbeobachtungen
nen,
In
tholeiitisches
Immobile
Stammagma hin, Aussagen
Stellung (kontinental, ozeanisch etc.)
geringmächtige
weisen
Spurenelemente
über die
sind nicht
Einschal¬
geotektonische
möglich.
Eine
voralpine
Metamorphose konnte wegen der starken alpinen Ueberprägung im ChiareggioGebiet noch nicht
1*
!?!§_§§§i!S§_^§r_9£!]i2l!thzone_Mal enco^Li zun
•
Die
i
t
(Amphibolitkörper
Cassandra-Amphibolite
Malenco-Ultramafitits)
innerhalb des
1
nachgewiesen werden.
(Metabasalte,
e
z.T.
mit
und die
bo-
Forno-Amphi
sind
Pillowstrukturen)
geochemisch mit
spilitisierten ozeanischen Tholeiitbasalten vergleichbar. Die
Cassandra-
Amphibolite entsprechen primitiveren Tholeiiten als die Forno-Amphibolite.
Sie können deshalb nicht als ein laterales extrusives
Aequivalent
der For-
nobasalte betrachtet werden.
Die
Cassandra- und
Forno-Amphibolite
ler Kontaktaureole auf.
(Na vorwiegend
ten.
Gegen
den
auf
phibol
Albit
sprunghafte
(neben Plagioklas)
Abnahme des
der
ausgeprägte retrograde
schränkt und weist ebenfalls
Bergel¬
Epidot, in Ca-
wird zunehmend anorthit-
verschwindet in den Am¬
(der eingeschuppten Ultramafitite)
Zone
phen Amphibolen, währenddem
schwach
Chlorit und
Diopsid gebildet. Plagioklas
iten der Talk-Olivin
innerhalb der
regional metamorphe Amphibolkerne
Intrusivkontakt verschwinden
(bis Bytownit).
bewirkt eine
nur
sind im äusseren Bereich der Aureole erhal¬
M4-Platz)
reicheren Lagen wird
reicher
Reliktische
treten
Edenitgehaltes
Ti-Gehalt
Phase
in den kontaktmetamor-
kontinuierlich zunimmt.
ist auf das
Val
und
Eine
Sissone-Gebiet be¬
charakteristische Züge einer Kontaktmetamor¬
phose auf. Sie kann auf eine lokale zweiphasige Kontaktmetamorphose
(Tonalit-Granodiorit)
oder auf eine
Aplitgranite) zurückgeführt
1er
Sissone-Gebiet
keine
spätere magmatische Phase (Bergel-
werden.
Für die
von
BUCHER
(1977b)
im
postulierte postbergellische Regionalmetamorphose wurden
Anhaltspunkte gefunden.
Basische_Gänge
III.
andesi
Undeformierte, postregional metamorphe
basaltische
Margnadecke und
Gänge
Gänge
Bergeller
der Kontaktmetamorphose noch erfasst worden.
von
Ausserhalb der Kontaktaureole
zeigen
sie noch den
ursprünglichen
magma¬
(basischer Plagioklas, hastingsitischer Amphibol)
tischen Mineralbestand
sowie
In der Nähe der
im Malenco-Ultramafitit auf.
Intrusiva sind die
verschiedenen Serien der
in
treten
tisch¬
typische felsitische Abkühlungsränder
mit
Flui daltexturen.
Alters-
mässig (postregionalmetamorph-präbergellisch) ist ein Zusammenhang mit
dem
oligocänen Gang-Magmatismus
In
den basischen
gleiche Abfolge
Gesteinen des
und
den West-
Bergeller
alpinen
der
erkennbar:
nisse
in
Ostalpen möglich.
Ostrandes
ist überall
Metamorphoseereig¬
Ueberprägung einer
syn-
bis
postkinematischen
Regionalmetamorphose durch die jüngere Kontaktmetamorphose
bereich der
kann
für die
Bergeller Intrusiva. Aufgrund
Regionalmetamorphose
angenommen werden.
die
der
im Einfluss¬
publizierten Altersdaten
ein oberkretazisches Alter
(eoalpin)
Der druckbetonte Charakter der Grünschieferfazies-
Metamorphose steht damit in Einklang und zeigt gleichzeitig, dass wäh¬
rend der
eoalpinen
Phase
die
nicht erreicht worden sind.
