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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:hebis:77-7486
URL: http://ubm.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2005/748/

Finite-strain analysis in orthogneiss of the Gran Paradiso massif, Western Alps, Italy

Kassem, Osama Mohamed Kaoud

pdf-Format:
Dokument 1.pdf (5.421 KB)


Freie Schlagwörter (Deutsch): mikrostructuren, Gran Paradiso, subhorizontal Schieferung
Freie Schlagwörter (Englisch): finite strain, structural geology, ductile strain, microstructure
Fachbereich: 09: Chemie, Pharmazie und Geowissenschaft
DDC-Sachgruppe: 550 - Geowissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Englisch
Jahr: 2005
Publikationsdatum: 10.05.2005
Inhaltszusammenfassung auf Englisch: A finite-strain study in the Gran Paradiso massif of the Italian Western Alps has been carried out to elucidate whether ductile strain shows a relationship to nappe contacts and to shed light on the nature of the subhorizontal foliation typical of the gneiss nappes in the Alps. The Rf/_ and Fry methods used on feldspar porphyroclasts from 143 augengneiss and 11 conglomerate samples of the Gran Paradiso unit (upper tectonic unit of the Gran Paradiso massif), as well as, 9 augengneiss (Erfaulet granite) and 3 quartzite conglomerate samples from the underlying Erfaulet unit (lower unit of the Gran Paradiso massif), and 1 sample from mica schist. Microstructures and thermobarometric data show that feldspar ductility at temperatures >~450°C occurred only during high-pressure metamorphism, when the rocks were underplated beneath the overriding Adriatic plate. Therefore, the finite-strain data can be related to high-pressure metamorphism in the Alpine subduction zone. The augen gneiss was heterogeneously deformed and axial ratios of the strain ellipse in XZ sections range from 2.1 to 69.8. The long axes of the finite-strain ellipsoids trend W/WNW and the short axes are subvertical associated with a subhorizontal foliation. The strain magnitudes do not increase towards the nappe contacts. Geochemical work shows that the accumulation of finite strain was not associated with any significant volume strain. Hence, the data indicate flattening strain type in the Gran Paradiso unit and constrictional strain type in the Erfaulet unit and prove deviations from simple shear. In addition, electron microprobe work was undertaken to determine if the analysed fabrics formed during high-P metamorphism. The chemistry of phengites in the studied samples suggests that deformation and final structural juxtaposition of the Gran Paradiso unit against the Erfaulet took place during high-pressure metamorphism. On the other hand, nappe stacking occurred early during subduction probably by brittle imbrication and that ductile strain was superimposed on and modified the nappe structure during high-pressure underplating in the Alpine subduction zone. The accumulation of ductile strain during underplating was not by simple shear and involved a component of vertical shortening, which caused the subhorizontal foliation in the Gran Paradiso massif. It is concluded that this foliation formed during thrusting of the nappes onto each other suggesting that nappe stacking was associated with vertical shortening. The primary evidence for this interpretation is an attenuated metamorphic section with high-pressure metamorphic rocks of the Gran Paradiso unit juxtaposed against the Erfaulet unit.
Therefore, the exhumation during high-pressure metamorphism in the Alpine subduction zone involved a component of vertical shortening, which is responsible for the subhorizontal foliation within the nappes.
Inhaltszusammenfassung auf Deutsch: Eine Verformungsstudie im Gran Paradiso Massif der italienischen westlichen Alpen ist durchgeführt worden, um aufzuklären, ob duktile Verformung ein Verhältnis zu den Deckenkontakten hat und Rückschlüsse auf die Natur der subhorizontal Schieferung, die für die Gneisdecken in den Alpen typisch ist, erlaubt. Die Rf/φ und die Fry Methoden wurden auf 143 Augengneis-, 11 Konglomerat- und 1 Glimmerschiefer-Probe der Gran Paradiso Einheit (obere tektonische Einheit des Gran Paradiso Massif), sowie 9 Augengneis (Erfaulet Granit) und 3 Konglomerat-Proben der darunter liegenden Erfaulet Einheit (unterere Einheit des Gran Paradiso Massif) angewendet. Mikrostrukturen und thermobarometrische Daten zeigen, dass Feldspatduktilität bei Temperaturen von ~450°C nur während der Hochdruckmetamorphose auftrat. Folglich können die Verformungsdaten auf die tektonischen Prozesse während der Hochdruckmetamorphose in der alpinen Subduktionzone bezogen werden. Der Augengneis wurde heterogen verformt und axiale Verhältnisse de Verformungsellipse in XZ-Schnitten reichen von 2.1 bis 69.8. Die langen Achsen der Verformungsellipsoide sind W/WNW orientiert und die kurzen Achsen sind subvertikal. Die Verformungsbeträge erhöhen sich nicht in Richtung zu den Deckenkontakten. Geochemische Daten zeigen, dass die Verformungs-akkumulation nicht mit bedeutenden Volumensverschiebungen verbunden war. Folglich zeigen die Daten an, dass die Verformungsgeometrie oblat in der Gran Paradiso Einheit und prolat in der Erfaulet Einheit war und somit von einfachen Scherung abwich. Zusätzlich wurde Elektronmikrosondearbeien durchgeführt, um festzustellen, ob sich die analysierten Strukturen während der Hochdruckmetamorphose bildeten. Die Chemie von Phengiten lässt vermuten, dass Deformation und abschließende strukturelle Nebeneinander-stellung der Gran Paradiso Einheit gegen die Erfaulet Einheit während der Hochdruck-metamorphose stattfandt. Da die Verformungsdaten keinerlei Beziehung zu den Deckenkontakten zeigen, wird angenommen, dass sich die Deckenkontakte früh während der Subduktion vermutlich durch spröde Imbrikierung bildeten. Diese Deckenkontakte wurden dann durch duktile Deformation während des Hochdruckmetamorphose durch Unterplattung in der alpinen Subduktionzone heterogen überprägt. Die Akkumulation der duktilen Verformung während der Unterplattung kann nicht mit einfacher Schereund beschrieben werden und beinhaltete eine Komponente vertikaler Verkürzung, die die subhorizontale Schieferung im Gran Paradiso Massif verursachte. Es wird gefolgert, dass sich diese Schieferung während der Decken-überschiebungen bildete.