The Precambrian of Finnish Lapland: Evolution and regime of metamorphism

Zusammenfassung

Stoffbestand und metamorphe Entwicklung der präkambrischen Kruste Nordfinnlands werden auf der Basis detaillierter geochemischer und petrologischer Untersuchungen diskutiert.

Die geochemischen Daten der Gesteine und die geotektonischen Verbandsverhältnisse weisen auf die Existenz eines alten Inselbogensystems hin. Die West Inari Schist Zone (Tana River Belt) kann als äußerer tholeiitischer Bogen, der Granulit-Komplex als innerer kalk-alkalischer Bogen und der Granitgneis-Komplex (mit Kola-Nukleus) im NE als stabiler kontinentaler Block aufgefaßt werden.

Der gesamte Bereich wurde während der karelischen Orogenese (2200-1900 Ma) intensiv deformiert und von einer mehrphasigen hochgradigen Metamorphose erfaßt. Die regionale und zeitliche Entwicklung der Mineralparagenesen wird diskutiert. Die Bedingungen des postkinematischen Metamorphosestadiums werden anhand von Mineralstabilitätsdaten, mit geothermometrischen und geobarometrischen Methoden und durch die Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse abgeleitet. Die Gesteinsserien des Tana River Belt und des Granitgneis-Komplexes liegen in Amphibolitfazies vor (650–750° C, 5–8 kb, XH₂O ∼ 1), im Granulit-Komplex dagegen in Hornblende-Granulitafzies (700–800° C, 6–8 kb, XH₂O<0.3).

Abstract

The Precambrian crust of northern Finland has been the subject of detailed geochemical and petrological studies. The geochemical data and the present-day geotectonic setting suggest the existence of an old island arc system with the West Inari schist zone (Tana River belt) as an outer tholeiitic arc, the granulite complex as a calcalkaline inner arc, and a stable continental block (granite gneiss complex + Kola nucleus) in the northeast.

The entire terrain was affected by intense deformation and polyphase high-grade metamorphism during the Karelian orogeny (2200–1900 m.y.). The regional and temporal development of the mineral assemblages is discussed. The conditions of the postkinematic stage of metamorphism have been evaluated from mineral stability data, with methods of geothermometry and geobarometry, and by the study of fluid inclusions. Metamorphic grade was of amphibolite fades (650–750° C, 5–8 kbars, XH₂O ∼ 1) in the Tana River belt and the granite gneiss complex, but of hornblende-granulite facies (700–800° C, 6–8 kbars, XH₂O≤0.3) in the granulite complex.

Résumé

L'origine et l'évolution métamorphique de la croûte précambrienne de Laponie sont discutées sur la base d'études géochimiques et pétrologiques.

Les données géochimiques et l'aspect actuel de la disposition géotectonique indiquent l'existence d'un ancien système d'arcs insulaires, ou la «West Inari schist zone» (ceinture du Tana), représenterait un arc volcanique extérieur d'affinité tholéiitique, la ceinture des granulites étant un arc intérieur d'affinité calcoalcaline, et le «granite gneiss complex» (nucléus de l'Inarijärvi et le craton de la Péninsule de Kola), un vieux bloc continental nord-est.

Ce terrain a été affecté en entier par une déformation intense et par un métamorphisme polyphase de haut degré pendant l'orogenèse carélienne (2200–1900 Ma). L'évolution régionale et temporelle des paragénèses est discutée. Les conditions de la phase postdéformative du métamorphisme ont été évaluées par application des données sur la stabilité des minéraux, par l'utilisation de géothermomètres et géobaromètres et par l'étude des inclusions fluides. Les séries de la ceinture du Tana et du nucléus de l'Inarijärvi sont caractérisées par le faciès amphibolites (650–750° C, 5–8 kb,$X_{H_2 O} \approx 1$), tandis que la ceinture des granulites s'est développée en faciès granulite à hornblende (700–800° C, 6–8 kb, XCO₂<0.7).

Краткое содержание

Состав и метаморфное развитие докембрийс кой коры северной Финляндии обсуждается на основ ании данных петролог ических и геохимических иссле дований.

Геохимические данные пород и геотек тонические взаимоот ношения указывают на существование дре вней системы островн ых дуг, Зона сланца West Inвri (пояс реки Тапа) можн о рассматривать, как в нешнюю толеиитовую дугу, гранулитовый ко мплекс -, как внутренню ю известково-щелочную дугу и гранито-гнейсовый к омплекс с ядром Кола н а NE, как стабильный материко вый блок.

Весь район оказался в о время карельского о рогенеза (2200–2900 миллионов лет тому назад) сильно деформированым и пре терпел многофазовый метамо рфизм. Обсуждается региона льное и временное раз витие парагенезов минерал ов. Об условиях посткине матической стадии ме таморфизма заключают по данным стабильности минералов, а также с по мощью данных радиометриче ских измерений, геотермом етрических и термобарометрическ их данных и на основании отдельн ых газовых включений в минералах. Серии пород пояса реки Тапа и гранитно-г нейсового комплекса залегают в амфиболитовой фации (650–750 °С, 5–8 кб,$X_{H_2 O} \approx 1$), а гранул итовый комплекс — в фа ции роговой обманки гранулитов (700– 800 °С, 6–8 кб, X_CO2 ≥ 0,7).