Petrology, geochemistry and age dating of Skrut granitoids – new evidence for Early Triassic magmatism in Belasitsa Mountain (SW Bulgaria)

Pages: 
pp. 17-29
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
Institute of Isotope Geochemistry and Mineral Resources, ETH-Zurich, 8092 Zurich
Institute of Geology, Ural Division, Russian Academy of Sciences, 167982 Syktyvkar, Russia
Abstract: 

The Skrut granitoids crop out in the western part of Belasitsa Mountain in SW Bulgaria. They are intruded in biotite gneisses and mica schists, building up together a complex nappe structure in the frame of the Serbo-Macedonian Massif (SMM). Main rock forming minerals in the Skrut granitoids are plagioclase, potassium feldspar, quartz, and biotite and accessories are apatite, allanite, epidote, zircon, titanite and garnet. These granitoids have undergone processes of dynamic metamorphism and non-uniform hydrothermal alteration. In respect to K2O content they belong to the high potassium calc-alkaline magmatic series while according to the ASI coefficient they are related to the weakly per-aluminium granitoids. The magma is enriched in water and REE. Probably, its crystallization has proceeded at pressure of 11 to 11.5 kbar (presence of magmatic epidote) and temperature of 800 to 600°C. The positive ε-Hf values of zircon crystals (from +0.4 to +3.5) propose mixed crust-mantle magma source whereas calc-alkaline characteristics and discrimination diagrams propose a volcanic-arc/continental margin or postcollisional environment of the magma generation.
   The age of the granitoids is determined by conventional U-Pb method on zircons as 248.85±0.70 Ma. The regression line obtained by the Rb–Sr isotope analyses on whole rock samples yield an age of 167.3±8.1 Ma, which is interpreted as a mixing line, probably influenced also by overprinted events. The new data suggest formation of the Skrut granitoids during the Early Triassic as a result of Late Variscan event in extensional conditions and block dismembering (rifting?). The post-metamorphic intrusion of the granitoids defines the high grade metamorphism in Belasitsa Mountain as pre-Triassic in age.

Зидаров, Н., Тарасова, Е., Пейчева, И., Фон Квадт, А., Андрейчев, В., Титоренкова, Р. Петрология, геохимия и возраст Скрытских гранитодов новые сведения о раннетриасовом магматизме в горном массиве Беласица (Ю-З Болгария). Скрытские гранитоиды обнажаются в западной части горного массива Беласица в Ю-З Болгарии. Интрузивные тела внедрены в биотитовые гнейсы и слюдяные сланцы, которые участвуют в сложной надвиговой структуре в рамках Сербо-Македонского массива. Главными породообразующими минералами гранодиоритов являются плагиоклаз, калиевый полевой шпат, кварц и биотит, а акцессорными апатит, алланит, эпидот, циркон, сфен и гранат. Породы испытали процессы динамометаморфизма и неравномерное гидротермальное изменение. По содержанию K2O относятся к высококалиевой известково-щелочной магматической серии, а по ASI коэффициенту к слабопералюминиевым гранитоидам. Магма была водонасыщенной и богатой на REE. Кристализация, вероятно, протекала при давлении 11–11.5 kbar (присуствие магматического эпидота) и в температурном интервале 800-600°С. Положительные значения ε-Hf циркона (от +0.4 до +3.5) предполагают вулканическую дуговую/ окраинную континентальную или постколлизионную обстановку образования магмы.
   Возраст гранитоидов 248.85±0.70 Ma определен конвенциональным U-Pb методом по циркону. Линия регрессии по данным Rb Sr изотопного анализа валовых проб отвечает наклону в 167.3±8.1 Ма и интерпретируется как линия смешения, вероятно испытавшая влияние наложенных процессов. Новые данные предполагают формирование Скрытских гранитоидов в раннем триасе в результате позднегерцинского проявления экстенсии и блокового расчленения (рифтинга). Постметаморфическое внедрение гранитоидов определяет дотриасовый возраст метаморфизма высокой степени в районе горного массива Беласица.

Keywords: 

granodiorites, Serbo-Macedonian Massif, U-Pb and Rb-Sr dating, isotope  geochemistry, conditions of formation, geodynamic environment

VOLUME 36 (1-2)/June 2007

Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, 1113 Sofia, Bulgaria

Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, 1113 Sofia

Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
|
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
|
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
|
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
|
Institute of Isotope Geochemistry and Mineral Resources, ETH-Zurich, 8092 Zurich
|
Institute of Geology, Ural Division, Russian Academy of Sciences, 167982 Syktyvkar, Russia

Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. G. Bonchev bl. 24, 1113 Sofia, Bulgaria
|
Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. G. Bonchev bl. 24, 1113 Sofia, Bulgaria

Geological Institute of the Bulgarian Academy of Sciences, 1113 Sofia
|
University of Mining and Geology “St. Ivan Rilski”, Studentski Grad, 1700 Sofia

EUROTEST-CONTROL PLC, 1797 Sofia
|
National Council of Science Research – MES, 1000 Sofia
|