Granodiorite di picco della cattedrale - Cathedral Peak Granodiorite

Matterhorn Peak è costituito da Cathedral Peak Granodiorite

Il Cathedral Peak Granodiorite ( CPG ) prende il nome dalla sua località tipo, Cathedral Peak nello Yosemite National Park , in California . La granodiorite fa parte della Tuolumne Intrusive Suite (Tuolumne Batholith), una delle quattro principali suite intrusive all'interno della Sierra Nevada . Le sono state assegnate età radiometriche comprese tra 88 e 87 milioni di anni e quindi ha raggiunto la sua fase di raffreddamento nel Coniacio (Cretaceo superiore).

Situazione geografica

La catena della cattedrale è modellata dalla Granodiorite del picco della cattedrale.

Il Cathedral Peak Granodiorite fa parte della Sierra Nevada centro-orientale in California. È esposto in affioramenti ghiacciati dall'alta Yosemite Valley nell'alto Sierra Divide. Copre gran parte della contea di Mariposa e della contea di Tuolumne e tocca anche la contea di Madera e la contea di Mono . Alla sua estremità settentrionale comprende Tower Peak e Matterhorn Peak , a 12.264 piedi (3743 m) la sua massima altitudine. Nella sua sezione sud-occidentale si erge la Cathedral Range con il Cathedral Peak di 10.911 piedi (3326 m) sopra Tuolumne Meadows . La California State Route 120 attraversa la granodiorite nella sua metà meridionale. A causa della faglia e dell'inclinazione della Sierra Nevada verso ovest, il suo sistema di drenaggio è orientato verso ovest e segue principalmente corsi sud-ovest, specialmente nella sezione settentrionale.

La forma dell'intrusione è un rettangolo allungato o un'ellisse orientata approssimativamente nella direzione NNW-SSE. La sua dimensione lunga misura circa 30 miglia (48 km), la sua larghezza raggiunge a malapena le 12 miglia (19 km) all'estremità settentrionale. La superficie è di circa 230 miglia quadrate (600 km 2 ), circa la metà della superficie totale della Tuolumne Intrusive Suite. La granodiorite inghiotte completamente il Johnson Granite Porphyry a sud. È circondato a sud-est, sud-ovest e nord-ovest dal Granodiorite Half Dome . Nella sua regione della cintura centrale tocca il Kuna Crest Granodiorite . A nord e nord-est entra in contatto con rocce campestri debolmente metamorfosate , principalmente metavulcanici e metasedimenti paleozoici e giurassici .

Panoramica geologica

Carta geologica del Parco Nazionale di Yosemite :
  Granodiorite di picco della cattedrale

Il Cathedral Peak Granodiorite è il terzo e più importante impulso intrusivo della Tuolumne Intrusive Suite. Le intrusioni di questa suite magmatica sono state distanziate in un periodo piuttosto lungo. Iniziarono nel Turoniano a circa 93,5 milioni di anni BP e durarono fino all'inizio del Santoniano a 85,4 milioni di anni BP. La datazione radiometrica delle età di raffreddamento della Granodiorite del picco della cattedrale ha fornito 88,1 ± 0,2 fino a 87,0 ± 0,7 milioni di anni BP, cioè Coniacia .

La Tuolumne Intrusive Suite è accompagnata da altri importanti complessi intrusivi della Sierra Nevada: le suite intrusive John Muir e Mount Whitney , entrambe più a sud e il Sonora Plutonic Complex a nord. La superficie di questi quattro complessi supera le 970 miglia quadrate (2.500 km 2 ).

La Tuolumne Intrusive Suite è stata costruita in un lungo arco di tempo di 8,1 milioni di anni dai seguenti impulsi magmatici (ordinati per età crescente):

  • Porfido Granito Johnson
  • Granodiorite di picco della cattedrale
  • Half Dome Granodiorite, ulteriormente suddivisa in una facies porfirica ed una equigranulare
  • Kuna Crest Granodiorite – diorite di quarzo e granodiorite

Questa sequenza magmatica mostra le seguenti tendenze geocronologiche e geochimiche:

  • età decrescente dal margine al centro, con il marginale Kuna Crest Granodiorte essendo il più antico impulso magmatico e il centrale Johnson Granite Porphyry il più giovane.
  • un aumento del contenuto di silice e alcali dal bordo al centro, la composizione delle rocce che cambia da composizioni mafiche /intermedie a composizioni più felsiche .
  • un aumento del contenuto di rubidio dal bordo al centro.
  • una diminuzione costante dei contenuti di Al 2 O 3 , TiO 2 , FeO, MgO e CaO.
  • una diminuzione del bario , dello stronzio e delle terre rare leggere come lo scandio .

