background image

GEOLOGICA CARPATHICA, 50, 4, BRATISLAVA, AUGUST 1999

283–293

PHASE  RELATIONS AND  P-T PATH  OF CORDIERITE-BEARING

MIGMATITES,  WESTERN TATRA MOUNTAINS,

WESTERN  CARPATHIANS

LÍVIA LUDHOVÁ

1

 and MARIAN JANÁK

 2

1

Department of Mineralogy and Petrology, Faculty of  Science, Comenius University, Mlynská dolina, 842 15 Bratislava,

Slovak Republic; ludhova@fns.uniba.sk

2

Geological Institute, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 842 26 Bratislava, Slovak Republic; geolmjan@savba.sk

(Manuscript received December 3, 1998; accepted in revised form March 17, 1999)

Abstract: Cordierite, as a product of Variscan regional metamorphism and exhumation, has been recognized in the

migmatitic metapelites of the Western Tatra Mountains, Western Carpathians. The following cordierite-producing reac-

tions have been deduced from reaction textures and phase equilibria in the system KFMASH: a) garnet decomposition

according to the reaction garnet + sillimanite + quartz + fluid = cordierite during decompression at a temperature of

~700 ºC down to a pressure of ~5 kbar; b) dehydration-melting of biotite by the reaction biotite + sillimanite + quartz =

cordierite + K-feldspar + melt due to further pressure drop to ~4 kbar at a constant, or increasing temperature to ~750 ºC;

c) melt crystallization in the leucosomes according to the reaction melt = cordierite + quartz + K-feldspar + biotite +

fluid, during cooling. Cordierite pinitization and its replacement by fine-grained phengitic white mica and pale green

Mg-rich biotite according to the reactions cordierite + sillimanite + K-feldspar + fluid = phengitic muscovite + quartz

and cordierite + K-feldspar + fluid = biotite + sillimanite + quartz took place during subsolius retrogression at a tempera-

ture of ~ 600 ºC and pressure of ~3 kbar. The origin of cordierite was also controlled by the local, more magnesian bulk

composition of cordierite-bearing metapelites. The presence of cordierite is indicative of a high-temperature/low-pres-

sure stage during the Variscan orogenic collapse in the pre-Alpine basement of the Western Carpathians.

Key words: Variscan orogen, Western Tatra Mountains, dehydration-melting, migmatites, cordierite.

Introduction

Cordierite is a typical phase of the contact or regional low-

pressure  metamorphic  assemblages  (Spear  1993;  Bucher  &

Frey 1994). In the Western Carpathians crystalline complexes,

cordierite was for a long time known only as a product of low-

pressure  contact  metamorphism,  in  assemblages  with  an-

dalusite. It was described in the contact zones of the Modra

granodiorite in the Malé Karpaty Mountains (Korikovsky et al.

1985) and Rochovce Granite in the Veporic Superunit (Vrána

1964; Korikovsky et al. 1986; Vozárová 1990). In recent years,

the presence of cordierite in gneisses and migmatites was re-

ported from the Ve¾ká Fatra Mountains (Janák & Kohút 1996)

and the Western Tatra Mountains (Ludhová 1996; Ludhová &

Janák 1996; Janák et al. 1999a,b). Here, cordierite occurs in

metapelitic  migmatites,  in  assemblages  with  sillimanite  and

garnet, similar to the rocks in the Ve¾ká Fatra Mountains. The

purpose  of  this  study  is  to  present  details  on  the  cordierite-

forming  reactions  and  phase  equilibria  in  the  metapelitic

FMASH system, and to discuss a possible metamorphic P-T

path followed by cordierite-bearing rocks with respect to the

tectonometamorphic evolution of the Tatra Mountains (Janák

1994; Janák et al. 1996, 1999a,b).

Geological setting

 The Tatra Mountains represent a typical core complex lo-

cated in the northernmost sector of the Tatric Superunit in the

Western Carpathians. They represent a key area for the study

of the eastern and south-eastern continuation of the Variscan

basement within the Alpine-Carpathian orogenic belt in Cen-

tral Europe (Krist et al. 1992).

The  crystalline  basement  of  the  Tatra  Mountains  is  com-

posed  of  pre-Mesozoic  metamorphic  rocks  and  granitoids,

overlain  by  Mesozoic  and  Cenozoic  sedimentary  cover  se-

quences and nappes. Metamorphic rocks are more abundant in

the  western  part—the  Western  Tatra  Mountains  (Fig.  1),

whereas granites are more abundant in the eastern part—the

High  Tatra  Mountains.  Within  the  basement,  two  superim-

posed tectonic units—lower and upper, differing in lithology

and  metamorphic  grade,  have  been  distinguished  (Kahan

1969;  Janák  1994).  The  lower  tectonic  unit  is  composed  of

staurolite,  kyanite  and  fibrolite  sillimanite-bearing  mica-

schists.  Two  metamorphic  zones  (Fig.  1),  staurolite-kyanite

and kyanite-sillimanite were distinguished  (Janák et al. 1988).

The  upper  tectonic  unit  is  lithologically  variable.  Near  the

base of the unit, orthogneisses and banded amphibolites with

eclogite relics prevail, belonging to the kyanite metamorphic

zone (Janák 1994; Janák et al. 1996; 1999a,b). Higher levels are

composed of migmatites and gneisses, intruded by a sheet-like

granitoid pluton. They belong to the sillimanite metamorphic

zone  with  no  high-pressure  relics  (Janák  et  al.  1988;  Janák

1994; Janák et al. 1999a,b). Cordierite-bearing migmatites occur

only rarely. They have been found near Ježová (Fig. 1), in mig-

matites  of  diatexite  type  (Ludhová  1996;  Ludhová  &  Janák

1996; Janák et al. 1999a,b), which may be regarded as roof pen-

dants of a granite pluton (e.g. Gorek 1956; Kahan 1969).

background image

284                                                                                   LUDHOVÁ

 

and JANÁK

A polyphase, Variscan and Alpine deformation (Fig. 1) un-

der  distinct  P-T  conditions  was  recognized  in  the  Western

Tatra Mountains (Kahan 1969; Fritz et al. 1992; Janák 1994).

The Variscan D

deformation is defined by a mineral linea-

tion in metamorphites and is related to the top-to-the-south-

east thrusting of the upper unit onto the lower one. Subse-

quent D

deformation due to dextral or top-to-the-east shear

has been recognized in the migmatites of the sillimanite zone

as well as in the marginal zones of the granitoid pluton. The

D

deformation is attributed to the Variscan orogen-parallel

extension.  Alpine  D

deformation  in  brittle  conditions  is

manifested by top-to-the-north-west shear. The last major D

4

deformation  is  related  to  updoming  and  normal  faulting  in

north-south to north-west-south-east direction during Tertia-

ry extension.

