Minerals from the shear zone on Mount Szpiglasowy Wierch in the High Tatra Mountains

Abstract

Jedną z licznych stref mylonityzacji rozwiniętych w trzonie krystalicznym Tatr jest strefa dyslokacyjna Szpiglasowego Wierchu. Dotychczasowe badania prowadzone w tatrzańskich strefach mylonityzacji skupiały się przede wszystkim na cechach strukturalnych skał, w tej pracy natomiast celem jest charakterystyka składu mineralnego skał. W badaniach wykorzystano mikroskopię optyczną w świetle przechodzącym, XRD, oraz system SEM-EDS. W strefie dyslokacyjnej Szpiglasowego Wierchu wyróżniono silnie zmienione granodioryty, kataklazyty i mylonity. Wśród minerałów pierwotnych w granodiorytach zidentyfikowano kwarc, plagioklazy, skalenie potasowe, biotyt, miki dioktaedryczne (minerały główne), apatyt, cyrkon, monacyt, tlenki Fe (minerały akcesoryczne). Wzrost deformacji tektonicznych i przeobrażeń hydrotermalnych spowodował zmianę proporcji składników głównych – wzrost udziału kwarcu i mik dioktaedrycznych (serycytu), a spadek udziału skaleni i biotytu. Z działalnością roztworów hydrotermalnych związana jest krystalizacja minerałów wtórnych: dioktaedrycznej miki fengitowej (serycyt i duże blaszki), albitu, chlorytu, węglanów, apatytu, epidotu, REE-epidotu, prehnitu, granatów, monacytu, rutylu, ilmenitu, tytanitu, thorytu, barytu, chalkopirytu, pirytu i tlenków Fe. Minerały pierwotne i wtórne podlegały odkształceniom kruchym i plastycznym. Temperatura chlorytyzacji (220-310°C) wskazuje na warunki niskiego stopnia metamorfizmu. Współdziałanie metamorfizmu dyslokacyjnego oraz zintensyfikowanych dzięki aktywności tektonicznej procesów hydrotermalnych skutkuje silnym przeobrażeniem skał pierwotnych. Zaobserwowane przemiany wskazują na wieloetapową aktywność tektoniczną strefy dyslokacyjnej Szpiglasowego Wierchu, która mogła się rozpocząć już w końcowej fazie waryscyjskiego cyklu orogenicznego.The tectonic evolution of the Tatra Mountains crystalline core resulted in numerous shear zones including the Szpiglasowy Wierch dislocation zone. Structural features of shear zones have been clearly identified and described in previous studies, in contrast to a mineral composition's analysis, which is the purpose of this research. Samples were investigated using transmitted light optical microscopy, electron microscopy with X-ray energy dispersive analyses and X-ray diffraction. The shear zone on Szpiglasowy Wierch composes of strongly altered rocks – granodiorite, cataclasite and mylonite. Primary minerals have been identified: quartz, plagioclase, potassium feldspar, biotite, dioctahedral mica (major minerals), apatite, zircone, monazite and Fe oxides (accessory minerals). Tectonic and hydrothermal overprint caused changes in the major minerals' composition manifested in increasing quartz and dioctahedral mica contents as well as in declining feldspars and biotite. The research reveals a variety of secondary minerals: dioctahedral phengitic mica (sericite and larger mica flakes), albite, chlorite, carbonates, apatite, epidote, REE-epidote, prehnite, garnets, monazite, rutile, titanite, ilmenite, thorite, barite, chalcopyrite, pyrite and Fe oxides. The primary and secondary minerals underwent brittle and ductile deformations. The temperature of chloritization (220-310°C) indicates low-grade metamorphic conditions. Dislocation metamorphism and hydrothermal activity interact using a positive feedback mechanism, which yields strongly altered fault rocks. Complex systems of observed alterations suggest a multistage evolution of the shear zone with the beginning even in the late Variscan tectonic phase