The Kuohatti mafic layered intrusion, its petrology, structure and petrogenesis
| Title: | The Kuohatti mafic layered intrusion, its petrology, structure and petrogenesis |
| Author(s): | Sorsa, Joona |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Geosciences and Geography |
| Discipline: | Geology |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2017 |
| Abstract: |
The Kuohatti mafic layered intrusion is located 150 kilometers northeast from the city of Nurmes. It is a part of the Kuohattijärvi suite determined earlier by the Geological Survey of Finland. The 100 meters wide and 2 kilometers long intrusion was found during the bedrock mapping related to Kuohattijärvi and its surrounding areas. Gabbros with abundant plagioclase phenocrysts and metamorphosed mafic rocks, now seen as talc-chlorite schists on the current erosion level led to this study. The plagioclase phenocrysts are visible throughout the whole intrusion and are signals of plagioclase floating - a typical feature in layered intrusions caused my magmatic differentiation. The metamorphosed mafic rocks are remnants of the peridotitic bottom of the intrusion. The intrusion is divided into multiple layers, a mafic bottom, anorthosites, gabbroic rocks and plagioclase phenocryst –rich gabbros, here abbreviated as leucocratic gabbros. The intrusion is currently thoroughly tilted 70–90 degrees, cut by diabase dykes and metamorphosed in the granulite facies. Rock compositions suggest that during the formation of the mafic bottom and the gabbroic rocks, some amounts of calcic plagioclase (An80-90) crystals subsided to the lower parts of the intrusion, whereas lighter and notably less calcic (An40-70) crystals floated upwards into the evolving gabbroic melt. Zircons from a country-rock (talc-chlorite schist) and a leucocratic gabbro from intrusion were analyzed for U-Pb isotopes. All these yield U-Pb age groups at ca. 2.72 Ga and 2.88 Ga. Monazite grains show three distinctive age groups at 2.68 Ga, 2.42 Ga and 1.90 Ga, indicating strong correlation with the formation of the diabase dykes and metamorphic events in the area. The analyses are likely from an inherited source, indicating the actual age of the surroundings. The exact crystallization age of the intrusion is possibly between 2.4 and 1.9 Ga. This would correlate with the Proterozoic layered intrusions surrounding the area and suggest that the Kuohatti layered intrusion is actually of Proterozoic rather than Archean origin. The intrusion is now located between a biotite paragneiss and an Archean tonalite, which might show a tilted lithology for the intrusions surroundings during and after its settling.
Kuohattijärven mafinen kerrosintruusio sijaitsee 150 kilometriä Nurmeksesta koilliseen. Se kuuluu Geologian tutkimuskeskuksen kallioperäkartoituksissa määriteltyyn Kuohattijärven seurueeseen. Tämä 100 m x 2 km kerrosintruusio havaittiin ensimmäisen kerran Kuohattijärven ja sen ympäristön kallioperägeologisessa kartoituksessa. Nykyisellä eroosiopinnalla havaitut plagioklaasihajarakeiden täyttämät gabrot ja nykyään talkki-kloriitti -pitoisiksi liuskeiksi muuttuneet mafiset kivet herättivät jatkotutkimuksia, joiden pohjalta myös tämä työ on laadittu. Koko intruusion alueella havaittavat plagioklaasihajarakeet kertovat todennäköisesti niiden adkumulaatiosta ja magmojen differentiaatiosta. Metamorfoituneet mafiset kivet puolestaan ovat jäänteitä intruusion peridotiittisesta pohjasta. Intruusio on jaettu useaan kerrokseen, mafisen pohjan, gabroidisten kivien ja plagioklaasihajarakeista rikkaiden gabrojen (leukokraattiset gabrot) mukaan. Intruusio on kauttaaltaan jyrkässä kulmassa (70-90°), mikä on seurausta alueen granuliittifasieksen metamorfoosista. Intruusiota myös leikkaavat useat diabaasijuonet. Kokokivikoostumus antaa viitteitä mahdollisesta anortiittirikkaiden plagioklaasikiteiden (An80–90) vajoamisesta intruusion pohjalle, samalla kun kevyemmät ja huomattavasti anortiitista köyhemmät (An40–70) kiteet kohosivat ylös kohti kehittyvää gabroidista sulaa. Intruusion sivukivestä ja leukokraattisesta gabrosta analysoitiin U-Pb isotooppeja useista zirkonikiteistä ja näiden pohjalta lasketut kiteytymisiät ovat väliltä 2,72–2,88 mrd. v.. Talkki-kloriitti liuskeesta analysoidut monatsiittien U-Pb isotooppikoostumukset jakautuvat kolmelle selkeälle aikajaksolle: 2,68, 2,42 ja 1,90 mrd. v., mikä sopii yhteen alueen metamorfisten tapahtumien ja sieltä analysoitujen diabaasijuonien kanssa. Analysoidut kiteet ovat tekstuuristaan päätellen perittyjä ja kertovat intruusiota ympäröivien kivien vaiheista. Tarkkaa kerrosintruusion kiteytymisajankohtaa ei saatavilla olevan isotooppiaineiston pohjalta ole mahdollista määrittää, mutta todennäköisesti kiteytymisajankohta on välillä 1.9–2.41 mrd. v.. Alueelta on aikaisemmin tutkittu useita Proterotsooisia kerrosintruusioita, mikä viittaa sivukivistä saatujen tulosten yhteydessä siihen että Kuohatin mafinen kerrosintruusio on todennäköisesti iältään Proterotsooinen, eikä Arkeeinen kuten alun perin ajateltiin. Intruusio on tällä hetkellä asettunut biotiittiparagneissin ja Arkeeisen tonaliitin väliin ja jos intruusio on iältään Proterotsooinen, sen on täytynyt kiilautua näiden väliin.
|
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| The Kuohatti intrusion.pdf | 6.345Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Science [4287]