Bedingungen
Eine
einer
Ueberlagerung
metamorphose durch die "lepontinische" (meso-
sephase
ist
am
Bergeller
weiter im Westen statt.
Hochdruckmetamorphose
der
bis
eoalpinen Regional¬
neoalpine) Metamorpho¬
Ostrand nicht nachweisbar, sondern
findet erst
ABSTRACT
East of the
the
alpine
1
Central
Alps, Swiss/
pile. The polymetamorphic history and the geochemistry
nappe
rocks
of these
(Eastern
basic rocks outcrop in different tectonic positions of
border)
Italian
intrusion
Tertiary Bergell
considered in this paper.
are
I!]§_^§i9_r29!S§_2f_tt]§_Margna_na2ge
•
In
the F
e
d
o
Gabbro,
z
Malenco ultramafic body, well
facies
a
preserved relics of
a
pre-Alpine granulite
metamorphism have been discovered for the first time. The main
part of the
has
mass
gneisses
pine regional metamorphism.
Bergell tonalites
overprinting the
"flaser
been transformed into
nolite-clinozoisite-albite
and
In
subsequent event,
a
granodiorites resulted
western
trend is
in
the intrusion of the
metamorphism
contact
a
part of the meta-gabbros.
In the
gabbro
com¬
tholeiitic differentia-
a
recognized.
granulitic rocks have
The
type" chlorite-acti-
by the superimposed Al¬
and schists
plex which locally shows stratiform features,
tion
north of the
metagabbro complex
texture and consist of
granoblastic
a
pla¬
gioclase (An 50), clinopyroxene, orthopyroxene, ilmenite,occassional
spinel and olivine. Corona forming reactions
using
the
method of WELLS
the opx/cpx
and
for the
kb
on
for
pair
in cpx
reequilibration
800°C respectively.
the basis
for this
progressive
of
The
as
cristallisation.
(opx-lamellae
reaction
calculagave
phases" (incl.
"host
in
Temperatures
cpx)
plagioclase
equilibration temperatures
of
and for
are
around
800°C
reaction leads to estimated pressures of P
experimental
datas
of GREEN and
RINGWOOD
(1967)
(1).
transformation of the
of water and to the effects
granulitic metagabbros by
to
of deformation.
mation, from granulitic meta-gabbros
be observed.
olivine-gabbronorite
from reaction between olivine and
Alpine regional metamorphism is believed
can
an
opx/cpx pair
for the
olivine-plagioclase
and others
The
1000°C
(1977)
lamellae) suggesting magmatic
for the subsolidus
6
Al-opx+Al-cpx
ol+plag=opx+gar+amph (2). Equilibrium temperature
exsolution
>
=
and
temperatures around
825°C
ol+plag
(1)
±spinel
tions
are
green
to
be
All
due to the
the
availability
stages in this transfor¬
flaser type chl-act-clz-ab schists
The actionlitic
amphiboles
tively high glaucophane
higher
(Na
contents
flaser type meta-gabbros have relaM4
AI
,
VI
) reflecting
a
somewhat
Alpine greenschist facies regional
the
during
pressure
of the
metamor¬
phism than observed in greenschist terrains.
In
rocks
later affected by the
morphic actinolites
sing occupation
reflects
a
are
Bergell intrusion,
overgrown by
of the A-site
by
the
regional
pargasitic hornblende.
Na+K in these
pargasitic hornblendes
tactmetamorphic character is also evident by constantly low
The
low
are
logical Map
ophiolitic origin,
of
not
of Switzerland 1:500*000
Amphiboltes
Chiareggio gneiss
be immobile
to
of the
(s.str.)
