Chemical variations of muscovites from the Sierra de Guadarrama metamorphic area, Sistema Central, Spain

Zusammenfassung

Muskovite in Metapeliten, die zu den Chloritoid, Staurolit, Cyanit, Sillimanit-K-Feldspat und Sillimanit-K-Feldspat-Cordierit Zonen der Sierra Guadarrama Metamorphgebiet gehören, zeigen einen Chemismus, der sich dem Endglied Muskovit nähert (Durchschnitt etwa Ms 92). Es wurden trotzdem bestimmte Veränderungen in den Gehalten von hauptsächlich Al₂O₃, K₂O und Na₂O und in geringerem Ausmaß in FeO und MgO festgestellt.

Diese chemischen Veränderungen (d. h. ein progressives Abnehmen des Keladonitgehaltes, gefolgt von einer Abnahme der Paragonitmischungsreihe in einer Richtung, die sich dem Endglied Muskovit annähert) können in einem engen Zusammenhang mit der höher metamorphen Zone (Chloritoid-, Staurolit- und Cyanitzonen) gesehen werden. Die entsprechenden Veränderungen in den tieferen Zonen (d. h. eine minimale Abnahme von Fe und Mg begleitet von einer ebenfalls geringen Abnahme von Al und Ti und einer mehr oder weniger abrupten Veränderung im Na- und K-Gehalt) können jedoch nur unter Berücksichtigung der Interferenz von anatektischen Phänomenen gesehen werden. Solche Phänomene modifizieren den normalen Trend durch eine Veränderung des Metamorphosegrades.

Daraus folgt, daß die Muskovitzusammensetzung als Indikator des Metamorphosegrades nur in Abwesenheit von partiellen Schmelzphenomen gebraucht werden kann.

Abstract

Muscovites in metapelites belonging to the Chloritoid, Staurolite, Kyanite, Sillimanite-K feldspar and Sillimanite-K feldspar-Cordierite zones of the Sierra de Guadarrama metamorphic area, have a chemical composition close to the end member Ms (mean value around Ms 92); nevertheless, they show definite variations in Al₂O₃, K₂O and Na₂O contents and, to a lesser extent, in FeO and MgO.

These chemical variations (i. e., a progressive decrease of celadonite content, a increase followed by a decrease in paragonite solid solution towards compositions close to the endmember muscovite) may be regarded as in a close relationship with metamorphic grade in the upper metamorphic zones (Chloritoid, Staurolite and Kyanite zones), but the corresponding variations in the remaining lower zones (that is, a slight increase in Fe and Mg coupled with a slight increase in Al^VI and Ti, and more or less abrupt changes in Na and K contents) can only be explained considering the interference of anatectic phenomena, which modificate the normal trends due to changes in metamorphic grade.

As a consequence of these observations, it has been concluded that muscovite composition in metapelites can only be used as an indicator of metamorphic grade in conditions where partial melting phenomena are absent.

Résumé

Les muscovites des métapélites de la Sierra de Guadarrama, appartenant aux zones à chloritoïde, staurotide, disthène, sillimanite-feldspath potassique et sillimanite-feldspath potassique-cordierite, ont une composition chimique très proche de la valeur theorique (valeur moyenne Ms 92); néanmoins elles présentent une certaine variation dans les teneurs en Al₂O₃, K₂O et Na₂O et, à une moindre échelle, en FeO et MgO.

Ces variations chimiques (diminution progressive en céladonite, augmentation suivie d'une diminution de la paragonite vers des compositions proches de la muscovite sensu stricto) que présentent les muscovites des zones à chloritoïde, staurotide et disthène sont étroitement liées aux zones métamorphiques superieures. Au contraire, les variations (legère augmentation des teneurs en Fe et Mg, legère diminution en Al^VI et Ti, et plus ou moins brusques variations en Na et K, respectivement) correspondantes des muscovites des zones de la sillimanite-feldspath potassique et de la sillimanite-feldspath potassiquecordiérite, ne peuvent s'expliquer que si l'on admis que, dans les niveaux plus métamorphiques, les muscovites souffrent une série de changements chimiques dûs au début de l'anatexie, laquelle modifie les tendances normales liées à l'intensité du metamorphisme.

En conséquence, seules les muscovites des métapélites situées au-dessus de l'isograde du feldspath potassique, en dehors de toute fusion partielle peuvent être utilisées pour déterminer le degré de métamorphisme des roches qui les contiennent.

Краткое содержание

Мусковиты и метапели ты, принадлежащие к хл оритной, ставролитовой, киани товой, силиманит-K-Кполевопш атной и силлиманитово-К-поле вошпатово-кордиерит овым зонам области метаморфизм а в Сиерра Гвадаррама, характеризуются хим измом, приближающися во своим свойствам к з аключительной фазе м усковитов в среднем примерно 92 % мусковита. Но тем не ме нее здесь установлен ы известные изменения содержани я некоторых окислов Ал₂О₃, K₂О и Na₂O и в очень незначительно й степени также FeO и MgO.

Эти химические измен ения (т.е. увеличение по нижения содержания келадони та, сопровождайщегос я уменьшением содержа ния смесей из ряда пар агонитов, в том направлении, которое завершается мусковитом) можно свя зать с более высокой зоной метамо рфизма — хлоритоидная, ставр олитовая и кианитова я зоны. Соответствующие изм енения в глубинных зонах (т.е. н езначительные умень шения содержания железа и м агния, сопровождающи еся также незначительны м уменьшением содерж ания алюминия и титана и более или менее резки м изменение содержан ия калия и натрия) можно рассмат ривать только, учитывая нало жения феноменов анат ексиса. Это развитие влияет на пр отекание метаморфизма.

Отсюда следует, что хи мический состав муск овитов может служить индика тором степенем метаморфизма только при отсутствии части чных феноменов расплавле ния.