Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-465
Main Title: Palaeozoic and Mesozoic tectono-metamorphic development and geochronology of the Orobic chain (Southern Alps, Lombardy, Italy)
Translated Title: Palaeozoische and mesozoische tectono-metamorphe Entwicklung und Geochronologie der Orobischen Kette (Südalpin, Lombardei, Italien)
Author(s): Feijth, Jurriaan
Advisor(s): Franz, Gerhard
Granting Institution: Technische Universität Berlin, ehemalige Fakultät VI - Bauingenieurwesen und Angewandte Geowissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Das Orobische metamorphe Grundgebirge und das unter-Permische Collio Orobico Becken sind das Thema in der vorliegenden Dissertation. Das wichtigste Ziel der Untersuchungen war die Ausarbeitung eines P-T-d-t-Pfades und die Rekonstruktion der Prozesse, die eine Rolle gespielt haben in der tektonischen unroofing und Exhumierung, und welche schließlich zur Bildung des Collio-Beckens geführt haben. Einige Aspekte der pre-variszischen- und mesozoischen tektono-thermischen Entwicklung wurden ebenfalls erkannt. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind folgende: Eine fast monoklinale Ost-West streichende Orobischen Deckenfalte wurde im Hangenden eines Parautochtons erkannt. Diese wurde als variszische Struktur interpretiert, formt die Mehrheit des aufgeschlossenen Grundgebirges und besteht aus zwei Sequenzen. Die untere Sequenz, welche aus Schiefern und Metabasiten vulkanischen Ursprungs besteht, wurde von einer früh- bis mittel-ordovizischen sardischen metamorphen und Faltungsphase überprägt und enthält peraluminische granodioritische Augengneisse deren Protolithe spät-sardisch sind. Die obere Sequenz, eine vulkano-sedimentäre Folge mit Rhyolithen, wurde in einem aktiven marginalen Becken, auf sardisch metamorphem Grundgebirge der unteren Sequenz abgelagert. Die folgende metamorphe Phase, die Hauptphase, hat beide Sequenzen überprägt. Mittels der Kombination von Monazit-Xenotim Thermochronometrie, andere Geothermobarometer und phasenpetrologischen Beziehungen wurden Peak-P und -T, ? 1.3 GPa bei ~750 °C, und der Zeitpunkt der Peak-Bedingungen, 330-320 Ma, bestimmt. Die Bildung der Orobischen Deckenfalte hat während den maximalen varizischen metamorphen Bedingungen angefangen. Dehydrations Schmelzen der wasserführenden Phasen Hellglimmer und Biotit fand statt und dadurch die Bildung eines diapirischen Rückens. Bei gleichzeitiger dextraler Transpression extrudierte der Rücken aus einer Wurzelzone. Es bildete sich die Deckenfalte, die gravitativ über das Parautochton spreizte. Ein Großteil der variszischen tektonischen Strukturen, die sich während der Bildung dieser Deckenfalte bildeten, hat eine Extensionskomponente und/oder trat als Ausgleich zur Minimalisierung der potentiellen Energie der Schwerkraft auf. Obwohl diese Phase in einer unter Transpression deformierenden Zone stattfand hat sie zur krustalen Ausdünnung, retrograden Metamorphose und Exhumierung beigetragen. Die P- und T-Bedingungen während der Kulmination der duktil-spröden Deformation in Zusammenhang mit der Deckenfaltung lagen bei ~600 °C bei ~1.0 GPa. Die Orobische Deckenfalte erreichte Temperaturen unter der Schließungstemperatur des 40Ar/39Ar-Isotopensystems von Hellglimmer um 325-305 Ma, wie Plateaus der multigrain step heating-Analysen zeigen. Ergebnisse der 40Ar/39Ar-multigrain step heating aller Biotit- und nur einiger Hellglimmerproben zeigen: (1) Eine mittel-permische hydrothermale Phase die zusammenhängt mit später vulkanischer Aktivität des Collio Beckens. (2) Eine mesozoische hydrothermale Phase, zusammenhängend mit sowohl ladinischer magmatischer Aktivität als auch ladinisch, bis liassischem Rifting. Während der mesozoischen Phase wurde das U-Th-Pb-system von Monazit bei ~322 °C re-equilibriert, wie Monazit-Xenotim-Thermometrie an Proben der Gneiss Chiari gezeigt hat. Isotopische 40Ar/39Ar-Datierung einzelner detritischer Körner von Hellglimmer von der sehr niedriggradigen vulkano-sedimentären Sequenz des Collio-Orobico Beckens ergab folgende Einsichten: (1) Die orobischen Grundgebirgseinheiten sind vorwiegend die Liefergebiete der identifizierten Populationen detritischer Hellglimmer. (2) eine mittel- bis spät-permische hydrothermale Aktivität (~270-255 Ma), und mesozoische hydrothermale Überprägung (~250-180 Ma). (3) Die Ablagerung fand in einem konvergenten setting statt, respektive in ein Molasse- und ein intramontanes Becken für die Basalconglomerate und beziehungsweise die Collio orobica Formation, wie die Lag-times der detritischen Hellglimmer zeigen und bestätigen.
