Petrografia si geochimia principalelor produse magmatice

1. Sectorul subvulcanic Toroioaga - Tibles - Rodna - Bargau

Segmentul Tibles, Botiza, Toroioaga, Rodna si Bargau (TTRB) ocupa o pozitie intermediara in cadrul arcului vulcanic andezitic al Carpatilor Orientali, plasandu-se intre cele doua zone cu activitate vulcanica complexa: Oas - Gutai la nord si respectiv Calimani - Gurghiu - Harghita la sud.

In alcatuirea acestui sector intra corpurile intruzive din regiunea muntilor Tibles, Toroioaga, Rodna si Bargau.

Corpurile subvulcanice din acest sector se grupeaza sub aspectul pozitiei geografice in trei sectoare distincte:

Sectorul subvulcanic Tibles - Botiza

Reprezinta sectorul cel mai bine cercetat din cadrul zonei subvulcanice (e. g. Sandulescu et. al. (1981); Udubasa et al., 1981, 1983; Pop et al., 1984; Kovacs et al., 1987). Acest sector la randul sau este alcatuit din mai multe unitati. In cadrul M-tilor Tibles au fost separate trei unitati:

- unitatea de sud-est (Arcer - Tibles - Magura Neagra)

- unitatea centrala (Tomnatec - Stegioara - Hudies)

- unitate de nord-vest (Hudin).

La acestea se mai adauga:

- corpurile subvulcanice din zona Poaiana Botizei.

Corpurile intruzive din cadrul acestui sector sunt cantonate in formatiuni sedimentare de varsta Cretacic superior - Paleogen.

In acceptiunea lui Pop et al., 1984, magmatitele prezinta un caracter bimodal ca rezultat a doua faze magmatice care s-au manifestat in conditii subvulcanice.

Prima faza cuprinde un singur eveniment magmatic care a dat nastere formatiunii acide (SiO₂ cuprins intre 68 - 71,5 %). Produsele acestei faze, reprezentate prin microgranodiorite si dacite, consolidate la adancime mica, intra in alcatuirea unitatii nord - vestice.

Cea de a doua faza cuprinde mai multe evenimente magmatice care au generat formatiunea intermediara (SiO₂ cuprins intre 52 - 61%) consolidata la adancimi mai mari (subvulcanic si plutonic). In cadrul ei se disting doua tendinte de evolutie diferite: una de imbogatire in potasiu, care a dat nastere monzodioritelor si monzogranitelor din unitatea sud - estica; una de scadere a continutului de potasiu odata cu cresterea continutului in SiO₂, care a generat tonalitele si granodioritele din unitatea centrala.

Legat de cea de a doua faza magmatica s-a dezvoltat si o activitate metalogenetica reprezentata prin mineralizatii de tip: porphyry - copper, stockwer, filoniene si mineralizatii de temperatura scazuta.

Concomitent cu punerea in loc a corpurilor intruzive s-au dezvoltat si fenomene metamorfice de contact termic si metasomatic care au afectat atat rocile eruptive cat si pe cele sedimentare invecinate. Se disting astfel, fenomene de alterare datorate proceselor de autometamorfism hidrotermal, procese termometamorfice reprezentate prin corneene albit - epidotice, hornblenditice si piroxenice si de asemenea produse ale metamorfismului de contact termic si metasomatic reprezentate prin skarne magneziene.

Sectorul subvulcanic Toroioaga

Masivul Toroioaga este situat in extremitatea nord - estica a zonei subvulcanice, ocupand o pozitie relativ izolata in cadrul acestei zone. In componenta lui intra un corp principal (Toroioaga - Tiganu) si numeroase intruziuni periferice (dyke-uri si silluri). Corpurile de roci eruptive sunt localizate in sisturi cristaline epimetamorfice apartinand seriei de Tulghes si subordonat in depozite sedimentare paleogene.

Principalele tipuri petrografice prezente aici sunt reprezentate prin:

- andezite cuartifere cu biotit si hornblenda (de Novicior) - apar in partea de nord a masivului sub forma unui corp aproximativ circular care se continua spre sud cu numeroase dyke-uri ce traverseaza sisturile cristaline. Pe teren se recunosc usor datorita dimensiunilor mari ale fenocristalelor de plagioclaz si uneori biotit;

- andezitele cu hornblenda si biotit (de Toroioaga) - apar sub forma unui corp principal alungit pe directia NW - SE (Piciorul Tiganului - Virful Toroioaga), inconjurat de numeroase dykuri si apofize cu aceeasi orientare;

- diorite porfirice cuartifere cu hornblenda si biotit, piroxen (de Secu - Novat) - afloreaza in doua corpuri mai importante situate in bazinele vailor cu acelasi nume si este considerat un facies de adancime al andezitelor de Toroioaga;

- andezitele cuartifere cu biotit si hornblenda (de Vertic) - reprezentate printr-un facies asemanator cu cel de Novicior si care formeaza numeroase dyke-uri cu lungimi de cativa kilometri ce traverseaza tipurile descrise anterior;

- andezitul cu hornblenda (de Piciorul Caprei ) - apare sub forma de dyke-uri de dimensiuni mai mici care strapunge faciesurile descrise anterior pe directia NE-SW.

Se remarca o varietate destul de redusa a rocilor intruzive atat sub aspect petrografic cat si petrochimic. Mineralogic predomina varietatile cuartifere, iar din punct de vedere al mineralului mafic predominant, cele cu hornblenda si biotit.

Sub aspect petrochimic se remarca un interval de variatie destul de restrans al SiO₂ (55,5-61,8%) si un continut ridicat de K₂O (2,53 - 3,51%), ceea ce confera acestor roci un caracter puternic potasic.

Cateva determinari radiogenice mai recente, (Edelstein et al., 1993), (Pecskay et. al, 1997), indica pentru aceste roci o varsta cuprinsa intre 9 - 10 Ma.

In anumite sectoare rocile au suferit procese de autometamorfism hidrotermal reprezentate prin: propilitizari, turmalinizari, biotitizari si epidotizari +/- adularizari +/- diseminari de sulfuri polimetalice in apropierea filoanelor metalifere si fenomene de metamorfism termic care se materializeaza printr-o aureola intensa de contact termic in jurul corpului.

Metalogeneza asociata are caracter predominant filonian cuprifer si/sau complex.

Pe baza datelor structurale, petrografice si mineralogice Berza et al. (1980) recunoaste un corp compus, format in 5 faze de intruziune, corespunzand principalele tipuri petrografice (roci gazda):

andezitele cuartifere cu biotit si hornblenda de Novicior (faza I-a);

andezitele cuartifere cu hornblenda si biotit de Toroioaga (faza II-a);

dioritele cuartifere porfirice cu biotit si hornblenda de Secu- Novat (faza III-a);

andezitele cuartifere cu biotit si hornblenda de Vertic (faza IV-a);

andezitele cu hornblenda, biotit si piroxen de Piciorul Caprei (faza V-a).

Pe toata suprafata cercetata formele de zacamant ale rocilor magmatice sunt: dyke-uri (orientate preponderent NW-SE), lacolite sau silluri ce strabat fie rocile metamorfice sau sedimentare ale fundamentului, fie alte formatiuni magmatice anterioare.

