The mineral and chemical composition of the High Tatra granitoids from cataclasis and mylonitization zones in comparison with non-deformed granitoids

Celem pracy było określenie związku pomiędzy plastycznymi i kruchymi deformacjami a przemianami hydrotermalnymi granitoidów tatrzańskich. Dla 30 próbek ze stref uskokowych zlokalizowanych na przełęczy Karb, Zawrat, Zawratowej Turni, Świnickiej Przełęczy oraz Gładkiej Przełęczy przeprowadzono obserwacje w mikroskopie petrograficznym w zakresie mikrostruktur oraz składu mineralnego. Dla dziesięciu próbek przeprowadzono metodą SEM-EDS analizy składu chemicznego minerałów głównych i akcesorycznych oraz analizę chemiczną całej skały. Granitoidy tatrzańskie to głównie granodioryty i tonality, zbudowane z kwarcu, plagioklazów o składzie oligoklazu, skalenia potasowego, biotytu (częściowo lub całkowicie zastąpionego chlorytem z wrostkami tytanitu) i muskowitu. Akcesorycznie występuje w nich apatyt, cyrkon, monacyt i ksenotym. Największe różnice w składzie mineralnym i chemicznym w stosunku do swojego protolitu wykazują kataklazyty, w których obserwuje się wzrost zawartości kwarcu, całkowitą chlorytyzację biotytu z wydzieleniem wtórnego rutylu, plagioklazy o składzie albitu, wysoko-Fe chloryt oraz mineralizację tlenkami i wodorotlenkami Fe (lub Fe i Pb). W mylonitach skład mineralny nie zmienia się znacząco, jedynie w jednej próbce zaobserwowano znaczący wzrost zawartości kwarcu i skalenia potasowego i zanik chlorytu. Powszechna dla wszystkich mylonitów jest obecności epidotu, także z REE. Epidot tworzy także żyły i lustra tektoniczne, w których zaobserwować można pseudomorfozy po monacycie oraz rzadko spotykany minerał: plumbogummit. W badanych próbkach wydzielono kilka etapów serycytyzacji, chlorytyzacji, epidotyzacji i karbonatyzacji i powiązano je z poszczególnymi etapami deformacji. Zastosowane metody pozwoliły stwierdzić, że zmiany zachodziły w systemach otwartych, przy niewielkim (od 3 do 11%) wzroście masy. Większość kataklazytów i mylonitów została wzbogacona w SiO2, K2O, a także w Fe2O3, MgO, MnO, TiO2 w stosunku do swoich protolitów, zaś zubożone w Na2O i CaO. Inne zachowanie pierwiastków zaobserwowano w mylonicie i kataklazycie z Zawratowej Turni, które wykazują zubożenie w MgO, Fe2O3 i MnO, przy jednoczesnym wzbogaceniu w SiO2 i K2O. Skład mineralny kataklazytów i mylonitów oraz obserwowane w nich mikrostruktury wskazują na metamorfizm facji zieleńcowej jako środowisko przemian.

Thirty samples of granitoids, cataclasites and mylonites, collected from shear zones located at Karb Pass, Świnicka Pass, Gładka Pass, Zawrat Pass and the Zawratowa Turnia Mountain were examined to determine the connection between brittle and plastic deformation and hydrothermal alternation. Based on the observations of microstructures and mineral composition under optical microscope 10 samples representing cataclased and mylonitized rocks and their protoliths were selected for further investigation, which included bulk rock chemical analysis and determination the chemical composition of main and accessory minerals using SEM-EDS method.High Tatra granitoids are mostly granodiorites and tonalites consisting of quartz, oligoclase, K-feldspar, biotite (partly or completely replaced by chlorite and titanite) and muscovite. Accessory minerals are apatite, zircon, monazite and xenotime. Cataclasites differ significantly from their protolith. The amount of quartz is increasing, biotite is completely replaced by chlorite and rutile, plagioclase is represented by albite. In cracks crystallize high-Fe chlorite and Fe oxides and hydroxides. The mineral composition of mylonites is almost not affected. Only in one sample higher amount of quartz and decay of chlorite was observed. Epidote and REE-bearing epidote is common in mylonites. Epidote-quartz flat surfaces containing monazite pseudomorph and plumbogummite occur in two samples. In examinated samples several stages of sericitization, chloritization, epidotization and carbonatization were distinguished. Changes occurred in open systems and the rock volume increased during deformation and hydrothermal alternation. Most of the cataclasites and mylonites were enriched in SiO2, K2O, Fe2O3, MgO, MnO, TiO2 in relation to their protolith and depleted in CaO and Na2O. However, in two samples from Zawratowa Turnia the amount of MgO, Fe2O3 and MnO decreased. The mineral composition of cataclasites and mylonites as well as observed microstructures indicates that deformation occurred in low-grade metamorphic conditions (greenschist facies).