The Orobic metamorphic basement and the Early Permian Collio Orobico basin are discussed in this Ph.D.-thesis. The main goal of the investigations was the establishment of a Variscan-Permian P-T-d-t path and to reconstruct the processes that played a role in the tectonic unroofing and exhumation, that finally lead to the formation of the Permian Collio basin. Important aspects of the pre-Variscan and Mesozoic tectono-thermal development were also revealed. The results of the investigations include: An almost monoclinic east-west striking Orobic fold nappe overlying a parautochton has been identified. It is interpreted as a Variscan structure, forms the greater part of the exposed basement and consists of two sequences. The lower sequence, which contains schists and metabasites of volcanic origin, was affected by the Early to Middle Ordovician ¡®Sardic¡¯ metamorphic- and folding phase and contains slightly peraluminious granodioritic augengneisses which protoliths are Late Sardic. The upper sequence, a Middle- to Late Ordovician volcano-sedimentary complex with rhyoliths, was deposited in an active marginal basin, on Sardic metamorphic basement of the lower sequence. The following metamorphic phase, the main phase, jointly affected both sequences. The combination of monazite-xenotime thermochronometry, other geothermobarometer and phase petrographic relationships constrained maximum P at ? 1.3 Gpa, T around 750 °C and the time of peak metamorphism at 330 to 320 Ma. The formation of the Orobic fold nappe has started at Variscan peak metamorphic conditions. Melting of the hydrous phases white mica and biotite took place and caused the buoyant rise of an elongate diapir. Superimposed dextral transpression, made this diapiric ridge extrude from a rootzone and develop into a nappe-fold, spreading over the parautochton. By far the majority of Variscan tectonic structures that formed during the formation of the nappe fold have an extensional component and/or served as adjustment minimising the potential energy in the gravity field. Although this phase occurred in an orogenic zone deforming under transpression, this phase contributed to crustal thinning, retrogression and exhumation. The P- and T conditions during the culmination of ductile-brittle deformation related to this nappe folding are ~600 °C at ~1.0 Gpa. At 325-305 Ma the Orobic fold-cooled down to the closure temperature of white mica, as the plateaux in the 40Ar/39Ar apparent age-spectra indicate. 40Ar/39Ar-multigrain step heating-results of all biotite and only some white mica samples indicate: (1) A Middle Permian hydrothermal phase, related to late volcanic activity of the Collio basin. (2) A Mesozoic hydrothermal phase, related to a combination of Ladinian magmatic activity and Ladinian to Liassic rifting. The latter phase has re-equilibrated the U-Th-Pb system of monazite at ~322 °C, as revealed by monazite-xenotime thermometry on samples of Gneiss Chiari. Isotopic 40Ar/39Ar-dating of single detrital white mica grains from the very low-grade metamorphic volcanoclastic sequence of the Collio Orobico basin indicated: (1) The source areas of the identified populations of detrital white mica grains are predominantly the Orobic basement units (2) Middle- to Late Permian hydrothermal activity (~270-255 Ma) and Mesozoic hydrothermal overprint (~250-180 Ma). (3) A contractional geodynamic setting during deposition, respectively in a molasse basin for the basal conglomerates and an intramontane basin for the basal conglomerates and the Collio Orobica formation, as indicated and confirmed by the lag-times of these detrital white mica grains.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-3675
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/762
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-465
Exam Date: 17-Jun-2002
Issue Date: 30-Sep-2002
Date Available: 30-Sep-2002
DDC Class: 550 Geowissenschaften
Subject(s): Collio Becken
Collio orobico Becken
Orobisch
Orobische Alpen
Orobische Kette
Orobisches Grundgebirge
Palaeozoisch
Paläozoikum
Sard
Südalpin
Collio basin
Collio orobico basin
Ordovician
Orobic
Orobic Alps
Orobic basement
Orobic chain
Palaeozoic
Sardic
Silurian
Southern Alps
Varis
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