The oldest tectonometamorphic events in the Tatra Moun-

tains seem to be Early Paleozoic, between 380 and 420 Ma

(Rb-Sr whole rock isochron of Burchart (1968); zircon single

grain  data  from  orthogneisses  of  Poller  et  al.  (1997)).  Ac-

cording  to  Rb-Sr  isochrons,  the  granitoid  magmatism  oc-

curred  at  290–310  Ma  (Burchart  1968)  or  340–350  Ma

(Gawêda 1995). New zircon single-grain data from the West-

ern Tatra granites (Todt et al. 1998) yield ages of 340–360

Ma. The cooling ages of micas from the granites and migma-

tites range from 330 to 300 Ma (

40

Ar/

39

Ar method, Maluski

et al. 1993; Janák 1994), reflecting the late-Variscan exhu-

mation and the absence of a higher-temperature Alpine reju-

venation.

Petrography, reaction textures and mineral chemistry

At  the  contact  of  granitoid  intrusion  with  metamorphic

rocks, a continuous change from inhomogeneous stromatitic

and diatexitic migmatites to massive granite can be observed.

The stromatitic migmatite comprises leucosomes of quartz-

plagioclase-K-feldspar, melanosomes of biotite and/or meso-

some. The mesosome mineral assemblage consists of garnet,

K-feldspar, sillimanite, biotite, cordierite, plagioclase, quartz

and muscovite. As minor minerals, zircon, monazite, xeno-

time, ilmenite, sphene, corundum and allanite were detected.

The chemical compositions of minerals were determined

using electrone microprobe JEOL 733 at Geological Survey

of the Slovak Republic in Bratislava. A point beam with op-

erating conditions of 10 nA and 15 kV was used. The data

were reduced by the ZAF method. Mineral abbreviations in

this paper are according to Kretz (1983).

Cordierite is often difficult to recognize, both in macro- and

microscale, because of its intensive pinitization. Only “islands”

of  pure  cordierite  are  preserved  in  the  cores  of  the  pinitized

grains (Fig. 2A,B); this fresh cordierite has a nearly constant

composition of Mg/Mg+Fe ~0.60 (Table 1). Three genetically

different types of cordierite have been distinguished:

1) in direct contact with garnet relics, without sillimanite

and/or biotite between them (Fig. 2C,D);

2) in direct contact with sillimanite and/or biotite. In this

case,  i)  sillimanite  and/or  biotite  have  resorbed  garnet  and

created  the  rims  around  large  garnet  grains  (Fig.  2E);  pin-

Pre-Alpine basement

Lower unit

mica schist

Upper unit

migmatite

orthogneiss

amphibolite

granite

Variscan thrust

metamorphic isograd

    Variscan

D1 deformation

    Variscan 

D2 deformation

       Alpine

D3 deformation

Kyanite zone

2 km

Baranec

Ježová

Kyanite-Fibrolite zone

Sillimanite zone

St

au

ro

lit

e-

K

ya

ni

te

zo

ne

ZT 175

Sil

Western Tatra

ZT 34/95

ZT 16/97

19.75°E

49.25°N

Sil

Fig. 1. Simplified geological  map of the Western Tatra Mountains with the location of cordierite-bearing samples.

background image

PHASE RELATIONS AND P-T PATH OF CORDIERITE-BEARING MIGMATITES                                     285

itized cordierite is not in direct contact with garnet, or ii) sil-

limanite and/or biotite are dominant phases in the flakes of

pinitized cordierite and garnet is preserved only as small rel-

ics  (Fig.  2F),  or  iii)  sillimanite  and/or  biotite  are  the  only

phases (garnet is missing) in contact with pinitized cordierite

(Fig. 2G,H);

3) in leucocratic quartz + plagioclase + K-feldspar bearing

domains (Fig. 2I). The worm-like inclusions of undeformed

quartz are characteristic for this type of cordierite (Fig. 2I).

Garnet grains are of different sizes and they are strongly re-

sorbed by sillimanite and/or biotite (Fig. 2E,J), cordierite (Fig.

2C,D) or all of them. Most of the garnet is inclusion free, in-

clusions of quartz, sillimanite and biotite (fresh or chlorotized)

were only recognized in some garnet grains. The core compo-

sition values in all samples (Table 2) are 71.8–75.4 % almand-

ine, 5.3–14.3 % spessartine, 11.1–16.3 % pyrope and 1.9–2.7 %

grossular. Rim compositions (Table 2) are    70.9–74.3 % al-

mandine,  9.5–16.2  %  spessartine,  10.1–13.9  %  pyrope  and

1.9–2.7  %  grossular.  The  differences  between  core  and  rim

compositions are minimal. The highest core-rim composition-

al  difference  was  observed  in  the  spessartine  end  member,

which is ~3.7 % higher in the rim than in the core of the indi-

vidual garnet grain (Table 2, Grt2). Consequently, composi-

tional differences reflected by spessartine and almandine in-

crease, and pyrope as well as Fe/Fe+Mg ratio decrease from

the core to the rim, indicate a retrogression of the garnet.

Biotite is present as two distinct types. Dark brown biotite

together with sillimanite defines the metamorphic foliation

(Fig. 2K). The biotite Fe/Fe+Mg ratio is in the range 0.48–

0.61 (Table 3). No compositional differences between biotite

in the matrix and biotite inclusions in garnet were observed.

Consequently,  we  consider  biotite  inclusions  in  garnet  as

pseudoinclusions  resorbing  garnet  interior.  It  is  nearly  im-

possible  to  recognize  potentially  true  inclusions  trapped

during garnet growth. Only minor biotite chloritization has

been observed.

A different type of biotite is pale green biotite, intergrown

with muscovite and forming randomly oriented porphyroblasts

around pinitized cordierite (Fig. 2A,B). This type represents a

product  of  cordierite  resorbtion  (pinitization).  As  a  conse-

quence, it is TiO

2

 depleted, which causes its green colour and

more Mg-rich, with Fe/Fe+Mg ratio ~0.45 (Table 3).

White  micas  are  present  in  several  genetically  different

types (Table 4).

Randomly  oriented  lath-shaped  porphyroblasts  corre-

sponding to muscovite (Ms1) with a moderate phengite com-

Table l: Chemical composition of cordierite.

