background image

www.geologicacarpathica.sk

GEOLOGICA CARPATHICA, JUNE 2009, 60, 3, 193—204                                                    doi: 10.2478/v10096-009-0013-4

Introduction

A  common  textural  feature  in  eclogites  resulting  from  re-
equilibration at pressures below those of the eclogite facies,
is the replacement of eclogite facies omphacite by symplec-
titic  intergrowths  of  sodic  plagioclase  and  clinopyroxene
with lower Na and Al content than the initial clinopyroxene.
In most cases, it is diopside with jadeite content below 20 %.
The resulting mineral assemblage of garnet + clinopyroxene
+ plagioclase + quartz is the same as that found in high-pres-
sure mafic granulites without evidence of an eclogite facies
evolution.  Orthopyroxene  is  commonly  formed  in  pressure
conditions  lower  than  the  peak  recorded  pressure  (O’Brien
1997; O’Brien & Rötzler 2003).

Overprinted  eclogites  occur  in  several  complexes  of  the

Variscan  basement  of  the  Western  Carpathians  in  Slovakia.
In  these  rocks  a  high-pressure,  eclogitic  stage  has  been  in-
ferred from symplectites indicating the breakdown of prima-
ry  omphacite  (e.g.  Hovorka  &  Méres  1990;  Hovorka  et  al.
1992;  Janák  et  al.  1996,  1997;  Janák  &  Lupták  1997;  Kori-
kovsky & Hovorka 2001; Faryad et al. 2005). Eclogites with
preserved  omphacite  are  rare.  They  have  been  found  in  the
eastern part of the Low Tatra Mountains (Janák et al. 2003,
2007),  which  belongs  to  the  Veporic  Unit  of  the  Western
Carpathians.  Here,  eclogites  occur  as  lenses  and  boudins  in
the kyanite-bearing gneisses. Omphacite with the highest ja-

Eclogites overprinted in the granulite facies from the

Ďumbier Crystalline Complex (Low Tatra Mountains,

Western Carpathians)

MARIAN JANÁK

1*

, TOMÁŠ MIKUŠ

2

, PAVEL PITOŇÁK

3

 and JÁN SPIŠIAK

4

1

Geological Institute, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, P.O. Box 106, 840 05 Bratislava 45, Slovak Republic;

*

marian.janak@savba.sk

2

Geological Institute, Slovak Academy of Sciences, Severná 5, 974 01, Banská Bystrica, Slovak Republic

3

ENVIGEO, a.s., Kynce ová 2, 974 11 Banská Bystrica, Slovak Republic

4

Faculty of Natural Sciences, Matej Bel University, Tajovského 40, 974 01 Banská Bystrica, Slovak Republic;  spisiak@fpv.umb.sk

(Manuscript received June 17, 2008; accepted in revised form October 23, 2008)

Abstract: Metabasites with evidence for breakdown of former eclogites and recrystallization under granulite facies condi-
tions occur in the Ďumbier  Crystalline  Complex of the Low Tatra Mountains, Central Western Carpathains. Textural
relationships, phase equilibrium modelling and thermobarometry have been used to determine the P-T evolution of these
rocks. Omphacite diagnostic for the eclogites facies stage is absent but its former presence is inferred from the symplectitic
intergrowths of clinopyroxene + plagioclase. The re-equilibration in high-pressure granulite facies conditions is demon-
strated by the assemblage garnet + clinopyroxene (< 10 % Jd) + plagioclase + quartz. The phase equilibrium modelling us-
ing THERIAK-DOMINO program and conventional geothermobarometry suggest the P-T conditions of 750—760 °C and
1.1—1.5 GPa for the high-pressure granulite stage. Orthopyroxene formed in the clinopyroxene + plagioclase symplectites
and kelyphites and coronas around garnet at P-T conditions of ca. 0.7—1.0 GPa and 650—700 °C. P-T evolution of granulitized
eclogites is interpreted as the result of two metamorphic events; early Variscan eclogite facies metamorphism was fol-
lowed by granulite facies thermal overprint in the Carboniferous time. The second metamorphic event was crucial for
breakdown of eclogites, these are only seldom preserved in the pre-Alpine basement of the Western Carpathians.

Key words: Western Carpathians, Low Tatra Mountains, geothermobarometry, phase equilibrium, modelling, granulites,
eclogites.

deite content (~ 40 mol %) occurs as inclusions in the garnet
whereas  omphacite  with  lower  jadeite  content  is  present  in
the matrix. Most of the clinopyroxene has jadeite content be-
low  19 mol %,  forming  the  symplectites  with  plagioclase,
amphibole and quartz.