Descrizione petrologica

Il tratto immediatamente evidente del Cathedral Peak Granodiorite grigio-bianco è il suo abito porfirico con megacristalli molto grandi di feldspato alcalino che raggiungono comunemente i 10, occasionalmente anche i 20 centimetri. La granulometria della massa di fondo rimane nell'intervallo di 5 millimetri.

Mineralogia

Il Cathedral Peak Granodiorite è modalmente composto dai seguenti minerali:

  • plagioclasio – 47,5% in volume. Presente da subedrale a euedrale, oligoclasio tabulare con An 27-29 . Mostra la zonazione normale con nuclei ricchi di calcio e bordi ricchi di sodio . Esibisce semplici gemellaggi tra Carlsbad e Albite . La granulometria varia tra 1 e 15 millimetri. Può essere cataclasticamente rotto e infiltrato/sostituito da microclino nella zona di taglio.
  • feldspato alcalino – 20,9 percento in volume. Presente come ortoclasio pertitico a blocchi con Or 88 . Fenocristalli con granulometrie fino a 20 centimetri di lunghezza, range normale fino a 10 centimetri, largo 2 centimetri. Mostra gemellaggio Carlsbad. La granulometria e l'abbondanza dei fenocristalli diminuiscono verso l'interno verso il Porfido di Granito Johnson. I megacristalli inghiottono ( racchiudono poichiliticamente ) altri minerali più piccoli come biotite, orneblenda, plagioclasio e feldspato alcalino a causa di un rapido tasso di crescita. Le crepe sono state riempite con minerali opachi, le fratture più grandi sono state riempite con materiale di base. La superficie è fratturata con bordi irregolari. Alcuni grani mostrano segni di alterazione secondaria ai minerali argillosi . Feldspati alcalini si verifica interstitially anche nella Fine- a grana media groundmass .
  • quarzo – 25,9 percento in volume. Cristalli subedrali equidimensionali di granulometria media (10 millimetri).
  • biotite – 3,5 percento in volume. Equidimensionale e subedrale. Principale costituente mafico . Mostra un forte pleocroismo marrone , occasionalmente con aloni pleocroici .
  • orneblenda – 0,8 percento in volume.
  • apatite – 0,3 percento in volume. Cristalli prismatici.
  • titanite . Cristalli irregolari a grana fine. Può apparire in abito euedrico.
  • minerali opachi come ilmenite e magnetite – 0,6 percento in volume.
  • accessori come allanite e zircone .
  • mirmekite nella zona di taglio.

Composizione chimica

Le seguenti analisi di Bateman & Chappell e un valore medio di 18 analisi di Burgess & Miller hanno lo scopo di dimostrare la composizione chimica del Cathedral Peak Granodiorite:

Ossido
Peso %		 Bateman & Chappell
Burgess & Miller nella media		 CIPW Norm
Percentuale		 Bateman & Chappell Media Oligoelementi
ppm
Burgess & Miller nella media
SiO 2 69,60 70,29 (67,0–72,0) Q 24,52 25,58 Pb 17,5 (15-20)
TiO 2 0,38 0,41 (0,3–0,6) O 21,67 20,64 Cu 4,9 (3,2 – 6,9)
Al 2 O 3 15,34 15,37 (15,0–16,5) Ab 36,79 35,81 Ni 3,0 (0,7 – 6)
Fe 2 O 3 1,30 1,40 Un 11,85 12,57 Cr 3,3 (0-24)
FeO 0,95 1,03 Di 0,57 0,37 V 41,4 (23–50)
MnO 0,06 0,06 (0,5–0,8) Hy 1,63 1,82 Zr 135,9 (82–165)
MgO 0,70 0,72 (0,6–0,9) Mt 1,87 2,01 sì 8,3 (4,9 – 11)
CaO 2,68 2,82 (2,2–3,2) I l 0,73 0,77 Sr 633,2 (487–758)
Na 2 O 4,31 4,24 (4,0–4,5) Ap 0,32 0,36 Ba 748,0 (410–1182)
K 2 O 3,64 3,50 (2,8–4,2) Rb 132,5 (114–166)
P 2 O 5 0,14 0,16 (0,12–0,20) Nb 7,8 (4,9 – 10)
Mg# 0,55 0,54 Sc 3,6 (1,7 – 4,5)
A'/FA 0,08 0,11 Ga 20,9 (19–23)
Al/K+Na+Ca 0,96 0,97 Zn 57,8 (38-65)