Table 2: Chemical composition of garnet.

sample

ZT 34/95 ZT 34/95 ZT 34/95 ZT 34/95 ZT 175 ZT 175 ZT 16/97 ZT 16/97

Grt1

Grt1

Grt2

Grt2

Grt3

Grt3

Grt4

Grt4

 core

 rim

 core

 rim

 core

 rim

 core

 rim

SiO

2

36.93

37.46

36.94

36.51

38.28

37.39

36.66

36.52

Al

2

O

3

21.48

21.44

20.90

21.32

20.82

21.13

20.85

20.81

TiO

2

0.00

 0.00

 0.00

 0.00

 0.00

 0.00

0.00

0.00

Cr

2

O

3

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

MgO

  2.93

  2.48

  3.40

 2.81

  4.13

  3.76

  3.83

  3.51

FeO+

31.43

31.44

31.96

30.95

34.04

34.19

33.85

33.32

MnO

  6.19

  7.02

  4.93

  6.45

  2.51

  2.38

  3.46

  4.22

CaO 

0.65

0.66

0.93

0.92

0.93

0.91

0.77

0.77

Total

99.67 100.60

99.06

98.96 100.72

99.73

99.43

99.15

Recalculated on the basis of 12 oxygens

Si

2.984

3.006

2.999

2.976

3.039

3.005

2.973

2.975

Al

2.046

2.028

2.000

2.049

1.949

2.000

1.994

1.998

Ti

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Cr

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Mg

0.353

0.297

0.411

0.341

0.489

0.450

0.463

0.426

Fe

2+

2.124

2.110

2.170

2.110

2.260

2.298

2.296

2.270

Mn

0.424

0.477

0.339

0.445

0.169

0.162

0.238

0.291

Ca

0.056

0.057

0.081

0.080

0.079

0.078

0.067

0.067

Fe/Fe+Mg 0.857

0.877

0.841

0.861

0.822

0.836

0.832

0.842

P rp

0.119

0.101

0.137

0.115

0.163

0.151

0.151

0.139

Alm

0.718

0.717

0.723

0.709

0.754

0.769

0.749

0.743

Sps0.143

0.162

0.113

0.150

0.056

0.054

0.078

0.095

Grs0.019

0.019

0.027

0.027

0.026

0.026

0.022

0.022

FeO+ = total Fe as FeO

sample

ZT 34/95 ZT 34/95 ZT 34/95 ZT 175 ZT 175

SiO

2

  47.44

 50.01

47.05

48.58

48.92

Al

2

O

3

 32.78

33.34

32.83

31.93

32.26

TiO

2

 0.00

 0.00

 0.00

 0.00

 0.00

MgO

  6.95

  6.54

  7.04

 7.20

  7.16

FeO+

  8.62

  6.53

  8.65

  8.85

  8.70

MnO

  0.33

  0.23

  0.21

0.23

0.22

CaO 

 0.00

 0.00

 0.00

 0.00

 0.00

Na

2

O

  0.72

0.94

  0.30

0.51

0.63

K

2

O

 0.00

0.03

 0.00

 0.00

 0.00

Total

 96.84

97.62

96.08

97.30

97.88

            Recalculated  on the basis  of 18  oxygens

Si

4.982

5.135

4.971

5.071

5.071

Al

4.059

4.035

4.090

3.929

3.943

Ti

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Mg

1.008

1.000

1.109

1.120

1.106

Fe

2 +

0.757

0.561

0.764

0.773

0.754

Mn

0.029

0.020

0.019

0.020

0.019

Ca

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Na

0.147

0.187

0.061

0.103

0.127

K

0.000

0.004

0.000

0.000

0.000

Fe/Fe+Mg

0.410

0.359

0.408

0.408

0.405

FeO+ = total Fe as FeO

Table 3: Chemical composition of biotite.

sample

ZT 34/95 ZT 34/95 ZT 34/95 ZT 175 ZT 175 ZT 175 ZT 34/95 ZT 34/95

Bt1 Bt1 rim/

Bt2mx  Bt3 ingrt

Bt4mx

Bt4mx ne ar Crd ne ar Crd

 core

Grt1

 core

 rim

da rk

da rk

da rk

da rk

da rk

da rk

pa le

pa le

 brow n

 brow n

 brow n

 brow n

 brow n

 brow n

 gree n

 gree n

SiO

2

35.08

34.96

35.35

35.09

34.59

35.11

36.19

36.37

A l

2

O

3

19.35

19.73

19.22

19.78

18.79

19.45

23.09

21.63

TiO

2

  2.65

  2.23

 2.49

 2.13

 3.10

 2.72

0.00

0.00

Cr

2

O

3

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

MgO

  7.26

  7.81

  7.92  10.66

  9.14

 8.76   11.06   11.36

FeO + 

20.66

19.16

20.85

17.59

19.82

20.00

16.05

16.59

MnO

0.26

0.19

0.19

0.02

0.11

0.08

0.23

0.30

CaO  

0.01

0.01

0.00

0.00

0.00

0.02

0.00

0.00

N a

2

O

0.14

0.23

0.15

0.10

0.17

0.08

0.23

0.24

K

2

O

  9.51

  9.44

  9.94

  8.98

  8.64

  8.92   10.36

  9.92

Total

94.92

93.76

96.11

98.37

98.33

95.14

97.21

96.42

Recalculated on the basis of 22 oxygens

Si

5.401

5.407

5.389

5.331

5.320

5.350

5.302

5.384

A lIV

2.599

2.593

2.611

2.669

2.680

2.650

2.698

2.616

A lVI

0.913

1.005

0.843

0.874

0.727

0.844

1.291

1.158

Ti

0.307

0.259

0.286

0.243

0.359

0.312

0.000

0.000

Cr

3+

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Mg

1.666

1.800

1.799

2.414

2.095

1.989

2.416

2.507

Fe

2+

2.660

2.478

2.659

2.235

2.549

2.553

1.967

2.054

Mn

0.034

0.025

0.025

0.003

0.014

0.010

0.028

0.037

Ca

0.002

0.002

0.000

0.000

0.000

0.003

0.000

0.000

N a

0.042

0.069

0.043

0.029

0.051

0.024

0.066

0.070

K

1.868

1.863

1.976

1.741

1.695

1.734

1.936

1.874

Fe/Fe+Mg 0.615

0.579

0.596

0.481

0.549

0.562

0.449

0.450

Sign "/" means touching of tw o phases, mx = matrix, ingrt = inclusion in garnet
FeO + = total Fe as FeO

-

background image

286                                                                                   LUDHOVÁ

 

and JANÁK

background image

PHASE RELATIONS AND P-T PATH OF CORDIERITE-BEARING MIGMATITES                                     287

Fig. 2. Photomicrographs of: A — pinitized cordierite with “islands” of pure cordierite; marked section is shown in detail at B — cordi-

erite and typical porphyroblasts of intergrowing muscovite + pale green biotite; C — , D — garnet relics within the pinitized cordierite;

E — pinitized cordierite touching fibrolitic sillimanite resorbing garnet; F — sillimanite + biotite surrounded by cordierite with pres-

ence of garnet relics; G — , H — sillimanite + worm-like quartz (H) within the pinitized cordierite without garnet presence; I — pin-

itized cordierite with worm-like quartz within the leucosome domains; J — sillimanite and biotite resorbing garnet; K — prismatic sil-

limanite + dark brown biotite defining metamorphic foliation; L — myrmekite.

ponent are distributed in the matrix. They are considered as a

product of K-feldspar destabilization during retrogression.

