Concluzii finale privind corelarea proceselor magmatice implicate in evolutia magmatitelor neogene din Carpatii Orientali

Concluzii finale privind corelarea proceselor magmatice implicate in evolutia magmatitelor neogene din Carpatii Orientali

Rocile vulcanice calc-alcaline din Arcul Est Carpatic sunt legate de fenomenele de subductie Miocene localizate la marginea sud-vestica a placii Eurasiatice.

Pe baza datelor geochimice si izotopice se poate concluziona ca procesele petrogenetice dominante sunt cristalizarea fractionata si asimilarea crustala. Variatiile litologice si geochimice ale contaminantilor din crusta superioara sau ale magmelor parentale de-a lungul arcului sunt responsabile pentru heterogenitatile izotopice observate in rocile vulcanice. Pentru a putea explica variatiile in compozitia izotopica a Sr, Nd, Pb si O ar fi trebuit sa fie asimilata crusta superioara in proportie de 5 35%.

Contaminarea in crusta superioara a mascat caracteristicile surselor primare mantelice, o caracteristica tipica pentru arcurile de margine continentala activa, cu evolutie de scurta durata. Cele mai primitive magme au putut fi generate prin inglobarea intr-o sursa mantelica de tip MORB sau EAR a aproximativ 0,5% sedimente terigene de pe placa subdusa. Totusi, un astfel de proces nu poate fi dovedit datorita proceselor de tip MASH operante in crusta inferioara sau de tip AFC in crusta superioara.

Magmele parentale din segmentul Oas Gutai Tibles sunt magme fractionate si contaminate intr-o mai mica sau mai mare masura. Similar cu alte arcuri de margine continentala se poate presupune ca un prim proces de contaminare crustala s-a produs la nivelul crustei inferioare. Stagnarea un timp indelungat a magmelor in camere intermediare situate in crusta superioara a facu posibila asimilarea pe scara larga a materialului crustal concomitent cu procesul de cristalizare fractionata. In sectorul Tibles contaminarea crustala a fost mai redusa comparativ segmentul Oas - Gutai, asa cum reiese din variatia rapoartelor ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, precum si din studiul petrografic. Pentru intregul arc est carpatic se poate urmari o corelatie directa intre varsta magmatitelor si gradul de contaminare. Astfel, magmele din segmentul nord-vestic (in special cele din Gutai si parte din Oas) sunt mai vechi si prezinta un grad de contaminare mai ridicat decat cele din zona subvulcanica Rodna Bargau si respectiv segmentul sud-estic (Calimani Gurghiu Harghita).

In grupul Calimani low-K contaminarea crustala a fost minora in comparatie cu restul segmentului CGH. Magmele bazaltice de care sunt legate prin fractionare dacitele acestui grup sunt considerate a fi magmele cele mai primitive ale arcului. Similaritati geochimice si izotopice ale seriei Calimani low-K cu cele ale seriei low-K din zona subvulcanica (Bargau) le confera legaturi petrogenetice comune. Andezitul bazaltic de Iliuta (Bargau) avand caracteristici geochimice (continuturi mici de MgO, Pb, Ni, Cr, Zr, Rb, Th) si izotopice (valori O si rapoarte ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr scazute) asemanatoare cu ale mantalei, se apropie cel mai mult de magma bazaltica parentala din care provin prin fractionare rocile mai acide ale seriilor low-K din Bargau si Calimani.

Existentei unei cruste inferioare alterate hidrotermal, este in principale argumentata de valorile O scazute ( O < 5,5 - valoare medie pentru manta) ale magmatielor neogene din Muntii Rodna Bargau, respectiv Calimani low-K, precum si de corelatiile dintre valorile O cu valorile dD si rapoartele ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr puse in evidenta pentru seria low-K din zona subvulcanica. Nu exista argumente suficiente pentru a sustine extinderea unei astfel de cruste inferioare de-a lungul intregului arc est Carpatic. Cu toate acestea, pe baza caracteristicilor izotopice comune se poate face o corespondenta cu crusta inferioara alterata hidrotermal, de natura oceanica, pusa in evidenta sub Bazinul Panonic (Dobosi et al, 2003). Motivul pentru care zona Muntilor Rodna-Bargau si partial Calimani este singura din cadrul arcul Est Carpatic care poate sa ofere informatii asupra naturii crustei inferioare, il consideram a fi pozitia ei tectonica aparte, la contactul dintre blocurile Alcapa si Tisia-Getia cu Placa Est Europeana. In astfel de conditii, magmele, initial contaminate la nivelul crustei inferioare, favorizate si de existenta unui regim de decompresie, au putut ajunge la suprafata fara sa sufere contaminari importante la nivelul crustei superioare.

Magmele parentale ale grupurilor Calimani, Gurghiu si Harghita nord nu au putut fi identificate, dar se presupune ca provin dintr-o sursa mantelica de tip MORB saracit, fiind puternic contaminate cu sisturile crustei superioare si posibil, in zona Calimani, de sedimentele placii subduse.

Magmele parentale ale grupului Harghita Sud provin dintr-o sursa diferita de restul arcului, avand rapoarte ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr si ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb scazute si continuturi ridicate de Sr si Ba, similare cu magmele alcaline de back-arc. Magmele acestui grup au fost contaminate la nivelul crustei superioare cu cantitati mici de sedimente de flis, dar principalul contaminant nu a putut fi identificat.

Procesul de asimilare crustala s-a produs cu precadere in camere magmatice intermediare situate la adancimi de aproximativ 15 20km. In aceste camere magmatice intermediare au avut loc si procese de amestec de magme. Xenolitele magmatice mafice pot fi considerate produse ale proceselor de mixing, aparute ca urmare a alimentarii repetate a camerelor magmatice intermediare cu magme mafice parentale. Similitudinile mineralogice si geochimice, inclusiv in ceea ce priveste rapoartele izotopice, intre enclave si rocile lor gazda indica clar caracterul lor comagmatic. Aceasta ar explica si aparitia acestor tipuri de enclave predominant in structurile intruzive mari, cu compozitie intermediara. Mentinerea unei compozitii intermediare in timpul cristalizarii si asimilarii crustale implica veniri noi de magme mafice.

In privinta xenolitelor crustale (enclave metamorfice si sedimentare) se poate constata ca intre enclave si magma gazda, in momentul inglobarii, au intervenit mai multe procese fizico-chimice: inglobare si interactiune mecanica a enclavei (solide), interactiunea (difuzia) termica care declanseaza un proces de topire de diferite intensitati, cornificarea enclavei. Procesele fizico-chimice nou create in aceleasi conditii de presiune si temperatura afecteaza atat natura cat si proportiile relative ale mineralelor initiale prin declansarea procesului de interactiune chimica (acesta se va suprapune celor mecanice si termice). Contaminarea are loc in ambele sensuri, dinspre si spre enclava.

Studiul comparativ dintre enclavele structurilor intruzive ale zonei subvulcanice Toroioaga Rodna - Bargau si enclavele zonei vulcanice Calimani - Gurghiu, a evidentiat existenta acelorasi tipuri de enclave in ambele entitati, cu caracteristici petrografice, mineralogice precum si cu evolutie asemanatoare. Procesul petrogenetic major care influenteaza evolutia enclavelor in timp si spatiu este cel al asimilarii. Procesul de diferentiere al amfibolului la adancimea de 15 - 20 km este intalnit atat in zona subvulcanica cat si in cea vulcanica.