In  this  paper  we  describe  the  overprinted  eclogites  from

the western part of the Low Tatra Mountains which belongs
to  the  Tatric  Unit  of  the  Western  Carpathians.  The  investi-
gated rocks show the microtextures indicative for breakdown
of  former  eclogites  and  recrystallization  under  granulite  fa-
cies conditions with formation of orthopyroxene. The paper
describes the mineralogical and petrological features, which
constrain  the  P-T  evolution,  supported  by  pseudosection
modelling and thermobarometry. Preservation of eclogites is
discussed  within  the  context  of  the  Variscan  tectonometa-
morphic evolution of the Western Carpathians.

Geological setting

The studied eclogites come from the Ďumbier Crystalline

Complex of the Low Tatra Mountains (Fig. 1). The Ďumbier
Crystalline  Complex  is  composed  of  pre-Mesozoic  grani-
toids,  high-grade  felsic  rocks  (orthogneisses,  granulites,
paragneisses),  metabasites  and  metaultramafic  rocks  (Spi-
šiak  &  Pitoňák  1990;  Biely  et  al.  1992;  Krist  et  al.  1992;

background image

194

JANÁK, MIKUŠ, PITOŇÁK and SPIŠIAK

Petrík et al. 2006). The metamorphic rocks are intruded by a
pluton which consists of several (Ďumbier, Prašivá and Lati-
borská ho a) types of granitoid rocks, ranging from tonalite
to  granodiorite  and  granite.  These  magmatic  rocks  occur  in
the  northern  part  of  the  area  whereas  metamorphic  rocks
form the southern belt with a transitional zone of migmatites
at their contact (Bezák & Klinec 1983). The whole complex
belongs  to  the  upper  tectonic  unit  (Putiš  1992;  Janák  1994;
Bezák et al. 1997; Plašienka et al. 1997) within the Variscan
structure of the Western Carpathians.

Overprinted  eclogites  form  dm—m  lenses  in  banded  am-

phibolites, also referred to as the “leptyno-amphibolite com-
plex” (LAC) sensu Hovorka et al. (1994, 1997). Because of a
lack of surface outcrops, most of such lenses were found un-
derground, in the former mine for gold and tungsten, in the

so  called  “Jasenie-Kyslá  ore  deposit”  (Fig. 1).  The  whole
complex is penetrated by veins of aplites and leucogranites.
Metabasites  are  intimately  associated  with  surrounding  or-
thogneisses  (augen-gneisses)  and  migmatites,  all  exhibiting
mylonitization  and  shearing  under  ductile  conditions.  In  the
metapelitic gneisses sillimanite and very rarely kyanite partly
transformed to sillimanite occur together with garnet, K-feld-
spar,  plagioclase,  biotite,  muscovite,  rutile  and  quartz.  All
the  metamorphic  rocks  exhibit  high-grade  metamorphism
and partial melting with formation of migmatites under granu-
lite  facies  conditions,  being  partly  retrogressed  under  am-
phibolite to greenschist facies conditions (Spišiak & Pitoňák
1990; Janák et al. 2000a,b; Mikuš et al. 2007). The crystal-
line  basement  is  overlain  by  Mesozoic  and  Cenozoic  sedi-
mentary cover sequences and nappes.

Fig. 1. Simplified geological maps of a) the Western Carpathians with occurrences of high-pressure metabasites (stars), b) the central part
of the Ďumbier Crystalline Complex in the Low Tatra Mountains (modified from Biely et al. 1992), and c) the position of the investigated
metabasites in the Jasenie-Kyslá ore deposit (according to Spišiak & Pitoňák 1990).

background image

195

ECLOGITES OVERPRINTED IN THE GRANULITE FACIES (WESTERN CARPATHIANS)

The  SHRIMP  dating  of  zircon  from  banded  amphibolites

suggests  an  Ordovician  (481± 5 Ma)  age  for  the  magmatic
protolith  and  two  Variscan  metamorphic  events  (428—411
and  338±6 Ma;  Putiš  et  al.  2008).  The  electron  microprobe
dating of monazite from biotite gneisses and augen-gneisses
gave mostly Carboniferous (350—340 Ma) ages, some mona-
zite cores are older (ca. 470 and 390 Ma; Petrík et al. 2006).
The  age  of  the  tonalite-granodiorite  pluton  (Ďumbier  type)
according  to  zircon  dating  (330 ± 10,  Poller  et  al.  2001;
343 ± 3 Ma, Putiš et al. 2003) is Carboniferous.