Muscovite (Ms2) intergrown with pale green biotite (Fig.

2A,B) is chemically identical with Ms1.

Fine-grained white mica (Ms3) as a product of cordierite

pinitization  (Fig.  2A,B)  has  a  phengite  composition,  with

Fe

2+

+Mg

2+

 up to 1.51.

Sillimanite is present both in the form of prismatic silli-

manite (Fig. 2J,K) and fibrolite (Fig. 2E). It is closely associ-

ated with dark brown biotite.

Plagioclase composition ranges between An

26

 and An

20 

and

corresponds to oligoclase-andesine composition (Table 5). In in-

dividual

 

plagioclase grains, slight anorthite enrichment (

An =

1–2 %) toward the rim has been detected, especially near the

contact with garnet. Plagioclase is only locally sericitized.

K-feldspar (Table 5), together with plagioclase and quartz,

is  present  in  leucocratic  domains.  Locally,  myrmekite  has

been developed (Fig. 2L).

Quartz in the matrix is often recrystallized and segregated

into bands.

The  composition  of  garnet,  cordierite,  biotite  and  white

micas is shown on the AFM projection in Fig. 3.

Table 4: Chemical composition of white micas.

sample

ZT34/95 ZT34/95 ZT34/95

ZT175

ZT175  ZT16/97a   ZT16/97b

Ms1 

Ms2

Ms3

Ms3

Ms3

Ms3

Ms3

SiO

2

46.10

46.64

46.49

47.32

47.14

48.83

47.31

Al

2

O

3

35.09

35.52

  30.09

31.77

31.52

31.51

31.65

TiO

2

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

Cr

2

O

3

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

MgO

0.70

0.72

  4.82

  2.50

 2.61

  1.77

  2.11

FeO+

  1.42

  1.53

  4.87

  3.38

  3.28

  2.08

  2.88

MnO

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

0.03

0.04

CaO 

0.00

0.00

0.00

0.04

0.01

0.00

0.00

Na

2

O

0.63

0.67

0.20

0.17

0.25

0.15

0.22

K

2

O

  10.95

  10.86

  9.91

  9.72

  9.91

  9.94

  10.26

Total

94.89

95.95

96.38

94.92

94.73

94.30

94.47

Recalculated on the basis of 22 oxygens

Si

6.182

6.180

6.238

6.355

6.353

6.540

6.388

AlIV

1.818

1.820

1.762

1.645

1.647

1.460

1.612

AlVI

3.729

3.729

2.997

3.385

3.361

3.515

3.426

Ti

0.000

0.000

0.000

0.001

0.000

0.000

0.000

Cr

3 +

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Mg

0.139

0.142

0.964

0.500

0.524

0.354

0.425

Fe

2 +

0.159

0.169

0.547

0.380

0.370

0.233

0.325

Mn

0.000

0.000

0.000

0.001

0.001

0.003

0.005

Ca

0.000

0.000

0.000

0.006

0.001

0.000

0.000

Na

0.165

0.173

0.052

0.044

0.065

0.038

0.057

K

1.874

1.836

1.696

1.665

1.704

1.698

1.768

Fe/Fe+Mg 

0.534

0.543

0.362

0.432

0.414

0.397

0.433

FeO+ = total Fe as FeO

background image

288                                                                                   LUDHOVÁ

 

and JANÁK

Table 5: Chemical composition of feldspars.

Biotite  and  sillimanite  from  the  prograde  stage  of  meta-

morphic evolution have not been recognized. Their possible

relics would be modified by fast diffusion at high tempera-

tures (Spear 1991).

Garnet resorbtion by biotite and sillimanite indicates the re-

versal of the melting reaction (1). The grossular component of

garnet  was  simultaneously  consumed  according  to  the  reac-

tion:

sillimanite + quartz + garnet = plagioclase                       (2)

which  is  documented  by  the  development  of  plagioclase

around the garnet and  enrichment of plagioclase by anorthite

close to the plagioclase–garnet contact.

Although cordierite has not been observed in sharp contact

with garnet, pinitized cordierite around garnet relics (cordier-

ite type 1, Fig. 2C,D) suggests, that cordierite grew directly

from garnet by the reaction:

garnet + sillimanite + quartz + fluid = cordierite             (3)

On  the  other  hand,  cordierite,  which  is  in  direct  contact

with  sillimanite  and/or  biotite  (Fig.  2E–H),  most  probably

grew due to the reaction:

biotite  +  sillimanite  +  quartz  +  plagioclase  =  cordierite  +

K-feldspar + melt 

  

                                                          (4)

In  some  cases,  it  is  evident  that  biotite  and  sillimanite

which  are  the  reactants  of  reaction  (4),  are  the  products  of

garnet resorbtion by reversal of reaction (1). This corresponds

to the microtextural observations as described above and it is

sample ZT34/95 ZT34/95 ZT34/95 ZT16/97a ZT175 ZT175 ZT34/95 ZT34/95

Plg1

Plg1

Plg2

Plg3

Plg4

Plg4

KfsKfs

 core

 rim

 leuc

 core

 core

 rim

SiO

2

62.92

64.31

63.70

63.18

64.04

63.11

63.24

64.10

Al

2

O

3

 23.07

23.24

23.60

23.80

22.71

24.28

19.00

18.93

MgO

0.00

 0.00

 0.00

 0.00

 0.00

 0.00

0.00

0.00

FeO+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

MnO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

CaO 

 4.42

 4.41

 4.74

 5.42

 4.55

 5.02

0.02

0.02

Na

2

O

  9.25

  9.34

  8.06

  8.17

  8.50

 8.65

 1.06

0.67

K

2

O

0.28

0.11

0.36

0.21

0.30

0.22

14.97

15.45

Total

99.94

101.40

100.46

100.79 100.11 101.28

98.29

99.17

Recalculated on the basis of 8 oxygens

Si

2.788

2.803

2.796

2.772

2.822

2.758

2.964

2.978

Al

1.205

1.194

1.221

1.231

1.180

1.251

1.050

1.037

Mg

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Fe

2 +

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Mn

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Ca

0.210

0.206

0.223

0.255

0.215

0.235

0.001

0.001

Na

0.795

0.789

0.686

0.695

0.726

0.733

0.096

0.060

K

0.016

0.006

0.020

0.012

0.017

0.012

0.895

0.916

An

0.206

0.206

0.240

0.265

0.224

0.240

0.001

0.001

Ab

0.779

0.788

0.738

0.722

0.758

0.748

0.097

0.061

Or

0.016

0.006

0.022

0.012

0.018

0.012

0.902

0.938

leuc = in leucosome
FeO+ = total Fe as FeO

Fig.  3.  AFM  projection  showing  the  composition  of  cordierite,

garnet, dark brown Fe-rich biotite Bt1, pale green Mg-rich biotite

Bt2, muscovite Ms1 and Ms2 and fine-grained phengite Ms3 from

cordierite bearing metapelites.