Rispetto ad una media granodiorite cattedrale Peak Granodiorite ha un contenuto di silice molto più elevato, spettacoli elevati valori alcalini ed è quindi un membro della shoshonitici serie high-K . La roccia è metaluminosa , ricca di sodio e appartiene agli intrusivi granitoidi di tipo I di origine mantellare . Si tratta di una tipica roccia calcalcalina proveniente dalla zona radicale di un antico arco vulcanico e associata ad un ambiente di tipo subduttivo .

Gli oligoelementi dimostrano un arricchimento in bario e stronzio , nichel e cromo invece hanno concentrazioni molto basse. Anche gli elementi leggeri delle terre rare LREE sono elevati ma senza un'anomalia dell'europio .

Un'altra fonte fornisce: Stime dall'osservazione petrografica della proporzione minerale media di rocce non stratificate di Half Dome Granodiorite:

Minerale La sua percentuale
plagioclasio 45%
Quarzo 28%
biotite 5%
K-feldspato 20% (15% megacristallo , 5% interstiziale ) %
Orneblenda 1%
Titanite 0,5%
Magnetite 0,5%

Strutture

Il Cathedral Peak Granodiorite rivela le seguenti strutture di origine magmatica :

  • Stratificazione sottolineata dall'accumulo di orneblenda e biotite. Si possono osservare due foliazioni magmatiche :
    • un'importante foliazione che colpisce NNW-SSE e si immerge ripidamente con una lineatura ripida.
    • una foliazione secondaria ESE-WNW.
  • Gli Schlieren colpiscono generalmente NNW-SSE (N 157 – con deviazioni locali fino a 50°) e mostrano un pendio abbastanza ripido di circa 60° verso ENE.
  • Le dighe a scala rappresentano risalite magmatiche tubolari, localmente confinate. Queste strutture sono talvolta spostate da successivi moti magmatici.
  • Le inclusioni di microgranitoidi sono simili nella loro mineralogia alla roccia ospite, ma contengono una percentuale maggiore di minerali mafici come l'orneblenda e la biotite. I fenocristalli sono plagioclasio e orneblenda con una granulometria da 5 a 8 millimetri. Le inclusioni sono talvolta circondate da bordi felsici larghi fino a 3 centimetri. La loro modalità di occorrenza è singolare o in gruppi senza una direzione preferita.
  • Le apliti formano dicchi larghi da uno a tre centimetri. La loro mineralogia è a grana fine e omogenea. Tagliano tutte le altre strutture con contatti per lo più taglienti. Dicchi più grandi possono ospitare nuclei pegmatitici di quarzo, plagioclasio e feldspato alcalino. Le terminazioni di dighe più piccole possono terminare in modo diffuso nella roccia ospite.
  • Spostamenti allo stato magmatico che possono interessare schlieren, dicchi a scala e anche la granodiorite omogenea. Successivamente sono guariti da materiale aplitico e concentrazioni di feldspato alcalino. Gli spostamenti nello schlieren sono distesi, obliquamente sinistrali e mostrano il movimento superiore al WSW.

Le strutture che implicano movimenti tettonici sono segni di cataclasi :

  • sui plagioclasi magmatici
  • su minerali di massa come il quarzo
  • lungo i bordi dei fenocristalli microclinali

Le strutture che suggeriscono fortemente cambiamenti metasomatici in fase successiva sono:

  • mirmekite
  • sostituzione del plagioclasio primario con microclino

Presi insieme, tutti questi fenomeni strutturali rivelano un'evoluzione molto complessa del Granodiorite di picco della cattedrale che mostra la successione di fasi magmatiche, tettoniche e metasomatiche - e molto probabilmente la loro occasionale sinergia e interdipendenza.

Formazione e origine

Vista in sezione sottile di plagioclasio rotto cataclasticamente, gemellato con albite è invaso da microclino

Originariamente i petrologi favorirono un modello a camera magmatica singola per la genesi della Tuolumne Intrusive Suite che subì una cristallizzazione frazionata e successivamente produsse i diversi tipi di roccia come il Cathedral Peak Granodiorite. Questo modello un po' semplicistico viene ora messo in discussione come sottolineato dai seguenti fatti:

I rapporti isotopici favoriscono la miscelazione di due magmi, uno con affinità di mantello e l'altro con composizioni più felsiche che si avvicinano per composizione al Porfido di Granito Johnson.