Sectorul subvulcanic Rodna - Bargau

Acest sector ocupa primul loc in cadrul zonei subvulcanice in ceea ce priveste: extinderea teritoriala, varietatea formelor de zacamant si a tipurilor petrografice. In cadrul acestui sector se pot separa mai multe structuri intruzive delimitate de vaile principale.

Grupul Rodna Sud - cuprinde corpurile intruzive situate in partea de sud al masivului cristalin al Rodnei, la nord de valea Somesului Mare. Acestea au marimi si forme variate si sunt cantonate in cea mai mare parte in sisturile cristaline ale seriilor (Rebra, Bretila si Rusaia). In componenta acestui sector intra: corpurile de riolite de la Parva, cele de riodacite si de dacite de la Cormaita si Cormaia, corpul de andezite cuartifere cu hornblenda si granati de pe valea Plesii, apoi corpurile de andezite cuartifere cu hornblenda si biotit din partea de nord a sectorului (paraul Vinului, Anies, Valea Vinului, Cobasel) si in fine corpurile de andezite si microdiorite cu hornblenda si piroxeni situate in lungul vaii Somesului intre localitatile Maieru si Sant.

Grupul Bargau Nord - cuprinde corpurile intruzive situate intre valea Somesului la nord si aproximativ valea Ilvei la sud, respectiv corpurile Bucnitori si Magura Sturzilor alcatuite preponderent din dacite, corpul de andezite cuartifere cu hornblenda si granati din dealul Mal, corpurile Magura Rodnei, Magura Arsente, Arsita si Chicera alcatuite din andezite si microdiorite cu hornblenda si piroxeni respectiv microdiorite si diorite cu piroxeni si hornblenda si in fine corpurile ce alcatuiesc Masivul Cornii care are extinderea cea mai mare fiind alcatuit din andezite si microdiorite cu amfiboli + piroxeni + cuart. Corpurile sunt cantonate in depozite sedimentare paleogene (Eocen inf.-Miocen inf.) si au in general forme de zacamant concordante (lacolite, silluri) si subordonat discordante (apofize, dikeuri).

Grupul Bargau sud - este alcatuit din corpurile intruzive situate intre valea Lesului (afluent al Ilvei) la nord si valea Bistritei la sud, care alcatuiesc masivele: Heniu, Miroslava (Oala), Zimbroaia, Casariu, Magurita si o serie de corpuri mai mici situate in partea de est. Sub aspect petrografic rocile care intra in alcatuirea acestui sector sunt mai putin diversificate, fiind reprezentate in general prin andezite si microdiorite cu hornblenda si piroxeni si subordonat andezite si microdiorite cu piroxeni. Ca forme de zacamant predomina structurile complexe alcatuite din lacolite asociate cu silluri, dar sunt prezente si dykeurile, apofizele si corpurile neregulate. Corpurile sunt cantonate in depozite sedimentare Oligocen-Miocene.

Rocile eruptive din sectorul subvulcanic Rodna-Bargau sunt foarte variate, atat sub aspect petrografic, acoperind tot spectrul rezultat in urma diferentierii unei magme calco-alcaline, respectiv de la bazalte si andezite bazaltice pana la riolite si riodacite, cat si in ceea ce priveste aspectele structo-texturale.

Desi ele au fost in general descrise ca termeni ai seriei andezit-riolit, trebuie precizat ca in zona subvulcanica nu exista 'produse ale unei activitati vulcanice subaeriene', rocile avand in general structuri holocristaline, predominant porfirice.

Principalele tipuri petrografice sunt: riolite, riodacite, dacite, andezite cuartifere cu biotit si hornblenda (hornblenda si biotit) (microgranodiorite porfirice), andezite cuartifere cu hornblenda si granati, andezite, microdiorite si diorite cu amfiboli + piroxeni + biotit + cuart, andezite, microdiorite si diorite cu piroxeni + amfiboli + biotit, andezite bazaltice. In aproape toate tipurile petrografice apar enclave magmatice mafice cu o compozitie gabroica (hornblendite, piroxenite).

Daca intre principalele tipuri petrografice distinctia este foarte clara, in interiorul aceluiasi tip, diferentierea dintre varietatile care apar este destul de dificila. Astfel delimitarea dintre andezite si microdiorite este greu de realizat atat sub aspect structo - textural, cat si din punct de vedere al compozitiei mineralogice, deoarece apar treceri gradate de la 'tipul de baza' reprezentat de obicei de catre varietatea cu amfiboli, la varietati cu amfiboli si piroxeni sau amfiboli si biotit, fara a se putea stabili o limita clara intre ele. Cu toate acestea fiecarei entitati subvulcanice ii este caracteristic un tip petrografic principal (petrotip) care are ponderea cea mai mare in alcatuirea sa petrografica.

Caracteristica principala sub aspect structo - textural, a rocilor din acest sector, este data de gradul de cristalizare destul de ridicat si caracterul porfiric al celei mai mari parti a rocilor. Per ansamblu, structura rocilor poate fi definita ca porfirica, holocristalina, hipidiomorf - alotriomorfa cu masa fundamentala microcristalina - granofirica, iar textura masiva, subordonat orientata. Specifica pentru sectorul Rodna - Bargau, este prezenta unor neomogenitati structo - texturale in cadrul aceluiasi tip petrografic, reprezentate prin aparitia unor treceri de la roci cu grad de cristalinitate mai scazut la roci cu cristalinitate ridicata (exprimate atat prin raportul dintre fenocristale si masa fundamentala, cat si prin aspectele microstructurale). Apar astfel roci cu caracter tranzitional intre faciesul subvulcanic si cel plutonic pe de-o parte dar si intre faciesul hipabisic si cel vulcanic pe de alta parte.

Dintre speciile minerale care intra in alcatuirea rocilor eruptive din sectorul Rodna - Bargau, sub forma de minerale principale apar: feldspatii plagioclazi; amfibolii; biotitul; cuartul si subordonat feldspatii potasici; sub forma de minerale accesorii: apatitul; magnetitul; zirconul; granatii, iar ca minerale secundare: mineralele argiloase; sericitul; cloritul; calcitul; epidotul etc.

Feldspatii plagioclazi reprezinta constituentii principali ai tuturor tipurilor petrografice, fiind prezenti atat sub forma de fenocristale cat si sub forma de microlite in masa fundamentala. Continutul in anortit al acestor minerale variaza in general cu tipul petrografic, intre 15 - 25 % in cazul riolitelor (albit - oligoclaz) si 55 - 76 % in cazul microdioritelor si andezitelor bazaltice (labrador - bytownit). Plagioclazii din enclavele magmatice mafice sunt chiar mai bazici avand un continut in anortit mai mare de 75 %..