Metamorphic reactions

The observed microtextures indicate a sequence of meta-

morphic reactions. These are plotted in qualitative petroge-

netic grid in the KFMASH system with intermediate bulk Fe/

Fe+Mg composition (Fig. 4), according to Vielzeuf & Hollo-

way  (1988).  Suggested  sequence  of  reactions  and  the  P-T

path is demonstrated by arrows crossing equilibrium lines.

The presence of K-feldspar and garnet in the leucocratic

domains suggests that the early melt producing reaction was

dehydration melting of biotite reaction:

biotite + sillimanite + plagioclase + quartz = garnet + K-feldspar

+ melt

                                                                                                (1)

Fig. 4. A part of the qualitative petrogenetic grid in the KFMASH

system for metapelites of intermediate bulk composition (Vielzeuf

& Holloway 1988) with metamorphic reactions including cordier-

ite.  Arrows  represent  suggested  sequence  of  metamorphic  reac-

tions and P-T path.

background image

PHASE RELATIONS AND P-T PATH OF CORDIERITE-BEARING MIGMATITES                                     289

shown in Fig. 2E. It is inferred that reactions (3) and (4) pro-

ceeded in the presence of melt.

Large cordierite porphyroblasts (Fig. 2I) in leucocratic do-

mains  with  the  worm-like  quartz  inclusions  probably  grew

during crystallization of melt, according to the reaction:

melt = cordierite + biotite + K-feldspar + quartz + fluid   (5)

Subsequent  pinitization  of  cordierite  indicates  retrograde

reactions below solidus, i.e.

cordierite + K-feldspar + fluid = biotite + sillimanite + quartz  (6)

and

cordierite + K-feldspar + sillimanite + fluid = phengite + quartz  (7)

These reactions lead to the formation of pale green, Ti-de-

pleted, Mg-rich biotite, sillimanite and fine-grained phengit-

ic white mica (Fig. 2A,B,H).

The limited extent of cordierite occurrence in the Western

Tatra Mountains can be explained by specific bulk composi-

tion of the cordierite-bearing rocks. This is demonstrated in

Fig. 5, where garnet, biotite and cordierite core compositions

from  cordierite-bearing  migmatites,  and  garnet  and  biotite

core compositions from cordierite-free metapelites are plot-

ted in the AFM projection. It is obvious that both biotite and

garnet  in  cordierite-bearing  samples  have  more  magnesian

compositions. This demonstrates that magnesian bulk com-

position is more favorable for cordierite growth than Fe-rich-

er bulk compositions of the cordierite-free migmatites.

The influence of bulk composition on the cordierite growth

is discussed in Fig. 6. The reversal of reaction (1), garnet +

K-feldspar  +  melt  =  biotite  +  sillimanite  +  plagioclase  +

Fig. 6. AFM diagram showing phase relations in a— cordierite bearing samples and b— cordierite free samples. Black symbols represent

cordierite-bearing migmatites, white symbols cordierite-free migmatites. Circles inside phase triangles represent the bulk compositions.

The arrows indicate compositional changes during the progress of reversal of reaction (1) garnet + K-feldspar + melt = biotite + silliman-

ite + plagioclase + quartz. Dashed tie-lines represent the phase relations in the initial stage of the reaction progress, solid tie-lines repre-

sent  phase relations during the final stage of reaction progress.

Fig. 5. AFM plot of garnet (circles), biotite Bt2 (triangles) and cordi-

erite (squares) core compositions from cordierite-bearing (black sym-

bols)  and  cordierite  free-migmatites  (white  symbols).  Note  the  Mg-

richer composition of phases in cordierite-bearing rocks.

quartz,  is  a  net  transfer  continuous  reaction  and  during  its

progress, both garnet and biotite becomes Fe-richer (Spear

1993). This causes the three-phase triangle sillimanite + bi-

otite + garnet to swing to Fe-richer compositions by pivoting

on  its  sillimanite  apex.  In  a  case  of  cordierite-bearing

metapelites,  a  rotating  tie-line  sillimanite  +  biotite  in  one

moment crossed the point representing bulk composition of

these rocks (Fig. 6a). Consequently, the assemblage garnet +

sillimanite + biotite was continuously replaced by the assem-

blage cordierite + sillimanite + biotite by reaction (4) biotite

+ sillimanite + quartz + plagioclase = cordierite + K-feldspar

+ melt. Cordierite-free metapelites also have a Fe-rich bulk

background image

290                                                                                   LUDHOVÁ

 

and JANÁK

Table 6: Summary of results from P-T calculations by the TWQ2 method.

composition, therefore they fall within the garnet + silliman-

ite + biotite triangle and not within the cordierite + silliman-

ite + biotite one (Fig. 6b) during the whole progress of the re-

versal of reaction (1).

Thermobarometric calculations

Pressure  and  temperature  conditions  were  calculated  by

the TWEEQU method (Berman 1991) with thermodynamic

data of Berman (1988, updated in March 1997). Non-ideal

activity models of garnet, biotite, cordierite (Berman & Ara-

novich  1996)  and  plagioclase  (Fuhrman  &  Lindsley  1988)

were employed in the calculations. The results of P-T calcu-

lations are listed in Table 6 and the reconstructed P-T path is

shown in Fig. 8.

Large portions of leucosome together with garnet and K-

feldspar within indicate that dehydration melting curve of bi-

otite was crossed during the prograde stage of metamorphic

evolution. Widespread garnet resorbtion by biotite and silli-

manite indicates that this reaction also proceeded in the re-

verse sense. Because of the fast diffusion at high tempera-

ture, garnet and biotite compositions have been adjusted to

the actual pressure and temperature. Consequently, it is not

possible to reconstruct the real peak temperatures by garnet-

biotite exchange thermometry (Spear 1991). Therefore, the

garnet-biotite  geothermometer  and  garnet-plagioclase-

quartz-sillimanite (GASP) geobarometer can yield only the

post-peak P-T conditions. In the calculations, we employed

the core compositions of garnet together with those of biotite

and plagioclase in the matrix. We assume that these might be

the most similar to the compositions during the peak condi-

tions, being least affected by retrogression. Such composi-

tions  yield  a  temperature  of  702+45  ºC  and  pressure  of

5.3+1 kbar (Table 6).