Petrography

The investigated rocks come from the gallery no. 4 in the

Šifrová dolina Valley north of Jasenie (Fig. 1). They exhibit
a  massive  texture  with  reddish  garnet  and  pale  green  cli-
nopyroxene variably replaced by dark green amphibole. The
sample J-257 comes from the core of a lens embedded in the
leucocratic  (trondhjemite-tonalite)  and  mafic  (amphibolite,
amphibole-biotite gneiss) layers (Fig. 2). This fabric is relat-
ed to shearing and deformation during exhumation. The gar-
net  and  clinopyroxene-bearing  lenses  apparently  represent
relics  of  eclogites,  preserved  as  boudins  in  the  more  retro-
gressed and deformed host rocks. The bulk rock composition
of  sample  J-257  was  determined  by  standard  wet  chemical
analysis (Table 1).

Microstructures along with variations in mineral chemistry

suggest that the investigated metabasites have experienced a
complex  metamorphic  history.  Four  stages  of  recrystalliza-
tion have been identified.

a) The eclogite facies stage is inferred from clinopyroxene +

plagioclase  symplectites  after  primary  omphacite  (Fig. 3a,c).

Under  the  eclogites  facies  conditions  the  stable  mineral  as-
semblage  may  have  consisted  of  garnet,  omphacite,  rutile
and quartz with minor phengite and zoisite.

b) The  granulite  facies  stage  is  demonstrated  by  replace-

ment of omphacite by clinopyroxene + plagioclase symplec-
tites  and  formation  of  orthopyroxene.  The  orthopyroxene
occurs  mostly  in  the  kelyphitic  rims  and  coronas  together
with plagioclase around garnet but also in the clinopyroxene
+ plagioclase symplectites (Fig. 3c,e); it is a later phase than
garnet and clinopyroxene.

c) The amphibolite facies stage is manifested by formation

of amphibole replacing pyroxenes and garnet; it is the most
abundant  phase  of  the  matrix  (Fig. 3e,f).  Minor  epidote,  ti-
tanite, ilmenite, biotite and muscovite also belong to the am-
phibolite facies assemblage.

d) The greenschist facies stage is the latest one, with for-

mation  of  actinolite,  chlorite,  quartz  and  calcite,  mostly  in
the fractures and veins.

Mineral chemistry

The  chemical  composition  of  the  major  mineral  phases

was  determined  by  CAMECA  SX-100  electron  microprobe
at the State Geological Institute of Dionýz Štúr in Bratislava.
The  operating  conditions  were  as  follows:  15 kV  accelerat-
ing  voltage,  20 nA  beam  current,  counting  times  20 s  on
peaks and beam diameter of 2—10 µm. Mineral standards (Si,
Ca: wollastonite, Na: albite, K: orthoclase, Fe: fayalite, Mn:
rhodonite), pure element oxides (TiO

2

, Al

2

O

3

, Cr

2

O

3

, MgO)

and metals (Ni) were used for calibration. Raw counts were
corrected using on-line PAP routine. Fe

3+

 in clinopyroxenes

was calculated according to the charge balance proposed by
Ryburn et al. (1976). Fe

3+

 in amphiboles was calculated as-

suming  an  ideal  stoichiometry  according  to  Schumacher
(1997). The mineral abbreviations in this paper are according
to Kretz (1983).

Garnet  forms  porphyroblasts  with  abundant  inclusions  in

the  cores  (Fig. 3a,b).  Some  inclusions  (amphibole,  zoisite,
rutile, phengitic white mica, quartz) may have been inherited
from  the  prograde  metamorphic  stage  but  re-equilibrated  in
the high-pressure granulite stage as deduced from their com-
position.  However,  many  “inclusions”  (amphibole,  plagio-
clase,  epidote,  chlorite,  muscovite  and  quartz)  are  connected
with matrix by fractures (Fig. 3a,b) and these were obviously
related to fluids influx during the post-granulite retrogression.
The garnets correspond to almandine (25—54 mol %) with sig-
nificant  grossular  (22—27 mol %)  and  pyrope  (19—30 mol %)
contents (Table 2). The garnet compositional profile (Fig. 4)
is relatively smooth, with an initial decrease of Prp and X

Mg

concomitant with increase in X

Fe

 from the core to the rim at

nearly  constant  Sps  and  slightly  increasing  Grs  contents.  A
reverse  pattern  with  slightly  increasing  Prp,  X

Mg

  and  de-

SiO

2

 TiO

2

 Al

2

O

3

 Fe

2

O

3

 FeO 

MnO MgO CaO Na

2

O K

2

O P

2

O

5

 

H

2

O LOI  Total 

48.86 1.03 14.04  1.75  7.72 0.18 10.61 8.86  1.91  1.52  0.1  0.31 3.1  99.99 

Table 1: Bulk rock composition of sample J-257 (wt. % oxides).

Fig. 2.  Lens  (boudin)  of  eclogite  (sample  J-257)  embedded  in  the
trondhjemite-amphibolite bands.

background image

196

JANÁK, MIKUŠ, PITOŇÁK and SPIŠIAK

creasing  X

Fe

  can  be  observed  in  the  medium  part  of  garnet

but close to the edge there is a decrease in Prp, X

Mg

 as well

as  Grs  accompanied  by  increase  in  Sps,  Alm  and  X

Fe

.  The

maximum  X

Mg

  occurs  in  the  garnet  cores  whereas  rims  are

depleted (Table 2). We infer that the actual rim of garnet that
existed  at  the  peak  stage  is  no  longer  present.  It  has  been
consumed  by  the  reactions  producing  kelyphite  and  corona
textures.  The  observed  zonation  resulted  from  retrogression
and partial resorption of garnet.

Clinopyroxene  occurs  as  glomeroblastic  and  vermicular

grains,  symplectitically  intergrown  with  plagioclase  (Fig. 3).
This indicates breakdown of primary, more Na and Al-rich cli-
nopyroxene  (omphacite)  to  secondary  clinopyroxene  and  pla-
gioclase.  The  characteristic  “fingerprint”  textures  have  mostly
been  recrystallized  to  coarser,  granoblastic  aggregates  (e.g.
Joanny et al. 1991; Anderson & Moecher 2007), where amphib-
ole is also present (Fig. 3c). Symplectitic clinopyroxene is diop-
side (Table 3) with very low Al and Na contents (XJd

0.1). It

Fig. 3. Back-scattered electron (BSE) images. a – Garnet porphyroblast surrounded by plagioclase kelyphite. The matrix is composed of
clinopyroxene + plagioclase symplectite and lath-shaped amphibole. – Garnet porphyroblast with line marking the location of the analy-
sed profile shown in Fig. 4. c – Symplectites of clinopyroxene + plagioclase partly replaced by amphibole. d – Symplectite of clinopy-
roxene + plagioclase partly replaced by orthopyroxene. Note a coarser clinopyroxene-plagioclase intergrowths. e – Garnet surrounded by
orthopyroxene + plagioclase + amphibole kelyphite. – Detail of orthopyroxene + plagioclase + kelyphite in corona around partly decom-
posed garnet. Orthopyroxene itself is partly replaced by chlorite.

background image

197

ECLOGITES OVERPRINTED IN THE GRANULITE FACIES (WESTERN CARPATHIANS)

shows slight compositional zoning with cores richer in Al and
Na with respect to the rims (Table 3), which indicates recrystal-
lization  of  more  jadeitic  clinopyroxene.  Inclusions  of  clinopy-
roxene in garnet are small, their size is up to 10 µm and compo-
sition  is  similar  to  that  of  symplectitic  clinopyroxene.    The
composition of the “primary” omphacite has been reconstructed
from the modal proportions in clinopyroxene + plagioclase sym-
plectites  (BSE  image  at  high  magnification),  converting  the
phase volumes (34 % Plg+66 % Cpx) to weight % using densi-
ties of 2.7 g · cm

—3

 for plagioclase and 3.4 g · cm

—3

 for clinopy-

roxene. Average analysis of several symplectitic domains yields
an initial jadeite content of 23 mol % (Table 3).

Orthopyroxene  occurs  in  the  clinopyroxene + plagioclase

symplectitic domains (Fig. 3d) and in kelyphitic rims around
garnets together with plagioclase and amphibole (Fig. 3e,f).
The  composition  of  orthopyroxene  is  almost  uniform,  with
0.26—0.28 X

Mg

 and < 0.5 wt. % CaO contents (Table 4).

Amphibole  occurs  as  several  compositional  and  textural

types. Small euhedral crystals are enclosed in the garnet cores
(Fig. 3b). In kelyphitic rims around garnets amphibole occurs
as lath-shaped crystals, or vermicular intergrowths with ortho-
pyroxene and plagioclase near the garnet (Fig. 3f). Matrix am-
phiboles  are  either  large,  strongly  pleochroic,  brown-green
grains, or smaller grains that replace or form part of symplec-
tites with clinopyroxene and plagioclase (Fig. 3c). These am-
phiboles are less aluminous and less sodic and correspond to
Mg-hornblende (classification according to Leake 1997). Act-
inolite  is  a  later  phase,  that  formed  zones  around  or  grew
along fractures within earlier amphiboles. Representative mi-
croprobe analyses of amphiboles are presented in Table 5.

Plagioclase  textures  suggest  that  it  is  a  secondary  phase

formed  due  to  the  breakdown  of  garnet  and  clinopyroxene.
Plagioclases  in  the  symplectites  with  clinopyroxene  have
An

25—30

 (Table 6) whereas in the kelyphitic rims around gar-

nets they have An

48—78

. Albite occurs in domains containing

chlorite and actinolite.

P-T

 evolution

The  pressure  and  temperature  conditions  of  metamor-

phism  can  be  constrained  using  conventional  mineral  ther-
mobarometers  as  well  as  pseudosection  calculations  (e.g.
Powell  &  Holland  2008).  Conventional  thermobarometry
employs  the  equilibrium  thermodynamics  of  balanced  reac-
tions between minerals combined with the observed mineral
end-member  compositions.  In  contrast,  pseudosections  em-
ploy  a  method  of  Gibbs  free  energy  minimization  in  a  for-
ward  modelling  of  mineral  parageneses  for  a  given  rock
composition,  with  the  potential  to  provide  additional  petro-
genetic information. We used both methods to constrain the

anal. 

point 

core rim core rim core rim core rim 

SiO

2

 

       39.04 

       38.62 

       39.49 

       39.10 

       38.76 

       38.65 

       38.54 

       38.64 

TiO

2

 

         0.03 

         0.05 

         0.04 

         0.03 

         0.00 

         0.00 

         0.08 

         0.08 

Al

2

O

3

 

       21.81 

       21.23 

       21.70 

       21.45 

       22.29 

       21.82 

       22.37 

       22.24 

Cr

2

O

3

 

         0.02 

         0.30 

         0.01 

         0.07 

         0.00 

         0.00 

         0.00 

         0.00 

FeO 

       24.30 

       25.93 

       24.23 

       24.25 

       21.52 

       22.77 

       22.33 

       23.21 

MnO 

         0.87 

         1.18 

         0.82 

         1.03 

         0.80 

         0.85 

         0.74 

         1.01 

MgO 

         5.53 

         4.74 

         6.37 

         5.27 

         7.60 

         5.67 

         6.24 

         5.56 

CaO 

         9.26 

         9.06 

         8.16 

         9.79 

         8.53 

         9.87 

         9.55 

         9.90 

Total 

     100.84 

     101.11 

     100.81 

     100.98 

       99.50 

       99.63 

       99.93 

     100.65 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si 

         3.001 

         2.989 

         3.012 

         3.026 

         2.980 

         2.999 

         2.971 

         2.974 

Ti 

         0.002 

         0.003 

         0.002 

         0.003 

         0.000 

         0.000 

         0.005 

         0.005 

Al 

         1.976 

         1.936 

         1.948 

         1.960 

         2.020 

         1.995 

         2.032 

         2.018 

Cr 

         0.001 

         0.018 

         0.004 

         0.000 

         0.000 

         0.000 

         0.000 

         0.000 

Fe

3+

 

         0.087 

         0.097 

         0.093 

         0.085 

         0.085 

         0.085 

         0.082 

         0.086 

Fe

2+

 

         1.474 

         1.581 

         1.469 

         1.468 

         1.299 

         1.392 

         1.358 

         1.408 

Mn 

         0.057 

         0.077 

         0.067 

         0.053 

         0.052 

         0.056 

         0.048 

         0.066 

Mg 

         0.633 

         0.547 

         0.605 

         0.727 

         0.871 

         0.656 

         0.717 

         0.638 

Ca 

         0.762 

         0.751 

         0.808 

         0.670 

         0.703 

         0.820 

         0.789 

         0.817 

Total 

         8.009 

         8.002 

         8.010 

         7.991 

         8.010 

         8.003 

         8.014 

         8.013 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

alm

 

         0.504 

         0.535 

         0.498 

         0.249 

         0.444 

         0.476 

         0.466 

         0.481 

X

sps

 