In majoritatea tipurilor petrografice studiate, cristalele de plagioclazi prezinta zonari cu caracter oscilatoriu, normale dar si inverse. Fenomenul de zonare este cel mai bine evidentiat in cazul fenocristalelor de plagioclazi din cadrul dacitelor de Ilva. Acestea prezinta un nucleu mai bazic, cu aspect omogen, format probabil la adancimi mai mari si in conditii de scadere lenta a temperaturii. Marginile nucleului apar frecvent corodate si sunt inconjurate de numeroase zone de dimensiuni variabile. Acestea indica schimbarea conditiilor de cristalizare si o racire mai rapida a magmei determinata probabil de o circulatie intensa in timpul ascensiunii ei spre suprafata.

Atat la dacite cat si la andezitele cuartifere, fenocristalele de feldspat sunt frecvent inconjurate de catre o zona mult mai bazica, asemanatoare cu o coroana de reactie, care datorita numeroaselor incluziuni devine aproape izotropa si care indica o schimbare brusca a conditiilor de cristalizare datorita contaminarii magmei sau a racirii bruste in momentul punerii in loc a corpului magmatic.

Feldspatii potasici participa in proportii foarte reduse (0 - 4 %) la alcatuirea rocilor eruptive din sectorul Rodna - Bargau. Ei sunt prezenti sub forma de fenocristale doar in cazul riolitelor si cu totul subordonat in cazul riodacitelor si microgranodioritelor porfirice de Valea Vinului. Sunt reprezentati prin sanidin si subordonat ortoza si sunt aproape intotdeauna substituiti cu sericit, caolinit si calcit. Mai frecvent apar sub forma de microlite in masa fundamentala a tipurilor petrografice de compozitie mai acida dar si in cadrul enclavelor magmatice mafice.

De remarcat ca exista o oarecare neconcordanta intre determinarile microscopice si continuturile normative in ceea ce priveste participarea feldspatilor potasici in compozitia acestor roci.

Cuartul este prezent in aproape toate tipurile petrografice de roci magmatice studiate (cu exceptia enclavelor magmatice mafice). El apare atat sub forma de fenocristale, in proportii cuprinse intre 0 - 5 %, dar mai ales in masa fundamentala a rocilor sub forma de microlite granulare sau xenomorf, ocupand spatiile interstitiale dintre microlitele de plagioclazi. Fenocristalele de cuart sunt aproape intotdeauna corodate magmatic, uneori cu incluziuni de feldspat si frecvent cu coroane de reactie la contactul dintre acesta si matricea rocii. In unele situatii, ele prezinta urme de presare (extinctie ondulatorie, structura granulara laminata), cauzate probabil de anumite tensiuni tectonice.

Amfibolii reprezinta, cu mici exceptii, mineralul femic dominant in cadrul rocilor magmatice din sectorul Rodna - Bargau.

Avand in vedere abundenta si dimensiunile relativ ridicate ale fenocristalelor de amfiboli, precum si faptul ca pe baza lor se pot obtine date importante referitoare la particularitatile si parametri fizico - chimici ai magmelor din care s-au format, studiul lor, mai ales in ceea ce priveste chimismul, s-a realizat mai in detaliu.

Proportia de participare a fenocristalelor de amfiboli variaza intre 2 %, in cazul riodacitelor si 25 %, in cazul andezitelor cu amfiboli din complexele intruzive Cornii si Bargau sud, ajungand insa sa depaseasca 90 %, in cazul enclavelor magmatice mafice (hornblendite).

Toate fenocristalele de amfiboli analizate chimic sau la microsonda electronica, apartin grupei amfibolilor calcici.

Majoritatea fenocristalelor de amfiboli, in special cele apartinand andezitelor si microdioritelor, se situeaza in campul magneziohastingsitelor (amfibolii din rocile gazda si enclavele din Bargau sud, cei din roca gazda apartinand structurii Magura Arsente etc.). Amfibolii care apartin faciesurilor mai acide (dacite, andezite cuartifere), sunt reprezentati prin varietatea tschermakit.

Variatia principalilor parametri, precum: Na+K/Ca; Mg#/AlVI; Mg#/TiO2; Si/Al+Na+K, ne indica in general o crestere a continuturilor in Ca, Na, K, concomitent cu scaderea continutului in Si, dinspre amfibolii rocilor mai acide (dacite de Ilva, andezite cuartifere) spre cei ai rocilor mai bazice (andezite si microdiorite din Bargau sud si Magura, andezite bazaltice).

Numarul magnezian (Mg# = 100*MgO/(MgO+FeO)), variaza destul de mult, de la 32 la 72, fara a putea identifica o regula dupa care se produce aceasta variatie.

O situatie mai deosebita se inregistreaza in cazul amfibolilor proveniti din enclavele magmatice mafice apartinand structurii Magura Arsente. In cadrul acestor enclave au fost descrise mai multe tipuri de amfiboli, care apartin la generatii diferite si care s-au format in conditii deosebite de cristalizare. Compozitia chimica a amfibolilor din aceste enclave, este de asemenea destul de heterogena si corespunde unor specii diferite precum: magnesiohornblenda; pargasit; magneziohastingsit.

Piroxenii sunt prezenti numai in cazul tipurilor petrografice cu compozitie mai bazica (andezitele si microdioritele de Magura, Bargau si Cornii, andezitele bazaltice, precum si unele enclave magmatice mafice) unde participa in general in proportii subordonate fata de amfiboli.

Ei sunt reprezentati exclusiv prin tipul - clinopiroxeni - varietatile augit si diopsid. Compozitia piroxenilor conform diagramei de clasificare este:

- wolastonit 39,5 - 45,3 %;

- enstatit 43,1 - 53,9 %;

- ferosilit 3,3 - 12,1 %.

Referitor la repartitia piroxenilor in functie de compozitie, in cadrul tipurilor petrografice, se constata ca in cazul enclavelor predomina piroxenii mai calcici (diopsid) iar in rocile gazda varietatea mai bogata in Mg si Fe (augit).

Numarul magnezian inregistreaza valori destul de ridicate, Mg# (78 - 93), ceea ce demonstreaza o participare mult mai ridicata a Mg comparativ cu Fe. Valorile mult mai ridicate ale Mg# in cazul unor piroxeni, comparativ cu compozitia de ansamblu a rocilor din care provin, sugereaza posibila cristalizare a lor din magme mai bazice si preluarea ulterioara de catre magmele intermediare (mai diferentiate), care au generat rocile respective.

Biotitul reprezinta mineralul femic prezent mai ales in tipurile petrografice de compozitie mai acida: singur (in cazul riolitului de Parva) sau alaturi de amfiboli (in cazul riodacitelor, dacitelor de Ilva si andezitelor cuartifere de Valea Vinului).

Poate sa apara si in andezite si microdiorite, dar in aceste situatii este de cele mai multe ori de natura secundara format pe seama celorlalte minerale mafice (amfiboli si piroxeni). Biotitul este prezent de asemenea in enclavele magmatice mafice cu biotit din complexul intruziv Valea Vinului.

Biotitul din enclave se diferentiaza de cel din roca gazda datorita continutului mult mai mare de Fe3+.

Dintre mineralele accesorii mentionam prezenta in aproape toate tipurile petrografice a magnetitului si apatitului la care se pot alatura zircon, ilmenit etc. Ca o particularitate pentru sectorul Rodna - Bargau, semnalam prezenta granatilor primari de origine magmatica.

