Geologia Sudetica, 24 (1-2): 1-99

Geneza gnejsów i granitów wschodniej części metamorfiku izerskiego w świetle badań cyrkonu w wybranych profilach geologicznych

Krystyna Klimas-August

Abstract
W pracy podjęto próbę weryfikacji poglądów na genezę granitów i gnejsów wschodniej części metamorfiku Izerskiego. Jako główną metodę badawczą zastosowano analizę fizycznych cech cyrkonu. Uzupełniono ją studium jakościowego i ilościowego zróżnicowania minerałów akcesorycznych i zmienności składu chemicznego tych skał. Badane granity gruboziarniste i porfirowate można uznać za granity S anatektyczne właściwe, powstałe przez częściowe upłynnienie zmetamorfizowanej wcześniej serii suprakrustalnej. Nowy stop pojawił się w nich w niewielkiej ilości i najczęściej pozostał na miejscu wraz z fazą rezydualną obrastając nie stopione do końca minerały. Wśród opornego na anateksis residuum zachowało się dużo cyrkonów, które zakodowały w swych cechach fizycznych fakt przejścia przez detrytyczny cykl rozwoju.
W niektórych miejscach doszło do segregacji nowego stopu i wyciśnięcia go na niewielką odległość od miejsca powstania. W ten sposób powstały niewielkie, nieregularne gniazda i strefy granitów leukokratycznych, występujące wśród gnejsów lub na granicy gnejsów z granitami porfirowatymi. Zaproponowano dla nich nazwę granitów S anatektycznych, segregacyjnych. Zbliżone do nich genetycznie są drobnoziarniste granity żyłowe. W tym przypadku odsegregowany stop przemieszczał się na większą lub mniejszą odległość i porywał z residuum niektóre minerały oporne na topienie (refractory), w tym także nieliczne ziarna cyrkonu. Skały te nazwano granitami S palingenetycznymi, segregacyjnymi. Nieliczne z badanych próbek granitów zawierają wśród cyrkonów starszej generacji dużo kryształów euhedralnych. Cyrkony młodsze, o wyjątkowo wysokiej elongacji, są w nich także częste. Ich obecność może wskazywać na dużą podatność skał wyjściowych (np. pierwotne granity) na procesy anateksis. Być może należy je uznać za granity regeneracyjne.
Badane gnejsy izerskie są, jak się wydaje, skałami z pogranicza serii orto- i para-. Ich obecny charakter petrograficzny i występowanie w postaci powtarzających się sekwencji: łupek łyszczykowy (amfibolitowy), różne odmiany gnejsów, granitognejs, granit, są efektem wielu procesów skałotwórczych. Pierwotnie zróżnicowana litologicznie seria skał osadowych (aleuryty, psamity, skały węglanowe, tufy, kwaśne wulkanoklastyki) uległa przemianom metamorficznym i być może też metasomatycznym. Cechy kryształów cyrkonu i ilościowy udział wydzielonych generacji tego minerału w różnych odmianach łupków i gnejsów szczególnie dobrze rejestrują to pierwotne zróżnicowanie serii metamorficznej oraz pojawienie się na stosunkowo późnym etapie rozwoju tych skał zmiennej, choć najczęściej niewielkiej, ilości stopu anatektycznego. Deformacja skał zachodząca w obecności małej ilości stopu (granitognejsy i gnejsy oczkowe), wyciskanie go z jednych odmian (niektóre gnejsy warstewkowe), segregacja i przemieszczanie w kierunku innych (migmatyty-arteryty) dały w efekcie zróżnicowany kompleks skał, który jednak zachował jeszcze wiele cech wskazujących na jego pierwotnie osadowy charakter. Procesy te zachodziły między ekranami łupków zbudowanych ze składników opornych na upłynnienie. Sprzyjały one mechanizmowi wyciskania i migracji stopów w stronę od jednej warstwy łupku do następnej przed którą stop był gromadzony, zgodnie z kierunkiem nacisku tektonicznego. Podobną rolę mogły pełnić te ekrany łupkowe także w stosunku do innych fluidów, które pojawiły się zapewne w tych skałach także przed i po anateksis. Stąd tak wyraźna asymetria wszystkich badanych sekwencji łupek-gnejsy-granit, nie tylko tych z objawami wyciskania stopu. W takim ujęciu większość procesów przeobrażających zamykałaby się w obrębie pojedynczych sekwencji metamorficznych między kolejnymi ekranami łupków.

Genesis of gneisses and granites from the eastern part of the Izera metamorphic complex in the light of study on zircon from selected geological profiles

Abstract
In the paper an attempt is made to revise concepts on the genesis of gneisses and granites of the eastern part of the Izera metamorphic complex. Analysis of physical features of zircon was employed as a major research method supplemented by qualitative and quantitative studies on paragenetic variability of accessory minerals as well as by analysis of variation in chemical composition of the rocks. Coarse-grained granite and porphyritic granite may be regarded as S-type anatectic granites formed due to partial melting of the metamorphosed supracrustal protolith. Newly formed melt appeared in these rocks in small amount and, in most part, did not move far away from its birthplace. The melt rimmed unmelted minerals. Physical features of zircon crystals, so abundantly preserved in residue, reflect detrital stage of their geological history. In some places the melt was seggregated and squeezed from its birthplace to form small, irregular-nests and zones of leucocratic granites that occur within gneisses or on the boundary between gneisses and porphyritic granites. They have been assigned to S-type anatectic and seggregational granites. They are genetically related to fine-grained granite that occurs in the form of dikes. The fine-grained granite crystallized from seggregated melt that was emplaced more or less distantly from its place of origin. The melt carried refractory minerals, including zircon, off the residue. This rock type has been assigned to S-type palingenetic, seggregational granites. Only few of the granite samples studied contain high amount of euhedral zircon of older generation, whereas zircon crystals of young generation are abundant and show extremely high elongation. Their presence may indicate high susceptibility of the parent rocks, e.g. pre-existing granites, to anatexis. Therefore, this rock type ought to be referred to as regenerative granite. The Izera gneisses studied seem to be transitional rocks between ortho-gneiss and para-gneiss. Their present petrographic character and recurrent position in the series: mica schist (amphibolite schist) - variety of gneisses - granitic gneiss - granite, are the result of numerous rock-forming processes. Lithologically variable suite of sedimentary rocks (aleurites, psammites, carbonate rocks, tuffs, and acidic volcanoclastics) underwent metamorphic, and may be, metasomatic changes. This primary litho-logic variability and the presence of small amount of anatectic melt were recorded by zircon features as well as are echoed by the quantity of zircon crystals of different age in particular varietes of schists and gneisses. Deformation of the rocks (granitic gneiss and augen gneiss) in the presence of small amount of liquid, its squeezing from certain rocks, e.g. layered gneisses, seggregation and emplacement toward the other rocks, e.g. migmatites-arterites, resulted in a variety of rocks that, however, preserved many features indicating their common sedimentary origin. All these processes took place between the screens of schists composed of refractory minerals. The schists acted in favor of squeezing and directed its migration according to the tectonic stress from one layer of the schist to the other where it was trapped and cummulated. The schists presumably played similar role of screens when other fluids migrates through those rocks before and after anatexis. This is why all studied sequences of rocks (it means not only those with apparent features of squeezing the melt) i.e. schist -gneisses -granite are so assymmetrical. Therefore, most of the alterations took place within each metamorphic sequence of rocks between successive screens of schists.

Geologia Sudetica, 24 (1-2): 101-137

Acritarcha i mikroproblematyki z wapieni krystalicznych okolicy Romanowa Górnego (Sudety Środkowe - Krowiarki)

Tadeusz Gunia

Abstract
W pracy przedstawiono wyniki badań mikropaleontologicznych próbek wapieni krystalicznych z trzech profili otworów wiertniczych, wykonanych w paśmie górskim Krowiarek. Na podstawie zespołów Acritarcha oraz niektórych reliktów fauny szkieletowej zaliczono badane wapienie do dolnego kambru. W dwóch otworach stwierdzono występowanie wapnistych łupków kwarcowo-łyszczykowych powstałych z przeobrażenia margli.

