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Geologische Rundschau

, Volume 76, Issue 1, pp 41–50 | Cite as

Contribution of enclave studies to the understanding of origin and evolution of granitic magmas

  • Jean Didier
Article

Abstract

Enclaves give important information on the origin and evolution of granitic magmas.

The presence in a granite of surmicaceous enclaves (restites) is good evidence of continental crust contribution to magma genesis. The presence of dark microgranular enclaves is an indication of mantle contribution. The joint presence in the same granite of the two types of enclaves indicates that its magma has probably more than one source.

Dark microgranular enclaves, and their host granites as well, are hybridized rocks resulting from incomplete mixing (or mingling) of more acidic and basic components. Enclave studies allow one to specify mixing conditions.

When mixing occurs relatively early with respect to granite crystallization, only earlier-formed granitic minerals (zircon, apatite ...) may be incorporated in the basic magma. When mixing occurs later all granitic minerals may be involved.

When all the dark microgranular enclaves of a granite are similar, the intervention of a single mixing event can be assumed. On the contrary, when several chemically and mineralogically contrasted varieties occur, several mixing events can be assumed. The order of these events may be deduced from the nature of the granitic minerals present in the enclaves (early of late minerals) or sometimes by observation of double enclaves.

Enclave shapes bring information on the distance between the place of mixing and the place of observation. Enclaves with irregular or crenulated margins, or with chilled margins as well, always occur near mixing places. The enclave transport in the magma makes these characteristics disappear.

In spite of hybridization processes, the primitive composition of the basic component of the mixture may sometimes be recognized. A systematic identification of this component in the different granites from the same orogen should allow to understand the space and time evolution of basic magmatism in an orogen.

Magma mixing is a cause of heterogeneity in granites, but it is also an important factor of homogenization as the thermal contribution of the basic magma produces new mingling of the components and sometimes new intrusive processes.

Keywords

Apatite Continental Crust Orogen Granitic Magma Basic Magma 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Zusammenfassung

Einschlüsse in Graniten geben wichtige Auskünfte über die Herkunft und Entwicklung der granitischen Magmen.

Das Vorkommen restitischer glimmerreicher Einschlüsse (»enclaves surmicacées«) beweist die Teilnahme kontinentaler Kruste an der Magmenbildung. Die kleinkörnigen dunklen Einschlüsse dagegen sind Hinweise auf die Beteiligung von Mantelmaterial. Das Auftreten beider Arten von Einschlüssen ist ein starkes Argument für das Zusammenwirken beider Prozesse.

Die kleinkörnigen dunklen Einschlüsse und der sie einschlie\ende Granit sind hybride Gesteine, sie entstehen durch unvollständige Mischung eines basischen und eines sauren Magmas. Durch genauere Untersuchung der Einschlüsse lassen sich die Vorgänge der Vermischung noch weiter erschlie\en.

Wenn die Vermischung in einem Zustand eintritt, in welchem die Magmen noch wenig kristallisiert sind, dann werden nur die frühesten Mineralbildungen des Granits (Zirkon, Apatit) in die Einschlüsse aufgenommen. In späteren Stadien können alle jeweils schon kristallisierten Mineralphasen ausgetauscht werden. Tritt nur ein Typ basischer Einschlüsse in einem Granit auf, so ist dies ein Argument für nur einen Akt der Magmenmischung. Kommen dagegen mehrere Arten basischer Einschlüsse in einem Granit vor, die chemisch und mineralogisch deutlich verschieden sind, dann kann mit mehreren Vermischungsphasen gerechnet werden. Ihre Abfolge kann aus der Natur der ausgetauschten Minerale (Frühbis Spätausscheidungen) oder gegebenenfalls aus »doppelten« Einschlüssen abgeleitet werden.

Die Gestalt der basischen Einschlüsse hängt von dem Abstand zwischen dem Ort der ersten Magmenvermischung und dem jetzt erreichten Ort im Granitkörper ab. Einschlüsse mit unregelmä\igen oder gekräuselten (crenulated) Rändern befinden sich stets noch in der Nähe des Ortes der Vermischung. Einschlüsse mit glatten Umrissen und ovoidaler Gestalt haben einen mehr oder weniger weiten Transport hinter sich.

Gelegentlich kann noch die ursprüngliche Zusammensetzung des basischen Magmas ermittelt werden. Die Kenntnis dieser Magmenanteile in allen Graniten eines Orogens könnte die Entwicklung der basischen Magmen während der Orogenese erkennen lassen.

Die Vermischung mit basischem Magma ist zwar eine Ursache der Heterogenität von Granitkörpern, auf der anderen Seite bewirkt aber die Wärmezufuhr durch den basischen Anteil und der damit verbundene »Rühreffekt« eine Homogenisierung und Belebung des Intrusionsvorganges.

Résumé

Les enclaves donnent d'importantes informations sur l'origine et l'évolution des magmas granitiques.

La présence dans un granite d'enclaves surmicacées (restites) est une preuve de participation de la croûte continentale à la genèse de son magma. Celle d'enclaves microgrenues sombres est une preuve de contribution mantellique. La présence des deux types d'enclaves dans le mÊme granite est un fort argument pour une origine double.

Les enclaves microgrenues sombres et le granite qui les entoure sont des roches hybrides résultant du mélange incomplet de magmas plus acides et plus basiques. L'étude des enclaves permet de préciser les conditions de mélange.

Quand le mélange intervient à un stade où les magmas sont encore peu cristallisés, seuls les minéraux précoces (zircon, apatite) du granite sont incorporés dans les enclaves. Quand il se produit plus tardivement, toutes les phases minérales peuvent Être échangées.

La présence d'un seul type d'enclaves basiques dans un granite est un argument pour l'intervention d'un seul stade de mélange. Au contraire, l'existence de plusieurs familles d'enclaves basiques, chimiquement et minéralogiquement bien différentes, témoigne de l'existence de plusieurs stades. L'ordre de ces événements peut Être déduit de la nature des minéraux échangés (précoces ou tardifs) ou parfois grâce à l'existence d'enclaves doubles.

La forme des enclaves basiques renseigne sur la distance entre lieu de mélange et lieu d'observation. Les enclaves à bords irréguliers ou crénelés, ou avec bordures figées sont toujours proches du lieu de mélange. Les enclaves ovoÏdes, aux formes régulières, ont subi un transport plus ou moins long.

La composition originale des magmas basiques mélangés peut parfois Être identifiée. Cette identification dans tous les granites d'un mÊme orogène permettrait de connaÎtre la distribution et l'évolution du magmatisme basique au cours de l'orogenèse.

Les mélanges de magmas sont assurément une cause d'hétérogénéité des granites, mais ils sont aussi un important facteur d'homogénéisation car l'apport thermique des magmas basiques favorise le brassage magmatique et la reprise du mécanisme intrusif.

кРАткОЕ сОДЕРжАНИЕ

ВклУЧЕНИь В гРАНИтАх МОгУт ДАть ВАжНыЕ ДАН НыЕ О пРОИсхОжДЕНИИ И РАжВ ИтИИ гРАНИтНОИ МАгМы. НАлИЧИЕ БОгАтых слУД ОИ ВклУЧЕНИИ (РЕстИтО В “enclaves surmicacées”) гОВОРИт ОБ УЧАстИ И МАтЕРИкОВОИ кОРы В пРОцЕссЕ МАгМО ОБРАжОВАНИь, А МЕлкОж ЕРНИстыЕ тЕМНыЕ ВклУЧЕНИь УкА жыВАУт НА пРИсУтстВИ Е МАтЕРИАлА МАНтИИ. пОь ВлЕНИЕ ОБОИх ВИДОВ ВклУЧЕНИИ ьВльЕтсь В ЕскИМ ДОкАжАтЕльстВ ОМ В пОльжУ УЧАстИь ОБОИх пРОцЕссОВ.

МЕлкОжЕРНИстыЕ тЕМН ыЕ ВклУЧЕНИь И Их ВМЕЩ АУЩИИ гРАНИт ьВльУтсь гИБР ИДНыМИ пОРОДАМИ, пОьВльУЩИМИсь пРИ НЕ пОлНОМ сМЕшАНИИ БАжИ ЧЕскИх И кИслых МАгМ. ДЕтАльН ыЕ ИсслЕДОВАНИь ВклУ ЧЕНИИ РАжРЕшАУт глУБжЕ Вжг льНУть НА пРОцЕссЕ сМ ЕшАНИь МАгМ.

