Distribution of some elements between coexisting ferromagnesian minerals in Moldanubian granulite facies rocks, lower Austria, Austria

Summary

Moldanubian granulite facies rocks of Lower Austria occur in several independent complexes with their own tectonic style. Kyanite-bearing quartz-rich pyroxene-free rock types predominate, but dark-colored orthopyroxene and two pyroxene granulites, though occurring in subordinate amounts, are important for discussing genetic problems. Mesoperthite is the most frequent feldspar. Garnet is ubiquitous, and biotite is a constituent of many rocks, often forming the well-known banded granulites. The combinations mesoperthite-kyanite, as well as quartz-garnet-orthopyroxene-clinopyroxene in silica saturated environment are stable parageneses. Electron-microprobe studies on ferromagnesian minerals revealed distribution coefficients of low magnitude for Fe, Mn and Ca, thus putting the re-crystallization into high temperature environment. Application of experimental data gave evidence for granulite formation under low water pressure, total pressure in the neighborhood of 11 kb and temperature of a minimum of 760°C. The granulite metamorphism falls into Caledonian time. On cooling a re-arrangement of some elements took place, leading to somewhat higher distribution coefficients. The granulite facies assemblage was not abandoned by this process. A Hercynian uplift of this deep crustal section resulted in a retrogradation with amphibolite facies mineralogy, affecting the granulite facies complexes only slightly.

Zusammenfassung

Die Granulitfaziesgesteine des niederösterreichischen Moldanubikums bilden einzelne, selbständige Komplexe mit eigenem tektonischem Bau. Es herrschen kyanitführende, quarzreiche, pyroxenfreie Gesteinstypen vor. Dunkle Granulite mit Orthopyroxen oder zwei Pyroxenen sind nur untergeordnet vertreten, jedoch für genetische Fragen von größter Bedeutung. Der hauptsächlichste Feldspat ist Mesoperthit. Granat ist stets vorhanden. Biotit ist Bestandteil vieler Gesteinstypen; seine Zunahme gibt Anlaß zur Entwicklung gebänderter Granulite. Die Kombinationen Kyanit-Mesoperthit, resp. Quarz-Granat-Orthopyroxen-Klinopyroxen in quarz-führendem Milieu sind stabile Paragenesen. Untersuchungen mit der Mikrosonde an Fe−Mg-Mineralen ergaben kleine Verteilungskoeffizienten für Fe, Mn und Ca, die für hohe Bildungstemperaturen sprechen. Die Metamorphose erfolgte unter geringem Wasserdampfdruck. Die Anwendung experimenteller Daten ergab Bildungstemperaturen von mindestens 760°C und Drücke von 11 kb. Die Metamorphose erfolgte in Kaledonischer Zeit, in die auch, bei Abkühlung, eine geringe Neuverteilung mancher Elemente in den untersuchten Mineralphasen fiel, die zu etwas höheren Verteilungs-koeffizienten führte. Bei diesem Vorgang wurde jedoch die Granulitfaziesparagenese nicht verändert. Das Aufquellen der tiefen Krustenteile fand während der Herzynischen Orogenese statt, während der es auch zu randlichen Überprägungen der Granulitfazieskomplexe in Richtung Amphibolitfazies kam.