uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Metamorphic Evolution of the Tjeliken Garnet-Phengite Gneiss, Northern Jämtland, Swedish Caledonides
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Den metamorfa utvecklingen av Tjelikensgranat- och fengitförande gnejs, norra Jämtland, svenska Kaledoniderna (Swedish)
Abstract [en]

The Tjeliken Mountain in northern Jämtland, central Scandinavian Caledonides is by most authors considered to belong to the Lower Seve Nappe Complex (SNC). However, recently P-T conditions similar to the Middle Seve have been constrained for the eclogite at the top of the mountain, revitalizing the tectonic debate about Tjeliken. Also the timing of high-pressure metamorphism is debated. Two earlier studies of the eclogite yield ages between 464 Ma and 446 Ma. This study focuses on the garnet-phengite gneiss hosting the eclogite. By construction of P-T conditions and dating the two discrepancies above are investigated.

U/Pb zircon dating by secondary ion mass spectrometry technique (SIMS) targeted on metamorphic rims yield a concordia age of 460.2 ± 2.7 Ma corresponding well to earlier c. 463.7 ± 8.9 Ma Sm/Nd dating of the eclogite.

The inferred peak mineral assemblage of the gneiss is garnet + phengite + quartz + K-feldspar + titanite ± H2O. Thermodynamic modelling reveal that garnet cores equilibrated within 1.9 - 2.6 GPa and 600 - 700 oC. Fe2+-Mg garnet-phengite thermometry involving garnet rims yields temperatures of c. 650 - 715 oC revealing relatively similar temperatures during growth of garnet core and rim, respectively.

Garnet chemistry is characterised by oscillatory zoning with an antithetic pattern of Ca and Fe. The former decreases from core to rim, whereas the latter increases. The opposite trend is observed in epidote-group minerals suggesting exchange between the two minerals during garnet growth. Skeletal textures and atoll textures together with observed chemical pattern may indicate multiple garnet growth episodes.

The results of the study points toward similar P-T history of the Tjeliken eclogite and gneiss in favour of the interpretation of considering the whole Tjeliken to belong to the Lower Seve. The obtained U/Pb age support other age constraints in the area suggesting high-pressure metamorphism at c. 460 Ma related to a subduction event affecting the central Scandinavian Caledonides at c. 460 - 450 Ma.

 

Abstract [sv]

Den skandinaviska fjällkedjan, vetenskapligt benämnd de skandinaviska Kaledoniderna, har bildats på samma sätt som Himalaya och har därför liknande uppbyggnad. Från början tros fjällen ha varit av samma storlek som Himalayas berg. Deras ålder på cirka 400 miljoner år gör dock att miljontals års påverkan från vatten och vind har eroderat ner dem till dagens betydligt lägre fjäll. Den bergsyta vi ser idag utgör därför vad som från början var fjällkedjans kärna. Därför utgör de skandinaviska Kaledoniderna en unik möjlighet att studera en bergskedjas inre, vilket kan ge viktig information om bergkedjebildande processer.Forskning har visat att fjällkedjan bildades då Japetushavet mellan kontinenterna Baltika och Laurentia stängdes. Detta resulterade till slut i en kollision mellan de två kontinenterna där stora flak (skollor) av mellanliggande havsbotten och kontinentalskorpa transporterades hundratals kilometer upp på Baltika. Skollorna utgör idag våra fjäll. Känt är också att innan kontinentalkollisionen så kolliderade Baltika med öar i havet, varvid dess kontinentalkant pressades djupt ner under jordskorpan, ända ner i manteln. Bevis för detta återfinns idag i Sevesskollan ibland annat de jämtländska fjällen i form av högtrycksbergarter. Dessa har bildats under de höga tryck och temperaturer som råder på stora djup i jordens inre. Genom att studera högtrycksbergarter kan man förstå fjällkedjans bildande. Fjället Tjeliken i norra Jämtland är en av de idag kända fyndplatserna av högtrycksbergarter. Dess topp består av bergarten eklogit och dess lägre delar av gnejs, samt kvarts. Tidigare studier av eklogiten visar att den har bildats vid tryck och temperatur på cirka 2.6 GPa och 700 °C, vilket motsvarar att den varit nedpressad cirka 80 km under jordytan. Den exakta tidpunkten då detta skedde har inte kunnat fastställas då olika dateringsmetoder gett olika resultat mellan cirka 464 till 446 miljoner år sedan. I denna studie studeras tryck- och temperaturförhållanden för gnejsen som jämförelse till eklogiten, för att kunna fastställa om de båda bergarterna har genomgått samma bildningsprocesser. En ny datering genomförs också för att bättre kunna fastställa tidpunkten för högtrycksfasen.Datering baserat på radioaktivt sönderfall av uran till bly i mineralet zirkon visar att högtrycksfasen inträffade för cirka 460 miljoner år sedan. Modellering baserat på termodynamiska principer visar att kärnorna i mineralet granat bildades inom tryck- och temperaturområdet 1.9–2.6 GPa och c. 680-700 °C. En komplex kemisk zonering av granaterna indikerar att de möjligen bildades under flera tillväxtfaser, vilka inom ramen för denna studie inte kunnat modelleras, då mer avancerade metoder krävs. Denna studie visar dock att eklogiten och gnejsen sannolikt delar en gemensam tryck- och temperaturhistoria, vilken är relaterad till den djupa nedpressningen av Baltikas kontinentalkant under sen ordovicium. Dateringen stödjer även övriga åldersdateringar i området av högtrycksfasen.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 66 p.
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 346
Keyword [en]
Seve Nappe Complex, Scandinavian Caledonides, high-pressure metamorphism, U/Pb zircon geochronology, garnet-phengite gneiss
Keyword [sv]
Seveskollan, skandinaviska Kaledoniderna, högtrycksmetamorfos, uran-bly datering, högtrycksgnejs
National Category
Geology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-276515OAI: oai:DiVA.org:uu-276515DiVA: diva2:903254
Educational program
Master Programme in Earth Science
Presentation
2016-01-08, Norrland I, Geocentrum, Villavägen 16, Uppsala, 09:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-02-15 Created: 2016-02-15 Last updated: 2016-02-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Metamorphic Evolution of the Tjeliken Garnet-Phengite Gneiss, Northern Jämtland, Swedish Caledonides(5452 kB)121 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5452 kBChecksum SHA-512
f15986ac38684b748ae4bcc38fe6bdce429d18f036e2df2e9ec96d96760a159c62bf630e5f33b2d38c2274c287d32b9bd4418841dbfcad42a1fa2c6cb34c27e2
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences
Geology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 121 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 532 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf