The External Massifs, relics of Variscan basement in the Alps

ZusammenfassungNeue chemische und strukturelle Daten lassen die komplexe metamorphe Entwicklung im Bereich des kristallinen Grundgebirges des helvetischen Bereichs (Zentral- und Westalpen) besser verstehen.Die Relikte des vorkarbonischen Altkristallins — die sogenannten Herzynischen Massive oder Externmassive — können wahrscheinlich in einen älteren Kristallinanteil und eine jüngere Bedeckung unterteilt werden, und beide unterlagen von kaledonischer bis zu variszischer Zeit der folgenden Kette metamorpher Ereignisse:1)Während eines spätkaledonischen Hochdruckereignisses wurden disthen-führende Hochdruck-Mineralparagenesen ausgebildet. Dabei wurden ungefähr Bedingungen von 8–10 Kb/550 dgC erreicht. Es ist wahrscheinlich, daß zur gleichen Zeit Variszischer Deckenbau entstand. Infolgedessen ist das Hochdruckereignis wohl auf eine Krustenverdickung zurückzuführen (Kollision? oder duktile flache Überschiebungen?).2)In Abhängigkeit vom erreichten Temperaturmaximum stellte sich in der Folgezeit, wahrscheinlich frühvariszisch, mindestens eins der drei folgenden Entwicklungsstadien ein:a)Mineralparagenesen mit Biotit-Sillimanit ± Granatb)Mineralparagenesen mit Cordierit — Sillimanit — Kalifeldspatc)Granitoide Erstschmelzen mit Cordierit Es wurden generell ungefähr 4–5 Kb/600–650 °C erreicht.3)Während der regionalen Abkühlungsgeschichte bildeten sich Zerrklüfte mit Quarz — Kalifeldspat — Andalusit, denen in einem noch späteren Stadium Kluftbeläge von Muskowit — Andalusit folgten.Auf Grund dieser generellen Entwicklung müssen die Externen Massive als Relikte einer kontinentalen Kruste aufgefaßt werden, deren metamorphe Entwicklung vollkommen mit derjenigen des mitteleuropäischen Variszikums übereinstimmt.SummaryChemical and structural data give new insight into the complex metamorphic evolution of crystalline basement of the Helvetic Realm (Central and Western Alps). The relics of pre-Carboniferous basement — the so called External Massifs — may be subdivided into an older basement unit with a younger cover, which together suffered the following metamorphic evolution from late Caledonian until Variscan times:1)A late Caledonian high pressure grade metamorphic event with formation of kyanite-bearing mineral assemblages. Conditions of 8–10 Kb/550 °C may have been attained. It is not excluded, that the high pressure evolution has been accompanied by formation of late Caledonian nappe structures. (Crustal thickening due to collision? or ductile thrusts?)2)Depending on the maximum temperature attained the later geothermal evolution, probably of early Variscan age, led to at least one of the following stages:a)mineral assemblages of biotite-sillimanite ± garnetb)mineral assemblages of sillimanite-cordierite-K-feldsparc)Second regional anatexis with formation of cordierite-bearing granitoids Conditions of about 4–5 Kb/600–650 °C have been attained.3)During the late cooling history alpine type tension gaps of Variscan age with quartzK-feldspar-andalusite were formed. Latest joints were covered by muscovite-andalusite.
These results confirm that the External Massifs have to be interpreted as pieces of a former continental crust with a metamorphic evolution known from the mid-European Variscan crystalline basement.RésuméDe nouvelles données chimiques et structurales permettent une meilleure compréhension de l'évolution métamorphique du socle cristallin dans le domaine Helvétique (Alpes Centrales et Occidentales).Les unités du socle, d'âge anté-Carbonifere, -les Massifs Externes ou Massifs Hercyniens — permettent une subdivision probable dans un socle plus ancien avec une couverture plus récente, qui ensemble montrent l'évolution métamorphique depuis le Calédonien jusqu'au Varisque précoce suivante:1)Un évenement tardi-calédonien de haute pression avec formation d'assemblages à disthène. Les conditions de 8–10 Kb/550 °C ont été atteintes. La formation de nappes tardicalédoniennes est probable. (Epaississement crustal resultant d'une collission?, de chevauchements ductils?)2)L'évolution thermique postérieure, probablement d'âge Varisque précoce, mène suivant le maximum de temperature atteint vers un des stages suivants:a)formation d'assemblages à biotite — sillimanite ± grenatb)formation d'assemblages à cordierite — sillimanite — feldspath potassiquec)Ilème anatexie avec mobilisation de granitoides à cordierite. Les conditions de 4–5 Kb/600–650 °C ont été atteintes.3)Pendant le refroidissement tardif se forment des fissures remplies d'andalousite — quartz — feldspath potassique. Des diaclases encore plus tardives sont tapissées d'andalousite et muscovite.
Ces resultats confirment que les Massivs Externes font entierement part d'une croûte continentale avec une évolution métamorphique telle que l'on connait dans le socle cristallin Varisque du reste de l'Europe.Краткое содержаниеНа основаии новых стр уктурных и химически х данных удается проследить с ложную историю пород гельве тского региона — цент ралью и западные Альпы. Реликты докарбоновы х древних пород, т. н. ге рцинские, или внешние массивы, м ожно вероятно, подраздели ть на более древний кристаллиновый мате риал и на более поздние покровы, прич ем оба подверглись за период времени от калебонск ого до варисского горообразовательно го процесса следующи м процессам метаморфизма:1)Во время позднекалед онского периода, характеризующегося большим давлением, образовались параге незы минералов высок ого давления, содержащие дистен. Пр и этом условия давления и те мпературы составлял и примерно 8–10 кбар и 550 °С. Весьма вероятно, что к этому времени возник ает и варисский покров, при чем в данном районе происходит ут олщение Земной коры, ч то приводит и к значительному уве личению давления (коллизии? ил и плоские надвиги?).2)В зависимости от дост игнутого температур ного максимума в последую щее, вероятнее всего, в ранневарисск ое время, имели место, п о-крайней мере, три последовате льно сменяющиеся стадии р азвития:а)парагенезы минерал ов с биотитом, силлима нитом, гранатом;б)парагенезы минерал ов с кордиеритом, силл иманитом, калиевым полевым шпа том;с) образование гранито подобных пород с корд иеритом. Это происходит при услов иях 4–5 кбар и 600–650 °С.3)Во время регионально го охлаждения образу ются трещины растяжения, з аполненные кварцем, калиевым пол евым шпатом и андалуз итом, за которыми следовали н а более поздних стадиях еще и мусковит-андалузит. Н а основании такого общ его развития следует рассматрива ть внешние массивы, ка к реликты материковой коры, мет аморфное развитие которых пол ностью соответствуе т по времени примерно таковому среднеевропейского варисского события.

Field of study: Environmental science