The GASP reaction sillimanite + quartz + garnet = plagio-

clase  used  as  the  geobarometer  is  a  net  transfer  reaction,

while  the  garnet-biotite  geothermometer  is  the  Fe-Mg  ex-

change reaction. Moreover, diffusion rates in plagioclase are

very slow compared to diffusion rates in biotite. That means

that the closure temperature of GASP net-transfer reaction is

higher than that of the exchange garnet-biotite reaction (Flo-

rence  &  Spear  1995).  Consequently,  at  the  temperature  of

700 ºC, the pressure was probably lower than the calculated

pressure of ~5 kbar (Fig. 8).

The calculated temperature of 700 ºC is ~50 ºC lower than

the temperature of the biotite dehydration melting reaction

according to Le Breton & Thompson (1988). This is consis-

tent  with  our  assumption  that  only  post-peak  temperatures

can be reconstructed by thermobarometry. It is inferred that

true metamorphic peak conditions reached a temperature of

more than 750 ºC and a pressure of more than 6 kbar.

The position of equilibrium curve for the reaction (3) gar-

net + sillimanite + quartz + fluid = cordierite in the P-T space

was calculated using thermodynamic data of Berman (1988,

updated in March 1997). Continuous reaction and equilibri-

um curves for both Fe and Mg end-members are shown in

Fig. 8. Because of the flat slope of this reaction, decompres-

sion to less than 5 kbar is inferred to produce the first cordi-

erite generation.

Further cordierite formation together with a new portion of

melt is suggested by the reaction (4), i.e. biotite + sillimanite

+ quartz + plagioclase = cordierite + K-feldspar + melt. The

possible directions followed by the rock in crossing it (Figs.

4,  8),  especially  potential  heating  through  heat  advection

from the intrusion, are discussed below.

Reaction (6) cordierite + K-feldspar + fluid = biotite + sil-

limanite + quartz is, like reaction (4), a continuous reaction

and thus equilibrium curves for Fe and Mg end-members are

shown  in  Fig.  8.  We  assume  that  intensive  pinitization  of

cordierite occurred during cooling at pressures ~3 kbar. The

calculated  temperature  during  retrogression,  obtained  from

garnet and cordierite rim compositions employed in garnet-

cordierite Fe-Mg exchange geothermometer, was 612+20 ºC

at an assumed pressure of 3 kbar (Table 6).

Effect of granite intrusion

A  sheet-like  granite  intrusion,  in  contact  with  cordierite

bearing migmatites, could have been an extra heat source, in-

creasing the temperature during decompression and leading

P-T values calculated as intersections of G rt-B t geothermomether and G ASP geobaromether

Sample

Grt coresBt cores

Pl cores

P (bars

)

T (degC)

X Alm

X SpsX Prp

X GrsFe/Fe+Mg

X An

ZT 34/95

0.7148

0.1311

0.1284

0.1311

0.5063

0.2092

4316

622

ZT 34/95

0.7183

0.1433

0.1194

0.0190

0.6149

0.2023

4237

708

ZT 34/95

0.7230

0.1130

0.1371

0.0269

0.5963

0.2056

6697

749

ZT 175

0.7542

0.0563

0.1631

0.0264

0.5489

0.2242

6279

740

ZT 175

0.7561

0.0540

0.1635

0.0264

0.4807

0.2397

4860

665

ZT 175

0.7689

0.0542

0.1507

0.0262

0.5619

0.2397

5583

727

mean

5329

702

σ

938

45

T values calculated with G rt-Crd geothermomether (pressure 3000bar)

Sample

Grt rims

Crd rims 

P (bars)

T (degC)

X Alm

X SpsX Prp

X GrsX FeCrd

ZT 34/95

0.7175

0.1623

0.1009

0.0193

0.4039

3000

612

ZT 34/95

0.7097

0.1569

0.1143

0.0192

0.3545

3000

592

ZT 34/95

0.7087

0.1496

0.1147

0.0270

0.4038

3000

643

ZT 34/95

0.7161

0.1607

0.0974

0.0257

0.4012

3000

604

mean

3000

612

σ

0

19

background image

PHASE RELATIONS AND P-T PATH OF CORDIERITE-BEARING MIGMATITES                                     291

country  rocks  whose  initial  temperature  was  775–650  ºC.

Since  the  intrusion  was  most  probably  synkinematic  with

tectonic exhumation of the upper unit, and not static (Janák

1994;  Janák  et  al.  1999a,b),  the  real  temperature  increase

should be lower than the calculated values. Finally, we de-

duce  that  granodiorite-tonalite  intrusion  could  cause  only

limited (~50 ºC) increase in temperature at the contact with

the surrounding rocks, as demonstrated by the dashed arrow

in the Fig. 8. Such an extent of heating is not excluded by the

petrology of these rocks. However, more extensive heating is

not probable, because it would lead to formation of a second

generation  of  garnet  by  the  reaction  biotite  +  cordierite  +

quartz + fluid = garnet + melt (Fig. 4). No petrographic ob-

servations support such a case. All garnet is resorbed in the

same  extent,  having  similar  composition,  and  no  composi-

tional reversal in individual garnet grains indicating a new

garnet forming reaction has been observed.

Advection  of  heat  from  synkinematic  intrusion  may,  at

least close to the contact, maintain the migmatites sufficient-

ly hot during decompression, preventing rapid cooling and

crystallization of the melt.

Conclusions

Cordierite  in  the  Western  Tatra  Mountains  migmatites

originated during a retrograde part of a clockwise P-T path,

which most probably reached the metamorphic peak at more

than 750 ºC and 6 kbar (Janák et al. 1999a,b). However, only

post-peak conditions of ~700 ºC and 5.3 kbar have been re-

corded by thermobarometry.

to the cordierite-forming reaction (4). In order to test this pos-

sibility and to estimate the thermal influence of intrusion, the

program CONTACT (Spear & Peacock 1990) has been em-

ployed (Fig. 7). The Tatra granite pluton is composed predom-

inantly of granodiorite to tonalite (Kohút & Janák 1994) thus

the temperature of 850 ºC was taken as model magmatic tem-

perature of intrusion. Field observations suggest a sheet-like

shape of the Tatra granite pluton (Gorek 1956; Kahan 1969;

Kohút & Janák 1994), not exceeding the width of 2 km—the

width assumed in our model. The temperature of the country

rocks during the intrusion was ~700 ºC, as deduced from ther-

mobarometric results (Table 6, Fig. 8). The development of ac-

tual temperature in time as a function of distance from the con-

tact (in model with initial country rocks temperature of 700 ºC

and time interval of 50,000 years), is shown in Fig. 7a. It is ob-

vious  that  in  an  aureole  more  than  one  kilometer  wide,  the

maximum  temperature  was  reached  after  the  first  50,000

years. The contact aureole, showing the maximum  reached

temperature as a function of distance from intrusion, calcu-

lated for the initial country rocks temperature ranging from

650  ºC to 850 ºC (25 ºC step), is demonstrated in Fig. 7b.