Acritarchs and microproblematics of the crystalline limestones from the vicinity of Romanowo Górne (central Sudetes Mts, Krowiarki)

Abstract
This paper presents the results of micropaleontological studies of the crystalline limestones from three bore-holes located in the Krowiarki Mts. The age of the limestones studied has been determined as the Early Cambrian on the basis of Acritarcha assemblages and some remains of shelly fauna. Calcareous quartz-mica schists derived from marls have been found in two boreholes.

Geologia Sudetica, 24 (1-2): 139-189

Następstwo serii gnejsowych Masywu Śnieżnika w świetle analizy mezostrukturalnej wybranych obszarów w jednostkach geologicznych Międzygórza i Gierałtowa

Marian Dumicz

Abstract
Badaniami strukturalnymi objęto serię gnejsową w dwóch jednostkach geologicznych Masywu Śnieżnika, tj. Międzygórza i Gierałtowa. W gnejsach gierałtowskich tych jednostek wyróżniono dwie generacje. Stosując metody analizy mezostrukturalnej wykazano, że laminacja i smugowanie, podstawowe cechy strukturalne gnejsów gierałtowskich, powstały w przypadku starszej generacji podczas pierwszego etapu przeobrażeń tektonometamorficznych D₁ (gnejsy gierałtowskie starsze odznaczające się laminacją S₁), a w przypadku młodszej - podczas trzeciego D₃ (gnejsy gierałtowskie młodsze odznaczające się laminacją i smugowaniem S₃). Ponadto przedstawiono przykłady wskazujące, że diagnostyczne dla gnejsów śnieżnickich struktury prętowe typu roddingu L₃, obserwowane w kierunku gnejsów gierałtowskich młodszych, zmieniają swój kształt w przekroju poprzecznym z nieregularnego owalnego na coraz bardziej wycieniony, ażeby stać się w końcu drobną laminacją S₃ w gnejsach gierałtowskich młodszych. Struktury te (lineacja L₃ w gnejsach śnieżnickich i laminacja S₃ w gnejsach gierałtowskich młodszych) rejestrują zatem różne fazy rozwojowe tego samego ciągu przeobrażeń dynamicznych i metamorficznych; należy je wiec uznać za równowiekowe. Różnią się one jedynie stopniem zaawansowania procesów tektonometamorficznych i wskazują, że są one dalej posunięte w gnejsach gierałtowskich młodszych niż w gnejsach śnieżnickich. Wykazano również, że eklogity okolic Międzygórza pojawiły się w seriach gnejsowych tego regionu nie później niż w trzecim etapie deformacji D₃ i noszą jej znamiona w formie laminacji S₃ lub laminacji S_{1 + 3} transponowanej tektonicznie do powierzchni strukturalnych S₃. W kolejnym, czwartym etapie deformacji D₄ serie skalne jednostki Międzygórza reagowały plastycznie na odkształcenia tektoniczne i zostały intensywnie sfałdowane, podczas gdy w jednostce Gierałtowa doszło w tym czasie do wielkopromiennych spaczeń i zafałdowań.

The Śnieżnik Mts gneisses sequence in the light of mesostructural analysis of some areas of the Międzygórze and Gierałtów units

Abstract
A mesostructural study has been performed in the Śnieżnik massif in two regions i.e. the Międzygórze unit and the Gierałtów unit. The Gierałtów gneisses have been subdivided into two generations. The succession of mesoscopic features of these rocks has teen determined basing on the methods of mesostructural analysis. The main structural features of the Gierałtów gneisses i.e. lamination and banding were formed in the older Gieraitow gneisses (with S₁ lamination) during the first period of tectonometamorphic development D₁. The younger Gierałtow gneisses with lamination and banding S₃ were developed during the D₃ period. It was also shown that the rodding structure with ovoidal cross-section, that is a typical feature of the Śnieżnik gneisses gradually pass towards the Gierałtów gneisses into flattened rodding and finally into S₃ fine-lamination of the younger Gierałtów gneisses. L₃ lineation in Śnieżnik gneisses and S₃ lamination in the younger Gierałtów gneisses recorded various phases of development of the same dynamometamorphic processes and are supposed to be synchronous. These structures differ only in the stage of development, which is more advanced in the younger Gierałtów gneisses.