Granatii. Aparitia granatilor in rocile magmatice este destul de rara. Din punct de vedere genetic acesti granati pot sa reprezinte - xenocristale - provenite din topirea partiala a unor fragmente din rocile inconjuratoare care au avut in compozitia lor granati sau pot fi - granati primari - de origine magmatica formati in urma proceselor de cristalizare fractionata.

Caracteristicile fizice, mineralogice si chimice ale granatilor prezenti in rocile eruptive din sectorul Rodna - Bargau, conduc la concluzia ca ei sunt de origine magmatica.

Cristalele de granati sunt proaspete, fara incluziuni, fara coroane de reactie sau procese de coroziune si nu prezinta fenomenul de zonare. Ele nu apar niciodata libere in masa rocii, totdeauna fiind incluse in fenocristalele de feldspati plagioclazi (foarte rar in cele de hornblenda). Faptul ca plagioclazii care includ cristale de granatii nu difera sub aspectul proprietatilor optice si al compozitiei chimice de ceilalti plagioclazi din roca, demonstreaza ca ei s-au format din aceeasi magma deci nu reprezinta xenolite din rocile inconjuratoare. De asemenea trebuie remarcat faptul ca granatii sunt prezenti numai in andezitele cuartifere din structurile intruzive Plesi si Mal, deci ei prefera numai anumite roci cu compozitie acida spre intermediara si care au in compozitia normativa corundum ceea ce demonstreaza destul de evident ca intre granati si roca gazda in care ei apar exista o relatie genetica,

Conditiile speciale care trebuiesc indeplinite pentru cristalizarea granatilor din magma si pentru ca ei sa ramana stabili ulterior, au fost stabilite pe baza studiilor experimentale de catre Green si Ringwood. Presiunea minima la care granatii se pot forma este de 7 Kbari, iar temperatura variaza in functie de parageneza. Spre exemplu daca cuartul lipseste din asociatie, atunci temperatura trebuie sa fie mai mare de 850^oC, iar o parageneza care sa contina granati si piroxeni (fara plagioclazi, cuart, si amfiboli), se poate forma doar la presiuni mai mari de 10 Kbari si temperaturi mai mari de 1000^oC.

Datele de geobarometrie si geotermometrie determinate pentru andezitele cuartifere cu granati, arata ca acestea s-au format la presiuni si temperaturi destul de ridicate (in jur de 10 Kbari si 850^oC). Astfel rezulta ca au fost indeplinite conditiile termobarice pentru cristalizarea granatilor direct din magma, iar conditiile geologo - structurale speciale in care s-au format cele doua structuri intruzive (in apropierea unor fracturi majore), au permis ajungerea rapida la suprafata a magmei cristalizate si deci au dat posibilitatea granatilor sa ramana sub forma de faza stabila.

Sub aspect geochimic, in sectorul subvulcanic (Rodna-Bargau) se observa individualizarea a doua serii distincte de roci: una mediu spre slab-K (low-K) si o serie potasica (high-K) care sub acest aspect se inscrie in tendinta generala de evolutie a rocilor din CGH. Xenolitele magmatice mafice formeaza un grup aparte, avand continuturi scazute de SiO₂ si K₂O, prezentand caracteristici geochimice asemanatoare cu ale sursei magmatice primare.

Existenta unor corelatii liniare intre continuturile in principalii oxizi si SiO₂ (indice de diferentiere) pledeaza pentru un proces de diferentiere magmatica, tipic pentru vulcanismul calc-alcalin din arcurile zonelor de subductie. Cu toate acestea, lipsa unei corelatii intre variatia continutului in elementele minore si continutul in SiO₂, indica faptul ca diferentierea magmatica s-a produs in conditii specifice pentru fiecare structura magmatica in parte si posibil ca magmele sa nu fi provenit dintr-o sursa unica.

Sectorul vulcanic Calimani - Gurghiu - Harghita

Lantul vulcanic Calimani - Gurghiu - Harghita (CGH) constituie cea mai importanta arie vulcanica a Carpatilor Orientali. El se intinde pe o lungime de ca. 160 km, in extremitatea sudica a arcului vulcanic al Carpatilor Orientali, si reprezinta cel mai tanar segment al acestui arc. Geografic, este impartit in patru sectoare distincte: Calimani, Gurghiu, Harghita de Nord si Harghita de Sud.

Fundamentul pe care s-a dezvoltat lantul vulcanic CGH si cu care rocile eruptive vin in contact direct in partea de est, este reprezentat de roci metamorfice de varsta Precambrian - Cambrian care apartin microplacii continentale Tisa - Dacia. Aceste formatiuni cristaline, cu grade diferite de metamorfism, apartin zonei Cristalino-Mezozoica a carpatilor Orientali, apartinand la trei unitati litostratigrafice majore Bretila, Rebra si Negrisoara (Balintoni si Gheuca, 1977). In timpul ascensiunii spre suprafata, magmele au traversat aceasta crusta continentala, asimiland probabil o anumita cantitate de material crustal. Partea externa (estica) a arcului Est Carpatic, este reprezentata prin depozite sedimentare de tip flis (Flisul extern), cu grosimi de 6-7 km, care sunt considerate asemanatoare sedimentelor de pe placa Est-Europeana care au fost consumate in timpul procesului de subductie (Mason et al., 1996).

La nord, fundamentul este reprezentat de depozitele sedimentare Paleogene ale Flisului Transcarpatic care cantoneaza corpurile intruzive ale zonei subvulcanice (Muntii Bargau). Inspre vest, vulcanoclastitele din CGH se suprapun peste sedimentele de varsta tertiara, in facies de molasa, ale Bazinului Transilvaniei.

Grosimea crustei continentale pentru segmentul CGH este aproximata la 30km pentru sectoarele nordice (Calimani, Gurghiu) si 40 km pentru sectorul sudic (Harghita) (Stanica et al., 1986).

Evolutia vulcanismului se intinde pe un interval de aprox. 12 Ma, debutand la sfarsitul Miocenului si continuand pana in Pleistocenul superior (Peltz et al., 1987; Szakacs et al., 1993; Pecskay et al., 1995). In cadrul segmentului se constata o migratie in timp si spatiu a activitatii magmatice, aceasta debutand mai intai in partea nordica si terminandu-se in partea de sud a lantului.

Muntii Calimani reprezinta sectorul vulcanic cel mai vechi, extins si totodata cel mai complex din cadrul segmentului CGH. Edificiul vulcanic cel mai cunoscut este caldera Calimani care ocupa aproape o treime din acest sector (Seghedi, 1982, 1987). Se alatura complexele de stratovulcani (Lucaciul, Tamaul, Rusca - Tihu, Moldovanu) care sunt considerate edificii pre-caldera, precum si alte domuri de lava sau domuri periferice, uneori asociate cu depozite vulcanoclastice (dacitele de Dragoiasa, formatiunea de Lomas, etc.), precum si o serie de intruziuni magmatice.