I dati termobarometrici documentano una profondità di intrusione di 6 chilometri e un intervallo di temperatura di cristallizzazione compreso tra 750 e 660 °C.

Feldspati, orneblenda, biotite e magnetite spesso mostrano non mescolarsi nella regione del subsolido a temperatura più bassa.

Il Cathedral Peak Granodiorite non può sempre essere chiaramente distinto dalla Granodiorite porfirica Half Dome nel campo, in alcuni punti mostra una fusione graduale oltre un centinaio di metri e si osservano apofisi ramificate nelle rocce Half Dome. Anche i parametri geochimici delle due granodioriti si sovrappongono, le differenze sono principalmente tessiturali. Formano un continuum e quindi non possono essere chiaramente separati come due distinti impulsi intrusivi. I rapporti di contatto con la Johnson Granite Porphyry sono invece netti.

L'origine del microclino nelle zone di taglio pone un altro problema. MD Higgins favorisce la possibilità di ricristallizzazione basata sulla maturazione di Ostwald tramite fluidi metasomatici . LG Collins supporta una crescita subsolida metasomatica ( potassio e silice -metasomatismo) che è stata avviata dalla cataclasi tettonica in corso. Per essere pienamente efficace questo processo dipende dalla rottura cataclastica dei cristalli originali realizzata in una zona di taglio duttile lungo il bordo orientale della Granodiorite di picco della cattedrale (Zona di taglio del lago Gem).

Guarda anche

Riferimenti

  1. ^ Bateman, PC & Chappell, BW (1979). Cristallizzazione, frazionamento e solidificazione della serie intrusiva di Tuolumne. Parco nazionale di Yosemite, California. Bollettino della Geological Society of America, 90: 465–482
  2. ^ Burgess, S. e Miller, J., (2008) Costruzione, solidificazione e differenziazione interna di un grande plutone ad arco felsico: Granodiorite di Cathedral Peak, Sierra Nevada Batholith, in Annen, C., e Zellmer, GF, eds., Dinamica del trasferimento, stoccaggio e differenziazione del magma crostale: London, Geological Society, p. 203-234.
  3. Salta su ^ F. Solgadi, EW Sawyer, Formazione di stratificazione ignea in Granodiorite per flusso di gravità: uno studio sul campo, sulla microstruttura e sulla geochimica della suite intrusiva di Tuolumne a Sawmill Canyon, California, Journal of Petrology, Volume 49, Issue 11, novembre 2008, pagine 2009–2042
  4. ^ Coleman, DS, Gray, W. & Glazner, AF (2004). Ripensare la posizione e l'evoluzione dei plutoni a zone: prove geocronologiche per l'assemblaggio incrementale della Tuolumne Intrusive Suite, California. Geologia, 32, 433–436.
  5. ^ Kistler, RW, Chappell, BW, Peck, DL & Bateman, PC (1986). Variazione isotopica nella suite intrusiva di Tuolumne, Sierra Nevada centrale, California. Contributi a Mineralogia e Petrologia, 94, 205-220.
  6. ^ Gray, W., Glazner, AF, Coleman, DS & Bartley, JM (2008). Variabilità geochimica a lungo termine del tardo Cretaceo Tuolumne Intrusive Suite, Sierra Nevada centrale, California. In: Annen, C. & Zellmer, GF Dynamics of Crustal Magma Transfer, Storage and Differentiation. Pubblicazione speciale della società geologica 304.
  7. ^ Titus, SJ, Clark, R. & Tikoff, B. (2005). Indagine geologica e geofisica di due graniti a grana fine, Sierra Nevada Batholith, California; prove per i controlli strutturali su postazioni e vulcanismo. Bollettino della Geological Society of America, 117, 1256–1271.
  8. ^ Higgins, MD, 1999, Origin of megacrysts in granitoids by textural roughing: A Crystal Size Distribution (CSD) Study of Microcline in the Cathedral Peak Granodiorite, Sierra Nevada, California., in Fernandez, C., e Castro, A., eds., Capire i graniti: Integrare le tecniche moderne e classiche. Pubblicazione speciale 158: Londra, Geological Society of London, p. 207-219.
  9. ^ Collins, LG e Collins, BJ (2002). K-metasomatismo di plagioclasio per produrre megacristalli microclino in una zona di taglio della granodiorite di Cathedral Peak, Sierra Nevada, California, USA

link esterno