The temperature increase at the contact is 40–115 ºC, for the

Fig.  7.  a  —  Time  evolution  of  temperature  as  a  function  of  dis-

tance  from  contact  with  the  intrusion;  model  for  initial  country

rocks  temperature  700  ºC;  time  step  50,000  years;  b  —  Contact

aureoles for the initial country rocks temperatures from 650 ºC to

775 ºC with step 25 ºC.

Fig. 8. Quantitative petrogenetic grid and P-T path of the cordier-

ite-bearing migmatites from the Western Tatra Mts. Wet metapelite

solidus  and  dehydration  curves  of  muscovite  and  biotite  are  ac-

cording to Le Breton & Thompson (1988), Thompson (1990) and

Stevens et al. (1997), reaction (4) according to Vielzeuf & Hollo-

way 1988 (the details are discussed in the text).

background image

292                                                                                   LUDHOVÁ

 

and JANÁK

We propose that cordierite has originated by several reac-

tions. First cordierite could have originated by the reaction

garnet  +  sillimanite  +  quartz  +  fluid  =  cordierite,  during  a

post-peak  decompression  to  a  pressure  lower  than  5  kbar.

Further cordierite-producing reaction biotite + sillimanite +

quartz + plagioclase = cordierite + K-feldspar + melt, could

take  place  during  continuous  decompression,  possibly  ac-

companied by limited (~50

 

ºC) increase in temperature due

to the heat advection from synkinematic granodiorite-tonalite

intrusion. Finally, cordierite could have been produced dur-

ing the cooling and crystallization of melt in the migmatite

leucosome.  Subsolidus  retrogression  led  to  widespread

cordierite pinitization. The origin of cordierite was also con-

trolled by the more magnesian bulk composition of cordier-

ite-bearing migmatites.

We  suggest  that  the  origin  of  cordierite  in  the  Western

Tatra Mountains is an important indicator of a high-tempera-

ture/low-pressure  metamorphic  stage,  related  to  orogenic

collapse  of  Variscan  orogen  in  the  Western  Carpathians.

There  are  close  similarities  to  the  Ve¾ká  Fatra    Mountains

(Janák  &  Kohút  1996)  and  well  documented  parts  of  the

Variscan orogen in Europe, for example Brittany (Jones &

Brown 1990; Brown & Dallmayer 1996) or the Iberian Mas-

sif (Escuder Viruete et al. 1997).

Acknowledgements: This paper is a part of Ph.D. study of

L.L.  and  was  financially  supported  by  the  Grant  of  the

Comenius University UK/3865/98 “Variscan exhumation of

high-grade metamorphic rocks in the crystalline complex of

the Tatra Mountains”. We are grateful to Pavol Siman (Geo-

logical  Survey,  Bratislava)  for  help  with  the  microprobe

analyses, Milan Kohút (Geological Survey, Bratislava), Pa-

vel Pitoòák (Geol. Inst. Academy of Science, Banská Bystri-

ca), Branislav Lupták (Comenius University, Bratislava) and

Jana  Kotková  (Geol.  Inst.  Academy  of  Science,  Praha)  for

their help during the field work. We thank Michael Brown,

Ján  Spišiak  and  Vladimír  Bezák  for  their  helpful  and  con-

structive  review of this paper.

References

Berman  R.G.,  1988:  Internally-consistent  thermodynamic  data  for

minerals  in  the  system:  Na

2

O-K

2

O-CaO-MgO-FeO-Fe

2

O

3

-

Al

2

O

3

-SiO

2

-TiO

2

-H

2

O-CO

2

. J. Petrology, 29, 445–522.

Berman R.G., 1991: Thermobarometry using multi-equilibrium cal-

culations: A new technique, with petrological applications. Ca-

nad. Mineralogist, 29, 833–855.

Berman  R.G.  &  Aranovich  L.Ya.,  1996:  Optimized  standard  state

and solution properties of minerals I. Model calibration for oli-

vine, orthopyroxene, cordierite, garnet, and ilmenite in the sys-

tem  FeO-MgO-CaO-Al

2

O

3

-TiO

2

-SiO

2

.  Contr.  Mineral.

Petrology, 126, 1–24.

Brown M. & Dallmayer R.D., 1996: Rapid Variscan exhumation and

the role of magma in core complex formation: Southern Brittany

metamorphic belt, France. J. Metamorphic Geol., 14, 361–379.

Bucher K. & Frey M., 1994: Petrogenesis of Metamorphic Rocks.

Springer-Verlag, 1–318.

Burchart J., 1968: Rubidium-strontium isochron ages of the crystal-

line  core  of  the  Tatra  Mountains,  Poland.  Amer.  J.  Sci.,  266,

895–907.

Escuder Viruete J., Indares A. & Arenas R., 1997: P-T path deter-

minations in the Tormes Gneissic Dome, NW Iberian Massif,

Spain. J. Metamorphic Geol., 15, 654–663.

Florence F.P. & Spear F.S., 1995: Intergranular diffusion kinetics

of  Fe  and  Mg  during  retrograde  metamorphism  of  a  pelitic

gneiss  from  the  Adirondack  Mountains.  Earth  Planet.  Sci.

Lett.,134, 329–340.

Fritz H., Neubauer F., Janák M. & Putiš M., 1992: Variscan mid-

crustal thrusting in the Carpathians II: Kinematics and fabric

evolution of the Western Tatra basement. Terra Abstr., Suppl.

2, 4, 24.

Fuhrman  M.L  &  Lindsley  D.H,  1988:  Ternary-feldspar  modeling

and thermometry. Amer. Mineralogist, 73, 201–216.

Gaweda A., 1995: Geochemistry and Rb/Sr isochrone age of pegma-

tites from the Western Tatra Mts. Geol. Carpathica, 46, 2, 95–99.

Gorek A., 1959: An outline of geological and petrographical rela-

tionships in the crystalline complexes of the Tatra Mts. Geol.

Zbor. SAV, 10, 13–88.

Janák M., 1994: Variscan uplift of the crystalline basement, Tatra

Mts.,  Central  Western  Carpathians:  Evidence  from 

40

Ar/

39

Ar

laser probe dating of biotite and P-T-t paths. Geol. Carpathi-

ca, 45, 293–300.