Primele manifestari magmatice din acest sector sunt reprezentate prin corpurile intruzive din zona Dornisoara (11.9 Ma), precum si cele care apar in partea de sud-vest a acestui sector, pe valea Zebrac (10.6 - 10.1 Ma) si cariera Stanceni (9.6 Ma). Ele sunt considerate extensii spre sud-est ale magmatismului intruziv din zona subvulcanica a Muntilor Bargau (Peltz et al., 1987; Pecskay et al., 1995). Cea mai veche activitate vulcanica din Calimani s-a inregistrat in intervalul 9.3 - 8.8 Ma cand a luat nastere domul complex al dacitelor de Dragoiasa, situat in extremitatea de vest a sectorului (Peltz et al., 1987). Dupa dacitele de Dragoiasa s-a pus in loc complexul andezitelor si dacitelor slab-K (low-K) (8.7 8.5 Ma). Acestea afloreaza in partea centrala a muntilor Calimani (Valea Lomas) si in extremitatea vestica a acestora (vaile Pietrosa, Budacul, Bistra), fiind scoase la suprafata in urma eroziunii fluviale (Szakacs et al., 1995).

Intervalul in care a erupt masa imensa de material vulcanic care alcatuieste complexele de starato-vulcani, formatiunile de caldera si post-caldera, precum si domurile periferice a durat 2 Ma, intre 8.7 si 6.7 Ma. Limita de 6.7 Ma reprezinta sfarsitul activitatii vulcanice din Muntii Calimani (Pecskay et al., 1995).

In cadrul Muntilor Gurghiu se dezvolta sapte edificii vulcanice (stratovulcani) mai importante: Jirca, Obarsia, Fancel-Lapusna, Seaca-Tatarca, Barzont, Sumuleu, Ciumani-Fierastrae (syakacs et al., 1995). Activitatea vulcanica in cadrul acestor edificii a inceput aproximativ concomitent cu cea din Calimani (Jirca 9.2 - 8.6 Ma). In partea de sud a sectorului, activitatea se prelungeste cu aproximativ 1 milion de ani, incheindu-se acum aproximativ 5.4 Ma.

In cadrul sectorului vulcanic care cuprinde Muntii Harghita sunt separate doua subsectoare: Harghita Nord, in care se situeaza edificiile vulcanice Rachitis, Ostoros, Ivo-Cocozas, Varghis, si Harghita Sud cu edificiile Sumuleu-Ciuc, Luci-Lazu, Cucu, Pilisca, Cimadul, Bicsad-Malnas. Activitatea vulcanica din Harghita Nord se suprapune partial peste cea din Gurghiu Sud (6.3 - 3.9 Ma). Sectorul Harghita Sud reprezinta extremitatea sudica a lantului eruptiv si cuprinde produsele vulcanice cele mai tinere ale acestui lant (Cimadul 1.0 - 0.15 Ma). Activitatea vulcanica din acest sector s-a desfasurat pe intervalul (4.3 - 0.15 Ma) (Pecskay et al., 1995).

La sud de Muntii Harghita, in Muntii Persani, afloreaza pe suprafata mai redusa bazalte alcaline sub forma de curgeri de lave si produse piroclastice. Varsta acestor produse determinata prin metoda K/Ar este de 2 - 0.35 Ma (Downes et al., 1995).

Produsele activitatii vulcanice din cadrul segmentului CGH sunt de natura efuziva, exploziva si epiclastica si sunt reprezentate prin curgeri de lave, domuri de lave, roci piroclastice, curgeri piroclastice, curgeri de blocuri si cenusa. La acestea se adauga produsele intruzive care formeaza corpurile subvulcanice ce afloreaza in cadrul lantului vulcanic.

Toate acestea produse ale activitatii magmatice au dat nastere la edificii vulcanice tipice, de marime medie, cele mai multe de compozitie andezitica, unele dintre ele atingand stadiul de caldedra. edificiile vulcanice de natura dacitica sunt de dimensiuni mai mici si sunt constituite din domuri complexe de lava la care se asociaza conuri piroclastice si borduri vulcanoclastice.

Sub aspect petrografic, rocile din CGH variaza de la bazalte la riodacite, cu predominanta andezitelor care reprezinta tipul petrografic cel mai raspandit. Variatia cea mare apare in cadrul sectorului Calimani. Cele mai raspandite sunt andezitele cu piroxeni care apar in general sub forma de curgeri de lave si depozite piroclastice. andezitele bazaltice sunt de asemenea raspandite, ele aparand atat sub forma de curgeri de lave cat si sub forma de neck-uri si corpuri intruzive de mici dimensiuni. In zona centrala si cea sudica a sectorului afloreaza o serie de intruziuni in alcatuirea carora intra andezite si microdiorite cu amfiboli si piroxeni. In extremitatea estica afloreaza dacite cu amfiboli +/- piroxeni (dacitele de Dragoiasa). In partea de nord a sectorului Gurghiu predomina andezitele cu amfiboli si cele cu amfiboli si piroxeni care apar in principal sub forma de curgeri de lave, dar si sub forma de intruziuni. In parte de sud a Muntilor Gurghiu si Harghita de Nord, predominante sunt andezitele cu piroxeni, dar apar si andezite cu amfiboli si amfiboli si piroxeni. In Harghita de Sud, alaturi de andezitele cu piroxeni, apar volume mai mici de roci shoshonitice reprezentate prin andezite cu amfiboli si piroxeni la care se mai pot adauga feldspati potasici, biotit, cuart si olivin.

Xenolitele crustale reprezentate mai ales prin sisturi si gnaise, precum si xenocristalele de cuart corodat magmatic, apar mai ales in curgerile de lava si de obicei au dimensiuni reduse, fiind observabile mai ales la scara microscopica. Mult mai raspandite sunt xenolitele magmatice (cognate xenoliths) pentru care este tipica parageneza de faze minerale mafice (amfiboli +/- clinopiroxeni +/- ortopiroxeni) la care se mai adauga plagioclazi si minerale opace.

Principalele tipuri de roci sunt reprezentate de andezite care au un aspect porfiric si contin fie doi piroxeni, fie piroxeni si amfiboli, pe langa care mai apar bazalte, andezite bazaltice si dacite. andezitele si dacitele afanitice sunt mai putin raspandite, acestea continand uneori si biotit. Principalele faze minerale prezente sub forma de fenocristale sunt: feldspati (in principal plagioclazi), clino si ortopiroxeni, amfiboli, biotit, olivin si cuart. Mineralele accesorii sunt reprezentate prin magnetit, ilmenit, apatit si zircon.

Feldspatii sunt reprezentati in principal prin plagioclazi a caror compozitie variaza de la bytownit la oligoclaz (An 23-90%). Compozitia poate varia foarte mult, chiar si in cadrul aceluiasi fenocristal, intalnindu-se frecvent structuri zonate oscilatoriu. Pentru aceste roci este tipica compozitia mai sodica a nucleului fenocristalelor de plagioclaz care este in general in echilibru cu restul fenocristalului. Feldspatii potasici (de compozitie anortoclaz-sanidin) sunt prezenti mai ales sub forma de microlite in masa de baza a rocilor shoshonitice din Harghita de Sud (Ciomadul, Malnas, Murgul Mic) si numai exceptional au fost intalniti sub forma de fenocristale.