         0.019 

         0.026 

         0.023 

         0.503 

         0.018 

         0.019 

         0.017 

         0.022 

X

prp

 

         0.216 

         0.185 

         0.205 

         0.018 

         0.298 

         0.224 

         0.246 

         0.218 

X

grs

 

         0.249 

         0.240 

         0.261 

         0.220 

         0.231 

         0.269 

         0.260 

         0.267 

X

Mg

 

         0.300 

         0.257 

         0.292 

         0.331 

         0.401 

         0.320 

         0.346 

         0.312 

 

Table 2: Representative microprobe analyses of garnet. Formula normalization to 12 oxygens.

Fig. 4.  Compositional  profile  across  garnet  shown  in  Fig. 3b.
Length of profile is 400 µm.

background image

198

JANÁK, MIKUŠ, PITOŇÁK and SPIŠIAK

P-T evolution of the investigated metabasites from the Ďum-
bier Crystalline Complex.

The phase equilibrium modelling was performed with the

THERIAK-DOMINO  program  (De  Capitani  1994).  This
program  performs  a  Gibbs  free  energy  minimization  using
the algorithm of De Capitani & Brown (1987). For thermo-
dynamic calculations, bulk rock composition of sample J-257
(Table 1)  was  used  in  the  simplified  system  NCFMASH

(Na

2

O—CaO—FeO—MgO—Al

2

O

3

—SiO

2

H

2

O), with water content in excess to model

the water-saturated conditions (e.g. Carson
et  al.  1999;  Guiraud  et  al.  2001).  We  as-
sume  that  effective  bulk  composition  (e.g.
Stüwe 1997) was essentially homogeneous
on  the  scale  of  measured  sample.  It  was
probably  not  significantly  affected  by  the
garnet  fractionation  process  since  there  is
an  absence  of  growth  zoning  in  the  mea-
sured garnets but some parts of garnet that
existed  at  the  peak-pressure  stage  could
have  been  removed  from  the  equilibrating
volume  of  rock  by  reactions  consuming
garnet and producing kelyphite and corona
textures.  We  used  the  program  DOMINO
with the internally consistent mineral data-
base (JUN92, an updated version of that of
Berman  1988)  and  solid  solution  models
for  garnet  (Berman  1990),  omphacite,  am-
phibole (Meyre et al. 1997), feldspar (Fuhr-
man  &  Lindsley  1988)  and  orthopyroxene
as available from the THERIAK-DOMINO
website: http://titan.minpet.unibas.ch/minpet/
theriak/theruser.html.  The  calculated  equi-

Table 3: Representative microprobe analyses of clinopyroxene and recalculated composition of omphacite. Formula normalization to 6 oxy-
gens and 4 cations.

  type 

in Grt 

in Grt 

symplect. 

symplect. symplect. symplect. symplect. omp 

calc. 

SiO

2

 

       53.90 

       54.09 

       53.49 

       53.01 

       53.70 

       53.48 

       53.30 

       56.57 

TiO

2

 

         0.03 

         0.08 

         0.09 

         0.09 

         0.06 

         0.11 

         0.07 

         0.06 

Al

2

O

3

 

         2.47 

         3.14 

         4.19 

         2.00 

         3.23 

         2.51 

         2.02 

         9.16 

Cr

2

O

3

 

         0.10 

         0.08 

         0.08 

         0.09 

         0.01 

         0.14 

         0.12 

         0.00 

FeO 

         5.87 

         6.88 

         6.43 

         8.12 

         6.49 

         8.34 

         6.60 

         4.98 

MnO 

         0.19 

         0.13 

         0.13 

         0.12 

         0.17 

         0.14 

         0.07 

         0.09 

MgO 

       14.19 

       14.16 

       13.48 

       14.12 

       13.65 

       13.92 

       14.69 

       10.10 

CaO 

       22.13 

       21.56 

       21.12 

       22.31 

       21.80 

       22.27 

       22.06 

       16.97 

Na

2

         1.05 

         1.28 

         1.41 

         0.44 

         1.08 

         0.67 

         0.80 

         3.43 

K

2

         0.01 

         0.00 

         0.01 

         0.01 

         0.01 

         0.01 

         0.02 

         0.05 

Total 

       99.94 

     101.40 

     100.42 

     100.30 

     100.20 

     101.60 

       99.79 

     101.41 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si 

         1.980 

         1.964 

         1.954 

         1.962 

         1.970 

         1.955 

         1.969 

         1.993 

Ti 

         0.001 

         0.002 

         0.003 

         0.002 

         0.002 

         0.003 

         0.002 

         0.002 

Al 

         0.107 

         0.134 

         0.180 

         0.087 

         0.140 

         0.108 

         0.088 

         0.381 

Cr 

         0.003 

         0.002 

         0.002 

         0.003 

         0.000 

         0.004 

         0.003 

         0.000 

Fe

3+

 