ЕслИ сМЕшАНИЕ ИМЕлО М ЕстО В МОМЕНт, кОгДА МА гМы ЕЩЕ НЕДОстАтОЧНО Вык РИстАллИжОВАлИсь, тО ВклУЧЕНИь сОстОьт тОлькО Иж МИН ЕРАлОВ, ОБРАжОВАВшИх сь НА РАННИх стАДИьх (цИР кОН, АпАтИт). НА БОлЕЕ пОжДНИх стАДИьх МОжЕ т пРОИсхОДИть ОБМЕН У жЕ ОБРАжОВАВшИМИсь МИН ЕРАлАМИ. ЕслИ В гРАНИт Ах НАхОДьт тОлькО ОДИН тИп БАжИЧ ЕскИх ВклУЧЕНИИ, тО ЁтО гОВОРИт В пОльжУ О ДНОРАжОВОгО сМЕшАНИ ь МАгМ. ЕслИ жЕ В гРАНИтЕ УстА НОВлЕНы РАжлИЧНыЕ ВИ Ды БАжИЧЕскИх ВклУЧЕНИИ, РАжлИЧАУЩ Ихсь В жНАЧИтЕльНОИ МЕРЕ, кАк пО Их хИМИЧЕс кОМУ, тАк И пО МИНЕРАлО гИЧЕскОМУ сОстАВУ, тО слЕДУЕт Ож ИДАть МНОгОкРАтНОгО сМЕшАНИь МАгМ. ВРЕМЕН НУУ пОслЕДОВАтЕльНО сть пРОцЕссОВ сМЕшАНИь М ОжНО УстАНОВИть пО ОБ МЕННыМ МИНЕРАлАМ (РАННЕЕ, ИлИ пОжДНЕЕ Их ОБРАжОВАН ИЕ), ИлИ жЕ пО ДВОИНыМ ВклУ ЧЕНИьМ. кОНФИгУРАцИь БАжИЧЕ скИх ВклУЧЕНИИ жАВИс Ит От pБc-стОьНИь МЕжДУ тОЧкО И пЕРВОгО сМЕшАНИь МА гМ И НАстОьЩИМ Их МЕстОНА хОжДЕНИЕМ В гРАНИтНО М тЕлЕ. ВклУЧЕНИь с НЕпРАВИл ьНыМИ, ИлИ жАжУБРЕННы МИ кРАьМИ РАспОлАгАУтс ь ВсЕгДА ВБлИжИ тОЧкИ сМЕшАНИь. ВклУЧЕНИь с РОВНыМИ О ЧЕРтАНИьМИ, ИлИ ЁллИп сОИДНОИ ФОРМы пРЕтЕРпЕлИ БОл ЕЕ ИлИ МЕНЕЕ ДлИтЕльН ыИ тРАНспОРт.

ИНОгДА ДАжЕ УДАЕтсь У стАНОВИть ИсхОДНыИ с ОстАВ БАжИЧЕскИх МАгМ. Дль п РОслЕжИВАНИь пУтЕИ О БРАжОВАНИь БАжИЧЕскИх МАгМ ВО ВР ЕМь ОРОгЕНЕжА НЕОБхО ДИМО жНАть ВсЕ ЁтИ сОстАВл ьУЩИЕ МАгМ ВО ВсЕх тИпАх гРАНИтОВ.

гЕтЕРОгЕННОсть гРАН ИтНых тЕл ВыжВАНА сМЕ шАНИЕМ Их с БАжИЧЕскИМИ МАгМ АМИ; НО с ДРУгОИ стОРОН ы, пРИНОс тЕплА БАжИЧЕс кОИ кОМпОНЕНтОИ И сВь жАННыИ с ЁтИМ “ЁФФЕкт сМЕшИВ АНИь” ВЕДЕт к гОМОгЕН ИжАцИИ РАсплАВА И ОжИВлЕНИУ пРОцЕссОВ ИНтРУжИИ.

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Copyright information

© Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1987

Authors and Affiliations

  • Jean Didier
    • 1
  1. 1.Department of Geology and Mineralogy associated to CNRS (UA 10)University of Clermont-Ferrand IIClermont-Ferrand CedexFrance

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