Margna
types, however
in
example
to the
as
intercalations
thin
Trace elements which
in
Geo-
the
believed
are
show affinities with tholeiitic magma
geotectonic setting (e.g. Conti¬
nental, oceanic) is not possible using this data. Evidence for
pine metamorphism could
-contents
indicate that the Fedoz
for
contrast
occur
discrimination of the
a
Na
con-
(1972 edition).
nappe.
during metamorphism
The
M4
amphiboles.
and field observations
metamorphic history
Gabbros
in these
pressure)
increa-
The
temperature increase towards the tonalite contact.
(= constantly
meta-
pre-Al-
a
yet be found, because of the strong Alpine
not
overprint in the Chiareggio region.
11
!!3§_^§i9_r22^§_2f_5!]§_22bi2ll^_?2D§_!!l?§l§D,r2:!:l?y0
•
The
geochemistry
of the Cassandra
within the Malenco
(amphibolite body
amphibolites
are
with
comparable
amphibolites correspond
ultramafics)
(meta basalts, locally
spilitized
to
ocean
more
amphibolites. Therefore they
amphibolites
and the
with
cannot be
tholeiites
considered
as
o
r
o
n
pillow structures)
floor tholeiites.
primitive
F
The
Cassandra
than the Forno
a
lateral
equiva-
lent of the Forno basalts.
The
Cassandra and Forno
contact aureole.
in M4
site)
are
Relict
to
appears.
bytownite)
disappears
in
chlorite and
Plagioclase
towards
the
within the
regional metamorphic amphibole
preserved in the
tonalite intrusion
diopside
amphibolites outcrop only
outer
cores
part of the aureole.
Bergell
(Na mainly
Towards
the
epidote disappear and in Ca-rich layers
becomes
the contact.
increasingly anorthite
Albite
rieh
(up
(coexisting with plagioclase)
amphibolites of the talc-olivine
zone
(of
the inter-
slices), causing
calated ultramafic
Sharp drop in the edenite
a
of the contact
metamorphic amphiboles, whereas the
continuously.
A
to
the Val
content increases
Ti
metamorphism, suchas this
characteristic features of
and shows
region
was
due either to
probably
metamorphism (tonalite-granodiorite)
gell aplite granites).
restricted
is
weakly developed retrograde metamorphism
Sissone
or
No evidence has
to
been
later
a
content
twophase
a
contact
a
contact
magmatic phase (Ber¬
post-Bergell
found for the
regional metamorphism postulated by BUCHER (1977b).
Basic_dy_kes
III.
Undeformed, post-regional metamorphic andesitic-basaltic dykes
in the Malenco ultramafic
sion these dykes
contact aureole
with
body.
these
fluidal
Alpine
of
syn-
to
An
upper
metamorphism
sures
of the
siStent with
a
"real"
on
Cretaceous
the basis
Beyond the
chilled
as
these
data.
an
overprint
to
found further west.
mar-
Alps.
Bergell massif
the
events
is
sequence*of
same
always recognized:
postkinematic regional metamorphism by
in
neighbourhood
the
(Eoalpine)
of
published radiometric
for this
data.
Thus
during
of the
the
were
a
regional
Elevated presare
con-
Eoalpine phase conditions
not
reached.
East
cannot be
of
of the Ber¬
Eoalpine regionalmetamorphism by
Neoalpine) metamorphism
sub-
Bergell intru-
of the
proposed
age is
oligo-
with the
Alpine greenschist facies regional metamorphism
"Lepontine" (Mesois
and Eastern
high-pressure metamorphism
gell massif,
well
possible correlation
a
in the Western
sequent contact metamorphism
sion.
allow
rocks east of the
a
intru-
assemblages (anor-
mineral
as
Bergell
Age relations (regional metamorphism-dyke in-
metamorphic
overprint
of the
neighbourhood
dykes retain primary
textures.
dyke-magmatism
In the basic
the
the
nappe and
Margna
affected by the contact metamorphism.
are
trusion-contactmetamorphism)
cene
In
plagioclase, hastingsitic amphibole)
thite-rich
gins
of the
in different series
Alpine schistosity
cut the
cross-
the
detected but