Janák M., Kahan Š. & Janèula D., 1988: Metamorphism of pelitic

rocks  and  metamorphic  zones  in  SW  part  of  Western  Tatra

Mts.  crystalline  complexes.  Geol.  Zbor.  Geol.  Carpath.,  39,

455–488.

Janák M. & Kohút M., 1996: Cordierite bearing migmatites from

the  Ve¾ká  Fatra  Mts.,  Western  Carpathians:  Geother-

mobarometry  and  implications  for  Variscan  decompression.

Geol. Carpathica, 47, 6, 354–365.

Janák M., O´Brien P.J., Hurai V. & Reutel C., 1996: Metamorphic

evolution and fluid composition of garnet-clinopyroxene am-

phibolites  from  the  Tatra  Mountains,  Western  Carpathians.

Lithos, 39, 57–79.

Janák M., Hurai V., Ludhová L. & Thomas R., 1999a: Partial melt-

ing  and  retrogression  during  exhumation  of  the  high-grade

metapelites,  the  Tatra  Mts.,  Western  Carpathians.  Phys.

Chem. Earth, 24, 289–294.

Janák M., Hurai V., Ludhová L., O´Brien P.J. & Horn E.E., 1999b:

Dehydration  melting  and  devolatilization  of  high-grade

metapelites:  The  Tatra  Mountains,  Western  Carpathians.  J.

Metamorphic Geol., 17, 4, 379–396.

Jones K.A. & Brown M., 1990: High-temperature ‘clockwise’ P-T

paths and melting in the development of regional migmatites:

An example from southern Brittany, France. J. Metamorphic

Geol., 8, 551–578.

Kahan  Š.,  1969:  The  new  insight  into  the  geological  structure  of

crystalline  complex  of  the  Western  Tatra  Mts.  Acta  Geol.

Geogr. Univ. Comen., 12, 115–122 (in German).

Kohút M. & Janák M., 1994: Granitoids of the Tatra Mts., Western

Carpathians:  Field  relationships  and  petrogenetic  implica-

tions. Geol. Carpathica, 45, 301–311.

Korikovsky S.P., Cambel B., Boronikhin V.A., Putiš M. & Miklóš

J., 1985: Phase equilibria and geothermometry in metapelitic

hornfelses in the aureole of the Modra granitoid massif (Malé

Karpaty  Mts.)  Geol.  Zbor.  Geol.  Carpath.,  36,  1,  51–74  (in

Russian).

Korikovsky  S.P.,  Janák  M.  &  Boronichin  V.A.,  1986:  Geother-

mobarometry  and  the  changes  of  the  phase  equilibria  during

the recrystallization of the garnet bearing mica-schists  in the

contact  zone  of  the  Rochovce  granite  (Slovenské  rudohorie

Mts., region Rochovce-Chyžné). Geol. Zbor. Geol. Carpath.,

37, 5, 607–633 (in Russian).

Krist  E.,  Korikovsky  S.P.,  Putiš  M.,  Janák  M.  &  Faryad  S.W.,

1992:  Geology  and  Petrology  of  Metamorphic  Rocks  of  the

Western  Carpathian  Crystalline  Complexes.  Comenius  Uni-

background image

PHASE RELATIONS AND P-T PATH OF CORDIERITE-BEARING MIGMATITES                                     293

versity Press, Bratislava, 1–324.

Kretz R., 1983: Symbols for rock forming minerals. Amer. Miner-

alogist, 68, 277–279.

Le Breton N. & Thompson A.B., 1988: Fluid absent (dehydration)

melting of biotite in metapelites in the early stages of crustal

anatexis. Contr. Mineral. Petrol., 99, 226–237.

Ludhová L., 1996: Metamorphic evolution of the metapelites from

sillimanite  metamorphic  zone  of  the  Tatra  Mts.  crystalline

complex, MSc. theses, 120 (in Slovak).

Ludhová L. & Janák M., 1996: The role of granitoid intrusion in the

metamorphic evolution of the Tatra Mts., Western Carpathians

(Slovakia). Pol. Towar. Mineral. Prace spec., 7, 84–86.

Maluski H., Rajlich P. & Matte P., 1993: 

40

Ar-

39

Ar dating of the In-

ner  Carpathians  Variscan  basement  and  Alpine  mylonitic

overprint. Tectonophysics, 223, 313–337.

Poller U., Todt W., Janák M. & Kohút M., 1997: Pre-Variscan or-

thogneisses of the Western Tatra Mountains: U-Pb single zir-

con  data  by  cathodoluminescence  controlled  dating

(CLC-dating). Terra Abstr., Suppl. 1, 9, 488.

Spear F.S., 1991: On the interpretation of peak metamorphic tem-

peratures in light of garnet diffusion during cooling. J. Meta-

morphic Geol., 9, 379–388.

Spear  F.S.,  1993:  Metamorphic  phase  equilibria  and  pressure–

temperature–time  paths.  Miner.  Soc.  Amer.,  Monograph,

Washington, D.C., 1–799.

Spear F.S. & Peacock S.M., 1990: Metamorphic Pressure–Temper-

ature–Time  paths.  Program  manual  and  computer  exercises

for  the  calculation  of  metamorphic  phase  equilibria,  P-T-t

paths and thermal evolution of orogenic belts.

Stevens G., Clemens J.D. & Droop G.T.R., 1997: Melt production

during  granulite-facies  anatexis:  experimental  data  from

“primitive”  metasedimentary  protoliths.  Contr.  Mineral.  Pe-

trology, 128, 352–370.

Thompson A.B., 1990: Heat, fluids and melting in the granulite fa-

cies.  In:  Vielzeuf  D.  &  Vidal  Ph.  (Eds.):  Granulites  and

Crustal Evolution. Kluwer, Dordrecht, 37–57.

Todt W., Poller U., Kohút M. & Janák M., 1998: U-Pb zircon dat-

ing  of  metamorphic  rocks  of  the  Western  Tatra  using  single

zircon under cathodoluminiscence control. Abstracts of ICOG

9, Beijing, Chin. Sci. Bull., 43, 130.

Vielzeuf  D.  &  Holloway  J.R.,  1988:  Experimental  determination

of  the  fluid-absent  melting  relations  in  the  pelitic  system.

Contr. Mineral. Petrology, 98, 257–276.

Vozárová A., 1990: Development of the metamorphism in the Ge-

mereic/Veporic  contact  zone  (Western  Carpathians).  Geol.

Zbor. Geol. Carpath., 41, 5, 475–502.

Vrána  S.,  1964:  Petrology  of  the  Veporic  crystalline  complex

around Slavošovice. Geol. Práce, Spr., 33, 5–31 (in Czech).