         0.003 

         0.022 

         0.004 

         0.013 

         0.000 

         0.019 

         0.026 

         0.000 

Fe

2+

 

         0.178 

         0.187 

         0.193 

         0.239 

         0.199 

         0.236 

         0.178 

         0.147 

Mn 

         0.006 

         0.004 

         0.004 

         0.004 

         0.005 

         0.004 

         0.002 

         0.003 

Mg 

         0.777 

         0.767 

         0.734 

         0.779 

         0.747 

         0.759 

         0.809 

         0.531 

Ca 

         0.871 

         0.839 

         0.827 

         0.885 

         0.857 

         0.872 

         0.873 

         0.641 

Na 

         0.075 

         0.090 

         0.100 

         0.032 

         0.077 

         0.048 

         0.058 

         0.234 

         0.000 

         0.000 

         0.000 

         0.001 

         0.000 

         0.000 

         0.001 

         0.002 

Total 

         4.001 

         4.011 

         4.002 

         4.006 

         3.997 

         4.009 

         4.010 

         3.933 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

Jd

  

         0.07 

         0.06 

         0.09 

         0.01 

         0.07 

         0.02 

         0.03 

         0.23 

 

Table 4: Representative microprobe analyses of orthopyroxene. Formula normalization to
6 oxygens and 4 cations.

SiO

2

 

       52.50 

       52.69 

       51.98 

       52.38 

       52.78 

       52.56 

TiO

2

 

         0.04 

         0.05 

         0.05 

         0.06 

         0.03 

         0.05 

Al

2

O

3

           0.95 

         0.72 

         0.70 

         0.40 

         0.61 

         0.74 

Cr

2

O

3

           0.16 

         0.15 

         0.14 

         0.04 

         0.05 

         0.09 

FeO 

       27.83 

       27.60 

       27.20 

       27.32 

       26.48 

       26.30 

MnO           0.51 

         0.48 

         0.53 

         0.54 

         0.52 

         0.57 

MgO 

       19.58 

       19.49 

       19.17 

       19.40 

       20.25 

       19.90 

CaO 

         0.53 

         0.50 

         0.49 

         0.56 

         0.57 

         0.51 

Na

2

O           0.01 

         0.04 

         0.03 

         0.06 

         0.00 

         0.02 

K

2

         0.01 

         0.02 

         0.01 

         0.01 

         0.00 

         0.01 

Total       102.20 

     101.82 

     100.34 

     100.83 

     101.33 

     100.76 

 

 

 

 

 

 

 

Si 

1.961 1.972 1.975 1.980 1.977 1.979 

Ti 

0.001 0.001 0.002 0.002 0.001 0.001 

Al 

0.042 0.032 0.031 0.018 0.027 0.033 

Cr 

0.005 0.005 0.004 0.001 0.001 0.003 

Fe

3+

 

0.030 0.021 0.013 0.018 0.017 0.006 

Fe

2+

 

0.840 0.843 0.851 0.846 0.813 0.822 

Mn 

0.016 0.015 0.017 0.017 0.017 0.018 

Mg 

1.090 1.087 1.086 1.093 1.131 1.117 

Ca 

0.021 0.020 0.020 0.023 0.023 0.021 

Na 

0.001 0.003 0.002 0.004 0.000 0.001 

0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 0.001 

Total 

4.007 3.999 4.003 4.003 4.006 4.001 

 

 

 

 

 

 

 

X

Mg

  

        0.56 

        0.56 

        0.56 

        0.56 

        0.58 

        0.58 

librium  phase  diagram  is  shown  in  Fig. 5.  The  isopleths  of
mineral compositions were computed for a fixed bulk com-
position  with  the  program  DOMINO.  The  isopleths  corre-
sponding  to  measured  mineral  compositions  for  garnet,
omphacite, orthopyroxene and plagioclase constrain the P-T
conditions of equilibrium assemblages (Fig. 6).

