Open-system igneous processes in the felsic rocks of the Ditrău Alkaline Massif (Eastern Carpathians, Romania)

Kiri Luca
Open-system igneous processes in the felsic rocks of the Ditrău Alkaline Massif (Eastern Carpathians, Romania).
Doctoral thesis (PhD), University of Szeged.
(2024)

[thumbnail of Luca_Kiri_PhD_Dissertation.pdf] PDF (thesis)
Download (16MB)
[thumbnail of Luca_Kiri_Theses.pdf] PDF (booklet)
Download (885kB)

Abstract in Hungarian

Az értekezés a Ditrói Alkáli Masszívum (DAM) északi részén felszínre bukkanó felzikus kőzeteket vizsgálja integrált terepi, kőzettani (szerkezeti és szöveti), geokémiai és geokronológiai módszerekkel. A tanulmány célja a felzikus kőzetsorozat szerkezeti- és (mikro)szöveti bélyegeinek feltárása, teljes kőzet geokémiai (fő- és nyomelemek), valamint ásványkémiai vizsgálata, a kőzetek keletkezési korának pontosítása, továbbá eddigi ismereteink alapján a DAM keletkezési modelljének felvázolása. Az archív mintaanyag felzikus kőzeteiből (gránit, nefelinszienit, szienit) szeparált amfibol és biotit kristályok kormeghatározása K/Ar, míg a cirkon és titanit szemcséké U–Pb módszerrel történt. A terepbejárások során rögzítettem az új mintagyűjtési pontok GPS koordinátáit, valamint a begyűjtött kőzetek településviszonyait és makroszkópos szerkezeti-szöveti tulajdonságait. Az újonnan begyűjtött minták mikroszöveti bélyegeinek vizsgálatát vékonycsiszolatokon végeztem. Az ásványfázisok azonosításához Raman mikroszkópot, az összetételi zonáció feltárásához pásztázó elektronmikroszkópot (SEM) alkalmaztam. A kőzetminták főelem összetételének meghatározása ICP-ES, a nyomelem összetételé ICP-MS technikával történt. Az ásványok (amfibol, klinopiroxén és plagioklász földpát) fő- és nyomelem összetételét elektronmikroszonda, illetve LA-ICP-MS segítségével vizsgáltam. Az új K/Ar és U–Pb koradatok, valamint a relevánsnak tekintett szakirodalmi eredmények alapján nincs jelentős időbeli eltérés a korai mafikus kumulátumok és a felzikus kőzetek kialakulása között, ami a masszívum viszonylag rövid, középső–késő triászban végbemenő magmás evolúciójára utal. A koradatok ellentmondanak Pál-Molnár és Árva-Sós (1995), Kräutner és Bindea (1998), Morogan et al. (2000), valamint Pál-Molnár (2000, 2008) időben elhúzódó, többfázisú keletkezési elméletének. A vizsgált kőzetek makroszkóposan homogénnek tűnnek, mikroszkópi léptékben azonban jelentős heterogenitást (pl. mafikus és felzikus ásványaggregátumok, különböző zonációjú amfibol és plagioklász kristályok) mutatnak. Szöveti bélyegeik, valamint teljes kőzet fő- és nyomelem geokémiai és ásványkémiai összetételük alapján felzikus kumulátum képződéssel és nyílt rendszerű magmás folyamatokkal (pl. kristály recirkuláció, mellékkőzet asszimiláció és magmaelegyedés) jellemzett, dinamikus magmás környezetben keletkeztek. A masszívum felzikus kőzeteinek kialakulása különböző, nyílt rendszerben fejlődő „magmacsomagok” (magma batches) ismétlődő benyomulásához és fizikai-kémiai kölcsönhatásához köthető.

Abstract in foreign language

This dissertation investigates the felsic rocks outcropping in the northern part of the Ditrău Alkaline Massif (DAM) by integrating field, petrological (structural and textural), geochemical and geochronological methods. The aim of the study is to reveal the structural and (micro)textural features of the felsic suite, to investigate whole-rock (major and trace elements) and mineral geochemical compositions, to specify the age of the rocks and to create a conceptual evolution model of the DAM by integrating all available knowledge about the massif. K/Ar geochronology was implemented on separated amphibole and biotite crystals from the felsic rocks (granite, nepheline syenite, syenite) of the archive samples, while the age of zircon and titanite crystals was determined using the U–Pb method. A new set of samples was collected in two sampling campaigns. Documentation involved the registration of GPS coordinates, the macroscopic structural-textural properties of the collected rocks and the relationship of the felsic rocks with other rock types (e.g., country rocks, dykes, mafic rocks). The microtextural characteristics of the rocks were unraveled by classic polarized-light microscopy. Raman microscopy was utilized to determine certain mineral phases. Compositional zonation and microtextural relations were revealed by scanning electron microscopy (SEM). The major element composition of the rock samples was determined by ICP-ES, while, the trace element composition was investigated by ICP-MS. The major and trace element compositions of the minerals (amphibole, clinopyroxene and plagioclase feldspar) were analyzed by electron microprobe and LA-ICP-MS, respectively. The new K/Ar and U–Pb age data, together with the relevant archive data, indicate that there is no significant time gap between the formation of the early mafic cumulates and the felsic rocks, suggesting the relatively short magmatic evolution of the massif in the Middle–Late Triassic. The age data contradict the multi-phase evolution theory of Pál-Molnár and Árva-Sós (1995), Kräutner and Bindea (1998), Morogan et al. (2000) and Pál-Molnár (2000, 2008). The studied rocks seem to be uniform at the macro-scale; however, they exhibit considerable heterogeneity at the micro-scale (e.g., mafic and felsic mineral aggregates, amphibole and plagioclase crystals with different zonation patterns). Their textural features, whole-rock major and trace element geochemistry as well as mineral chemistry suggest that they were formed in a dynamic magmatic environment, characterized by felsic cumulate formation and open-system magmatic processes (e.g. crystal transfer/recycling, wall rock assimilation and magma mixing). The studied felsic rocks were formed under dynamic, open-system magmatic conditions denoted by the periodic invasion of replenishing magma batches and their physicochemical interactions.

Item Type: Thesis (Doctoral thesis (PhD))
Creators: Kiri Luca
Hungarian title: A Ditrói Alkáli Masszívum (Keleti-Kárpátok, Románia) felzikus kőzeteinek nyílt rendszerű magmás folyamatai
Supervisor(s):
Supervisor
Position, academic title, institution
MTMT author ID
Pál-Molnár Elemér
intézetvezető, egyetemi docens, DSc, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék SZTE / TTIK / FFI
10001330
Subjects: 01. Natural sciences > 01.05. Earth and related environmental sciences > 01.05.02. Mineralogy > 01.05.02.03. Igneous petrology
Divisions: Doctoral School of Geosciences
Discipline: Natural Sciences > Earth Sciences
Language: English
Date: 2024. May 06.
Item ID: 11979
Date Deposited: 2023. Nov. 28. 13:23
Last Modified: 2024. May. 15. 07:10
Depository no.: B 7424
URI: https://doktori.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/11979
Defence/Citable status: Not Defended. (Do not cite until it has not assigned DOI number!)

Actions (login required)

View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year