Elementmobilitet under metasomatiske prosesser i dioritt på Vannøya

Abstract

SAMMENDRAG Vannøya ligger lengst nord i Vest- Troms gneisregionen, en provins bestående av neoarkeiske til mesoproterozoiske bergarter av varierende sammensetning. Området var utsatt for en langvarig fase med rifting som skjedde som følge av oppsprekkingen av det Arkeiske kontinentet. Hovedfasen av riftingen fant sted for 2.5-2.4 Ga siden. Den mafiske intrusjonen på Vannøya har vært utsatt for en omfattende metasomatose, som førte til at de opprinnelige magmatiske mineralene ble fullstendig erstattet av metamorfe mineraler. På grunn av dette er den kjemiske sammensetningen til protolitten ukjent. Den metasomatiske hendelsen var antagelig knyttet til deformasjon. Store deler av intrusjonen består imidlertid av en bergart som ikke har vært deformert og bevarte sin primære magmatiske tekstur. Fluidinnfiltreringen forårsaket hydrering av bergarten under grønnskiferfacies forhold. Den observerte omvandlingen av aktinolitt til hornblende tyder på at de eksotermiske reaksjonene under denne hendelsen førte til en temperaturøkning tilsvarende øvre grønnskiferfacies (under 500˚C). Dannelsen av albittiserte og homogent epidotiserte partier i bergarten, kuleformede domener anriket på epidot, og lignende domener anriket på biotitt var forårsaket av tilførselen og/eller omfordelingen av elementer som Na, Ca, Si, Fe, Al, Sr, K, Rb, Ba og REE. Den metasomatiske prosessen bestod av tre faser, som foregikk muligens samtidig: albittisering, epidotisering og dannelse av partier anriket på biotitt. Innfiltreringen av et fluid som var anriket på Na førte til at det ble dannet albittiserte partier i bergarten. Dette fluidet initierte mobilisering av Ca fra magmatiske mineraler. Elementet ble oppløst i fluidfasen og inkorporert i epidot i deler av bergarten der forholdene var gunstige for krystalliseringen av mineralet. Bergarten anriket på epidot viser en anrikning på REE, Sr og Pb, noe som indikerer mobilitet til disse elementene under metasomatosen. Betydelige mengder av kalium var også oppløst i fluidet. XRF- dataene viser at Cs, Rb, Ba og Li har høyere verdier i bergarten anriket på biotitt. Dannelsen av de epidot- rike og de biotitt- rike domenene kunne ha skjedd samtidig, siden fraksjoneringen av elementene som blir inkorporert i strukturen til epidot og biotitt ikke var konkurrerende. Opprinnelsen til fluidet er antatt å være marin, på grunn av omfattende albittisering i enkelte områder, noe som innebærer introduksjon av store mengder Na. Opptreden av turmalin indikerer tilstedeværelse av bor under omdanningen, som igjen støtter den overnevnte hypotesen. Interaksjoner av fluidet med de omkringliggende sedimentene er også sannsynlig.