Piroxenii sunt reprezentati in general prin clinopiroxeni. Cel mai frecvent apare augitul care este raspandit in toate rocile din CGH, iar diopsidul este prezent mai ales in rocile shoshonitice (high-K) din Harghita de Sud (Ciomadul, Malnas, Murgul Mic). Clinopiroxenii au in general aspect glomeroporfiric si contin frecvent incluziuni de minerale opace, cel mai adesea magnetit. Ortopiroxenii se prezinta sub forma de cristale euhedrale care sunt de regula mai mici decat cele de clinopiroxeni cu care se afla in parageneza. Calculele geotermometrice efectuate pe cuplul clinopiroxen-ortopiroxen (Mason et al., 1995) au estimat un interval de temperatura de 1150 - 860 ^oC in care au cristalizat aceste minerale din magme de compozitie bazaltica pana la dacitica (temperatura fiind cu pana la 200 ^oC mai mare in magmele parentale cu caracter mafic).

Amfibolii sunt reprezentati prin hornblenda care este prezenta sub forma de fenocristale in rocile mai evoluate. Cristalele de hornblenda prezinta margini mai opacizate si uneori coroane de reactie sau reactii de resorbtie magmatica. utilizand geotermometrul Al in hornblenda si geobarometrul hornblenda-feldspat potasic pentru rocile din Harghita Sud (Ciomadul, Malnas, Murgul Mic - unde aceste doua faze minerale s-au aflat in echilibru in timpul cristalizarii) Mason et al. (1995) au estimat pentru camerele magmatice unde au cristalizat aceste roci o presiune de aproximativ 82 - 5.55 kb si o temperatura de 830-882 ^oC, conditii care sugereaza o adancime a camerelor magmatice de aproximativ 10-20 km.

Biotitul este prezent mai ales in rocile high-K din Harghita Sud, dar si in faciesurile mai acide (dacite, riodacite) din Calimani.

Olivina apare in multe din bazaltele si andezitele bazaltice din CGH. Mai este citata si in dacitele si andezitele cuartifere din Harghita Sud, in parageneza cu amfiboli, piroxeni si biotit unde aceste faze mineralogice se afla in dezechilibru mineralogic (Mason et al., 1995).

Mineralele opace sunt reprezentate prin magnetit, titanomagnetit si ilmenit. Ele apar rar sub forma de fenocristale, cel mai adesea fiind intalnite sub forma de microlite diseminate in masa de baza a rocii.

Din punct de vedere al compozitiei chimice rocile eruptive din CGH prezinta un caracter calco-alcalin cu un continut in SiO₂ care variaza de la 51 la 71% si un continut mediu spre ridicat in potasiu, ceea ce determina incadrarea lor intr-un domeniu larg de variatie, de la bazalte la riolite. Pe baza continutul in K₂O, a altor carcteristici chimice, precum si pe criterii de varsta si ocurenta, rocile eruptive din CGH au fost separate in patru grupuri (Mason et al., 1996).

- grupul "low-K Calimani" - in cadrul acestui grup sunt incluse un numar redus de probe provenind din cateva ocurente izolate situate in partea de sud-est a Muntilor Calimani, care reprezinta roci evoluate (andezite cu amfiboli si dacite) cu un continut ridicat de SiO₂ (62 - 68%) si un continut scazut de K₂O (~ 1%). Consideram ca in cadrul acestui grup pot fi incluse si alte roci cu caracteristici asemanatoare din cadrul segmentului CGH, putandu-se astfel stabili o corespondenta intre seria mediu spre slab-K din Bargau si grupul "low-K" Calimani;

- grupul Calimani - include restul rocilor din sectorul Calimani, al caror continut in SiO₂variaza de la 51 la 71%, acoperind o arie destul de extinsa de la bazalte la riodacite. Continutul in K₂O variaza de la 0,6 la 3,8%, ceea ce determina incadrarea rocilor in campurile "medium-K" si "high-K";

- grupul Gurghiu - cuprinde rocile eruptive din sectorul Gurghiu. Din punct de vedere al chimismului in cadrul acestui grup se inregistreaza o variatie mai restransa, atat a continutului in SiO₂ (52 - 63%) cat si in K₂O (0.78 - 1.8%), majoritatea rocilor incadrandu-se in campurile andezitelor si andezitelor bazaltice;

- grupul Haghita Nord - cuprinde in general roci mai evoluate, cu continut in SiO₂ cuprins intre 57 - 70% si continut relativ constant de K₂O (in jur de 2%), ceea ce determina situarea rocilor in campul "medium-K" la limita cu campul "High-K";

- grupul Harghita Sud - cuprinde roci cu continut mediu de SiO₂ (55 - 68%) si continut ridicat si foarte ridicat de K₂O (1.6 - 4.4%) care determina situarea acestor roci in campul "high-K" si chiar in campul rocilor shoshonitice in cazul unor roci din edificiile vulcanice Malnas si Murgul Mic.

3. Sectorul vulcanic Oas - Gutai

Activitatea vulcanica in Muntii Oas - Gutai s-a manifestat partial contemporan cu procesele intense de sedimentare din zonele bazinale marginale (partea nord-estica a bazinului Panonic si partea nord-vestica a bazinului Transilvaniei). Pe baza caracteristicile geochimice ale activitatii vulcanice din aceasta regiune, produsele magmatice pot fi incadrate in doua tipuri principale: calc-alcaline acide si calc-alcaline intermediare.

Activitatea vulcanica a debutat cu o faza exploziva acida generand produse piroclastice larg raspandite, in special in partea de sud-vest a M-tii Gutai. Ritmicitatea activitatii vulcanice si evolutia bazinului de sedimentare a condus la formarea formatiunii vulcanogen-sedimentare. Aceste roci piroclastice acide apar, de asemenea, ca secvente de adancime in cadrul depozitelor de molasa neogene din M-tii Oas.

Vulcanismul calc-alcalin intermediar din Muntii Oas-Gutai a avut un caracter exploziv si efuziv, formand structuri vulcanice complexe si/sau aparate vulcanice izolate (in special in Muntii Oas). Procesele de eroziune intensa, manifestate ulterior, fac dificila recunoasterea la zi a structurilor vulcanice. Datorita relatiilor spatiale cu bazinele de sedimentare (cele marginale mentionate anterior precum si alte mici bazine intravulcanice) complexele vulcanogen-sedimentare apartinand la diferite faze vulcanice sunt larg raspandite atat in muntii Oas cat si Gutai.

Alaturi de magmatismul efuziv, in aceasta zona s-a manifestat si un magmatism cu caracter intruziv, subvulcanic sau intravulcanic de mica adancime, ce corespunde perioadei paroxistice a activitatii vulcanice (panonian). Corpurile intruzive din Muntii Oas - Gutai prezinta morfologii foarte diferite: dyke-uri si apofize de forma neregulata, iar subordonat sill-uri si microlaccolite (de la cativa metri la 2-3 km) constand din andezite bazaltice, microdiorite, cuart diorite, gabbrouri, cuart monzodiorite, (micro)granodiorite si tonalite.