Geologia Sudetica, 24 (1-2): 191-283

Ewolucja strukturalna jednostki sowiogórskiej na obszarze północnej części Wzgórz Bielawskich, Sudety

Zbigniew Cymerman

Abstract
W północnej części Wzgórz Bielawskich stwierdzono pięć etapów deformacji fałdowych (D₁, D₂, D₃, D₄ i D₅). Penetratywna foliacja, chociaż jest złożoną strukturą planarną, powstała w czasie fazy Dl i uległa przebudowie podczas młodszych faz deformacji. Rozwój śródfoliacyjnych mezofałdów F₁ i soczew wapienno-krzemianowych spowodowany był działaniem różnych składowych porozdzielanej deformacji. Wpływ porozdzielanej na elementy składowe totalnej deformacji na rozwój różnorodnych struktur tektonicznych zaznaczył się jeszcze wyraźniej podczas faz deformacji D₂ i D₃. W czasie tych faz powstały liczne pasemka i strefy mylonityczne C₂ i C₃, fałdy futerałowe F₂ i F₃, budinaże L₂ i L₃. Struktury te rozwijały się w strefach ścinań podanych w warunkach facji amfibolitowej metamorfizmu regionalnego. Faza deformacji D₂ nie różniła się zasadniczo od fazy D₃ ani pod względem warunków metamorfizmu, ani regionalnego pola naprężeń i mechanizmów deformacji. Świadczą o tym między innymi podobne orientacje i styl mezostruktur faz D₂ i D₃.
Osie głównych makrofałdów, wyznaczone na podstawie pasowego rozrzutu pomiarów foliacji na diagramach, nachylają się na ogół ku SE i pokrywają w orientacji z osiami mezofałdów F₂ i F₃. Liczne makrosoczewy i makrofałdy, wyznaczone przez ciała amfibolitowe, wpływały na dewiacje orientacji osi makrostruktur. Analiza diagramów konturowych penetratywnej foliacji wyodrębniła makrostruktury III-rzędu, które mogą być „duchami” makrofałdów F₁. Główne makrostruktury powstały prawdopodobnie w czasie fazy D₂ i charakteryzowały się orientacją osi w kierunku W-E. Struktury te podczas fazy D₃ doznały prawoskrętnej rotacji do kierunku NW-SE. Podczas fazy D₃ rozwinęły się też nowe makrofałdy (F₃) o osiach nachylonych ku SE. Prawoskrętna rotacja makrofałdów była spowodowana zróżnicowanym przemieszczaniem się pod płaszczowiną sowiogórską zespołu łusek rozczłonkowanego ofiolitu Ślęży. Procesy te i związany z nimi metamorfizm w facji amfibolitowej odbywały się w czasie faz waryscyjskich.

Structural evolution of the Góry Sowie unit in the area of northern part of the Bielawa Hills, Sudetes Mts.

Abstract
Five deformation phases (D₁ to D₅) have been recognized in the northern part of the Bielawa Hills. The penetrative foliation developed during D₁ phase and was reactivated during the younger deformation phases. The development of intrafolial F₁ folds and calcsilicate lenses was strongly related to strain partitioning. This influence on mesostructures formation was even more obvious during the D₂ and D₃ phases. That time numerous C₂ and C₃ mylonitic bands, F₂ and F₃ sheath folds, and L₂ and L₃ boudinages were formed. These structures developed in ductile shear zones in conditions typical for the amphibolite facies of regional metamorphism. The D₂ phase did not differ considerably from the D₃ one in respect to neither metamorphic conditions nor regional stresses and deformation mechanisms. This is indicated by the similar attitudes and morphology of mesostructures having originated during these two phases (D₂ and D₃).
The axes of main folds (π-axes) plunge generally towards the SE and concide with the F₂ and F₃ mesofolds axes. Numerous macroscopic lenses of amphibolites influenced the deviation of a macrostructures axes orientation. The analysis of contoured stereograms of foliation allowed to distinguish third-order macrofolds, which can be „ghosts” structures. The main structures formed during the D₂ phase with axes trending almost W-E. These structures were dextrally rotated during the D₃ event. The D₃ phase, in turn, was responsible for the formation of F₃ folds with axes plunging towards the SE. The dextral rotation of folds was caused by differential displacements of ophiolite wedges (flakes) under the Góry Sowie nappe during the Variscan orogeny.