Original paper
Constraints on the Variscan P-T evolution by EMP Th-U-Pb monazite dating in the polymetamorphic Austroalpine Oetztal-Stubai basement (Eastern Alps)
Rode, Sören; Rösel, Delia; Schulz, Bernhard
Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Band 163 Heft 1 (2012), p. 43 - 67
published: Mar 1, 2012
DOI: 10.1127/1860-1804/2012/0163-0043
ArtNo. ESP171016301004, Price: 29.00 €
Abstract
Polyphase metamorphism with Ordovician, Carboniferous and Cretaceous events has been reported from the Oetztal-Stubai basement in the Austroalpine nappe. Monazite in garnet-metapelites from the Sölden, Umhausen and Sellrain regions was analysed by the electron microprobe (EMPA-CHIME) Th-U-Pb age dating method. The ages vary from 330-304 Ma without regional preference. To the E of Sölden an additional population of Silurian-age monazites (∼420 Ma) has been found. Garnet in the metapelites crystallised during formation of the main foliation S2. The porphyroblasts display coreto-rim growth zonations with increase of Mg while Mn decreases and Ca increases and then decreases. Intermineral microstructures provided criteria for local equilibria and structurally controlled application of geothermobarometers based on cation exchange and net transfer reactions. The prograde P-T evolution passed 11-13 kbar at around 600 °C and involved decompression to 5 kbar near 700 °C. Similar P-T path segments are observed in the regions to the N and SE of the central Oetztal metabasites. According to the monazite ages, the P-T evolution can be assigned to a dominant Variscan (350-305 Ma) metamorphism. Variscan monazites are highly refractory in regions where K-Ar and Rb-Sr mica ages indicate significant Cretaceous metamorphic overprinting. The pre-Variscan metamorphism appears as a localised event in the Oetztal-Stubai basement.
Kurzfassung
Im Ötztal-Stubai-Kristallin in der ostalpinen Basementdecke ist eine polymetamorphe Entwicklung mit ordovizischen, karbonischen und kretazischen Ereignissen bekannt. Bei Sölden, Umhausen und im Sellrain wurde Monazit in Granat-Metapeliten mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde altersdatiert (EMPA-CHIME Th-U-Pb-Methode). Es ergaben sich Alter zwischen 330-304 Ma, wobei keine regionalen Trends auftreten. Östlich von Sölden fand sich eine zusätzliche Population von Monaziten mit silurischen Altern (∼420 Ma). Granat kristallisierte während der Ausbildung der Hauptfoliation S2. Die Porphyroblasten zeigen Wachstumszonierungen mit Zunahme von Mg, Abnahme von Mn sowie zuerst Zunahme und dann Abnahme von Ca vom Kern zum Rand. Aus den Mikrostrukturen um die Granate lassen sich lokale Phasengleichgewichte ableiten und zur Geothermobarometrie mit Kationen-Austausch- und -Net-Transfer-Reaktionen einsetzen. Bei der prograden P-T-Entwicklung wurden zuerst Drücke von 11-13 kbar bei Temperaturen um 600 °C und dann Temperaturen nahe 700 °C bei 5 kbar erreicht. Nördlich und südöstlich des zentralen Ötztaler Metabasit-Zuges fanden sich ähnliche P-T-Bedingungen. Aufgrund der Monazit-Alter kann man die P-T-Entwicklung einer variskischen (350-305 Ma) Metamorphose zuordnen. Die variskischen Monazite zeigen sich als sehr beständig gegenüber der mit K-Ar- and Rb-Sr-Glimmeraltern dokumentierten kretazischen Überprägung. Die prävariskische Metamorphose erweist sich als ein auf bestimmte Areale begrenztes Ereignis innerhalb des Ötztal-Stubai-Kristallins.
Keywords
garnet micaschists • monazite • polymetamorphism • eastern alps • variscides