Rocile vulcanice sunt tipice suitelor calc-alcaline constand din andezite bazaltice, andezite, dacite si subordonat riolite si bazalte. Andezitele piroxenice mediu-potasice sunt rocile predominante in Muntii Gutai, in timp ce rocile dacitice sunt cel mai bine dezvoltate in Muntii Oas unde deseori apar ca domuri extruzive. De remarcat, de asemenea, marea varietate texturala, aspectul porfiritic fiind predominant.

Determinari recente de varsta K-Ar (Edelstein et al., 1992, 1993, Pecskay et al., 1995, 1996) efectuate pe roci din Oas - Gutai au relevat faptul ca in Muntii Oas vulcanismul intermediar a avut o evolutie rapida pe parcursul unui relativ scurt interval de timp cuprins intre 12 si 9,5 Ma. In Muntii Gutai vulcanismul intermediar a fost initiat in Sarmatianul inferior continuand pana in Panonianul superior (13.4 - 9 Ma). Dupa aproape 1 Ma de cvasi-acalmie, a urmat o faza finala bazica, ce s-a manifestat prin punerea in loc a mici intruziuni de bazalte (8,0 - 6,9 Ma).

Activitate hidrotermala precum si fazele metalogenetice s-au desfasurat in Panonian. In Muntii Gutai metalogeneza cuprinde doua faze principale. Prima s-a desfasurat in Panonianul inferior (11.5 - 10.0 Ma) si include zacamintele Ilba-Nistru si Sasar - Dealul Crucii, iar cea de a doua in Panonianul superior (9.4 - 7.9 Ma) incluzand zacamintele Herja - Baiut. In muntii Oas, evenimentele metalogenetice sunt contemporane cu faza a doua din Muntii Gutai, principalele depozite hidrotermale fiind Socea - Tarna Mare, Ghezuri, Penigher - Turt. Mineralizatia de tip filonian are un caracter complex Au-Ag, Pb-Zn, Cu, urmand o zonalitate verticala (in special in Muntii Gutai).

Evolutia vulcanica a fost cea mai complexa in zona Muntilor Gutai. Din acest motiv, in scopul caracterizarii aspectelor privind generarea magmelor, fractionarea si contaminarea crustala, evolutia fluidelor magmatic - hidrotermale, am acordat o mai mare atentie acestei zone.

Formatiunile magmatice din zona Muntilor Gutai pot fi separate in mai multe complexe de roci care corespund succesiunii derularii activitatii vulcanice (harta geologica a muntilor Oas - Gutai - Tibles, scara 1:25 000 (Gabor, Kovacs, Edelstein, Istvan, Bernad, 1997; Kovacs, 1998, 2002):

Complexul andezitic de Rachitele (andezite piroxenice);

Complexul dacitic de Danesti - Piatra Rosie (dacite cu piroxeni +/- amfiboli; dacite/riolite cu biotit, amfiboli si piroxeni);

Complexul andezitelor cuartifere;

Complexul andezitic de Chiuzbaia - Baia-Sprie (andezite piroxenice, andezite piroxenice cu amfiboli);

Complexul andezitic de Cavnic - Suior (andezite bazaltice piroxenice, andezite cu piroxeni +/- amfiboli);

Complexul andezitic de Firiza (andezite bazaltice piroxenice, andezite piroxenice cu amfiboli, dacite cu amfiboli si piroxeni);

Complexul andezitelor bazaltice de Mogosa (andezite bazaltice piroxenice, andezite bazaltice piroxenice cu amfiboli);

Complexul andezitic de Ignis-Mara (andezite piroxenice, andezite cu piroxeni, amfiboli si biotit);

Complexul intruziv (andezite piroxenice, andezite cu piroxeni si amfiboli, microdiorite);

Complexul Laleaua Alba (andezite cuartifere cu piroxeni, amfiboli si biotit, dacite cu biotit, amfiboli, piroxeni in care apar frecvente enclave mafice de compozitie gabbroica alcatuite predominant din amfiboli), bazalte);

Complexul bazaltelor de Firiza (bazalte (piroxeni +/- amfiboli)).

Varstele K-Ar obtinute recent pe intreg segmentul muntilor Gutai (Kovacs et al., 1995, Pecskay et al., 1994, 1995, Kovacs, 1998) atesta varste mai mari si mult mai omogene decat cele determinate initial pentru multe din rocile intruzive, sugerand existenta unei faze unitare de manifestari intruzive, in perioada de paroxism a vulcanismului si care coincide cu manifestarile exclusiv intruzive din zona subvulcanica Poiana Botizei si Tibles. Complexul intruziv de Laleaua Alba si cel bazaltic de Firiza reprezinta manifestarile magmatice cele mai noi, atat din aria studiata cat si din intreg lantul vulcanic Oas - Gutai - Tibles.

Pentru caracterizarea geochimica a rocilor din aria Muntilor Gutai am folosit datele raportate de Kovacs (1998). Per ansamblu, rocile eruptive din aria aflata in studiu au un caracter mediu-K. Doar in cazul andezitelor cu biotit de Gutai si rocile complexului intruziv de Laleaua Alba se constata o imbogatire in potasiu (caracter high-K). Se remarca, de asemenea, caracterul bogat potasic si in cazul enclavelor mafice (cognate) din dacitul de Laleaua Alba, in ciuda compozitiei bazaltice. Bazaltele de Firiza prezinta la randul lor tendinta bogat potasica, remarcandu-se asemanarea cu enclavele din dacitele de Laleaua Alba (Kovacs, 1998).

In baza variatiei elementelor majore, poate fi decelata si natura calc-alcalina sau tholeitica a magmelor din care s-au format rocile vulcanice. Ca atare, rocile din aria Muntilor Gutai se amplaseaza in marea lor majoritate in domeniul seriilor calc-alcaline, asemanator intregului arc est carpatic. Se remarca amplasarea dacitelor cu piroxeni +/- amfiboli de Piatra Rosie si a andezitului bazaltic cuartifer de V. Negrea in domeniul tholeiitic.

Variatia elementelor majore raportata la indicii de diferentiere (SiO₂ si MgO) atesta prezenta unor serii de diferentiere de tip bazalt - riolit tipice vulcanismului calc-alcalin din arcurile zonelor de subductie. Pe ansamblul rocilor vulcanice din aria Muntilor Gutai, SiO₂ variaza intre limite largi (48,4 - 70,4%). Distributia valorilor Al₂O₃ in functie de SiO₂ prezinta valorile cele mai dispersate, totusi se poate remarca o tendinta generala de corelatie negativa. Valorile cele mai scazute le prezinta rocile cele mai acide. Rocile complexului andezitic de Chiuzbaia - Baia Sprie si bazaltele de Firiza prezinta valori foarte diferite la valori relativ constante de SiO Pe ansamblu, se constata tendinte de corelatie pozitiva ale alcaliilor si de corelatie negativa ale FeO^*, MgO, CaO, Na₂O si TiO Dispunerea rocilor din unele complexe este totdeauna aceeasi - bazaltele de Firiza si andezitele bazaltice de Mogosa intr-o extremitate a domeniului de variatie (SiO₂ scazut), iar rocile complexului de Laleaua Alba si dacitele de Danesti in cealalta extremitate (SiO₂ ridicat). Cele din urma, sunt si cele mai diferentiate roci din punct de vedere al compozitiei mineralogice, avand ca fenocristale, pe langa plagioclaz, cuart, piroxeni, amfiboli si biotit.

In ceea ce priveste variatia elementelor minore sunt de remarcat unele continuturi ridicate in Cr in cazul unor roci mai bazice (bazaltele de Firiza, bazaltul piroxenic sticlos de Baia Sprie si respectiv enclava mafica (cognate) din dacitele de Laleaua Alba). Valorile absolute ale Ni (maxim 48 ppm) si Cr (maxim 249 ppm pentru enclava din dacitul de Laleaua Alba (in rest sub 100 ppm), releva faptul ca rocile vulcanice din aria de studiu nu sunt roci primitive, cu putine modificari fata de sursa mantelica, si care sa reflecte compozitia magmelor primare. In literatura, roci primitive sunt considerate cele cu continuturi de Ni > 100 - 150 ppm si Cr > 200 ppm.

Continutul in Sr prezinta o omogenitate accentuata, cu valori relativ scazute (maxim 426 ppm). Comparativ cu alte arcuri din zone de subductie, rocile vulcanice din Gutai prezinta asemanari cu cele din arcurile Noii Zeelande si Japoniei, dar diferite de cele din arcurile Aeolian, Cascade si Anzi. Aceasta particularitate geochimica a vulcanismului din Gutai se regaseste in cazul lantului Calimani - Gurghiu - Harghita (Mason et al., 1996), respectiv in cazul rocilor eruptive din sectorul Hudin - Tibles (Udubasa et al., 1986). In schimb, in sectorul subvulcanic Rodna - Bargau se remarca o situatie diferita. Domeniul de variatia a continutului de Sr atat in rocile magmatice (roci gazda) cat si in enclavele mafice (cognate) este larg, intre 40 si 486 ppm, putandu-se remarca o usoara tendinta de crestere cu cresterea SiO₂ (Papp et al., in press).

In cazul Rb-ului se constata cresterea valorilor acestuia pentru rocile acide, sugerand implicarea proceselor de asimilare crustala, cel mai probabil in crusta superioara in care magmele au stationat in camere intermediare.

Chimismul mineralelor

Piroxenii. Clinopiroxenii sunt reprezentati prin augite si diopside. Numarul magnezian, Mg#, variaza intre 63 si 94. Multi piroxeni prezinta zonari optice care se suprapun peste variatiile determinate ale numarului magnezian. In unele cazuri aceste zonari sunt normale, cu scaderea Mg# dinspre nucleul cristalelor, dar sunt si recurente semnificative, atestand reumpleri ale camerelor magmatice cu material mai bazic. Totodata, prezenta unor asemenea compozitii bazice reprezentate prin clinopiroxenii rocilor din complexul de Laleaua Alba in dezechilibru cu compozitia acida a dacitelor, confirma existenta proceselor de mixing dintre magme cu compozitii diferite.

Ortopiroxenii sunt tipul principal de piroxeni in dacitele amfibolice de Breze, in andezitele bazaltice de Mogosa si in dacitele piroxenice +/- amfiboli de V. Morii. Acestia lipsesc in bazaltele de Firiza si rocile complexului de Laleaua Alba. Per ansamblu, continutul in enstatit variaza intre 51 si 71 %, rocile mai bazice intre 61 si 71 %, iar cele mai acide intre 51 si 61%.

Amfibolii. La fel ca si in cazul sectorului subvulcanic Rodna - Bargau, in cazul rocilor magmatice din aria Muntilor Gutai apar doar amfiboli calcici. Acestia sunt reprezentati prin magneziohastingsit ( bazaltele de Firiza, andezitele bazaltice de Mogosa, dacitele de V. Morii si rocile din complexul de Laleaua Alba, inclusiv enclavele), magneziohornblende (majoritatea rocilor acide) si tschermakite (andezitele cuartifere de Suior si subordonat in dacitele de Danesti si andezitul cu biotit de Gutai). Trebuie remarcata, in similitudine cu sectorul Rodna - Bargau, faptul ca tipul de amfibol intalnit in enclave este acelasi cu al rocilor gazda, atestand comagmatismul lor.

Plagioclazii. Compozitia lor variaza cu tipul de roca. In general fenocristalele cu continuturile cele mai mari in An se gasesc in rocile cele mai bazice. Exceptie fac cele din andezitele cuartifere de Suior si unele fenocristale din dacitele de Danesti si Breze. Prin compozitia extrema, acestea nu sunt in echilibru cu compozitia acida a dacitelor, sugerand faptul ca ele sunt de fapt xenocristale. Plagioclazii din enclavele mafice din dacitele de Laleaua Alba sunt in general mai bazici comparativ cu cei ai rocii gazda. Continuturile extreme (An_86-90) sunt in acord cu compozitia mineralogica (clinopiroxeni zonati, amfiboli, plagioclazi, magnetit). In majoritatea cazurilor, plagioclazii prezinta zonari cu caracter oscilatoriu normale, dar si inverse.

Biotitele. Prezinta compozitii omogene, iar in cazul biotitelor din dacitele de Laleaua Alba si in enclavele mafice (cognate) cu biotit se constata o similitudine in continuturile si variatia unor elemente chimice (Mg, Fe, Al, Ti).

Variatia chimismului mineralelor atesta importante schimbari fizico-chimice in magmele generatoare ceea ce implica conditii diferite de cristalizare (temperatura, presiune, fugacitatea oxigenului). Variatiile in An si variatiile numarului magnezian in cadrul acelorasi cristale de plagioclaz atesta modificari continue a compozitiei magmei pe parcursul cristalizarii lor. Zonari complexe ale continutului in TiO₂ si ale numarului magnezian evidentiate in cadrul unui singur fenocristal de clinopiroxen din andezitele bazaltice de Mogosa sugereaza procese continue de mixing cu magme mai bazice si cu temperaturi mai ridicate. Aceste procese atesta existenta fenomenelor de reumplere a camerelor magmatice cu magme noi de profunzime. Totodata, sunt confirmate evolutiile magmelor in camere situate la adancimi diferite in crusta continentala.

Temperaturile magmelor sunt diferite pentru diferitele tipuri de roci magmatice. Temperaturi mai mari s-au obtinut in cazul rocilor cu piroxeni (~ 1100^oC) si mai mici in cazul rocilor mai acide si mai diferentiate (750 - 825^oC). Valorile de presiune variaza intre limite largi (3300 si 9500 bari), corespunzand la adancimi cuprinse intre 10 - 20 km.

Temperaturile mari obtinute in cazul unor piroxeni din rocile acide sugereaza posibilitatea ca o parte din acestia sa reprezinte xenocristale - rezultat al procesului de mixing dintre magmele diferentiate dacitice si unele magme bazice (reumpleri ale camelor magmatice).