Pressure and temperature conditions were also calculated by

the  application  of  several  standard  geothermometers  and

background image

199

ECLOGITES OVERPRINTED IN THE GRANULITE FACIES (WESTERN CARPATHIANS)

geobarometers,  determined  by  the  coexisting  mineral  assem-
blage. Temperatures were obtained from garnet-clinopyroxene
(Powell 1985; Krogh Ravna 2000) and garnet-orthopyroxene
(Harley 1984; Sen & Bhattacharya 1984) geothermometers. In
garnet  +  clinopyroxene  +  plagioclase  +  quartz  assemblages,
pressures were calculated from the Mg  end-member reaction
according to Newton & Perkins (1982), Moecher et al. (1988)
and Powell & Holland (1988). In Powell & Holland’s calibra-
tion,  both  Hodges  &  Spear  (1982),  and  Ganguly  &  Saxena
(1984) garnet mixing models were employed. In those involv-
ing  garnet  +  orthopyroxene  +  plagioclase  +  quartz,  calibra-
tions  of  Newton  &  Perkins  (1982)  and  Powell  &  Holland
(1988) with Mg end-member and Moecher et al. (1988) with
Fe end-member reaction were used.

Table 5: Representative microprobe analyses of amphibole. Formula normalization to 23 oxygens and 16 cations.

Table 6: Representative microprobe analyses of plagioclase. Formula normalization to 8 oxygens.

anal. 

point  kelyphite symplect. symplect. symplect. kelyphite kelyphite symplect. kelyphite 

SiO

2

 

     56.64 

     62.76 

     61.11 

     60.97 

     58.36 

     48.11 

     61.20 

     51.01 

Al

2

O

3

 

     28.01 

     24.17 

     24.62 

     24.48 

     26.18 

     32.57 

     24.87 

     31.63 

FeO 

       0.32 

       0.22 

       0.08 

       0.26 

       0.39 

       0.45 

       0.16 

       0.22 

CaO 

     10.13 

       5.54 

       5.63 

       5.93 

       8.07 

     15.75 

       6.37 

     14.20 

Na

2

       5.96 

       8.77 

       8.38 

       8.53 

       7.01 

       2.39 

       7.90 

       3.46 

K

2

       0.07 

       0.16 

       0.04 

       0.13 

       0.08 

       0.05 

       0.13 

       0.05 

Total 

   101.12 

   101.64 

     99.89 

   100.34 

   100.11 

     99.34 

   100.67 

   100.57 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si 

       2.521 

       2.743 

       2.714 

       2.705 

       2.610 

       2.219 

       2.701 

       2.309 

Al 

       1.469 

       1.245 

       1.289 

       1.280 

       1.380 

       1.770 

       1.294 

       1.687 

Fe 

       0.012 

       0.008 

       0.003 

       0.010 

       0.015 

       0.017 

       0.006 

       0.008 

Ca 

       0.483 

       0.260 

       0.268 

       0.282 

       0.386 

       0.778 

       0.301 

       0.689 

Na 

       0.514 

       0.743 

       0.722 

       0.734 

       0.608 

       0.213 

       0.676 

       0.304 

       0.004 

       0.009 

       0.002 

       0.007 

       0.004 

       0.003 

       0.007 

       0.003 

Total 

       5.003 

       5.007 

       4.998 

       5.018 

       5.002 

       5.000 

       4.986 

       5.000 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ab 

     51.34 

     73.44 

     72.76 

     71.72 

     60.87 

     21.45 

     68.67 

     30.52 

An 

     48.25 

     25.66 

     27.01 

     27.56 

     38.7 

     78.27 

     30.57 

     69.19 

Or 

       0.41 

       0.9 

       0.23 

       0.72 

       0.43 

       0.28 

       0.76 

       0.29 

 

High-pressure granulite facies P-T conditions

As demonstrated above, the formation of clinopyroxene +

plagioclase  symplectites  indicates  a  passage  from  eclogite
facies  to  the  high-pressure  granulite  facies  (e.g.  Zhao  et  al.
1991; O’Brien 1997; O’Brien & Rötzler 2003; Groppo et al.
2007).  The  P-T  conditions  of  eclogite  recrystallization  and
formation  of  high-pressure  granulite  facies  assemblage  gar-
net  +  clinopyroxene  +  plagioclase  +  amphibole  +  quartz
have been modelled from the measured composition of gar-
net cores and clinopyroxene + plagioclase symplectites (Ta-
bles 2,  3  and  6).  We  used  the  garnet  with  the  highest  X

Mg

,

clinopyroxene with the highest jadeite, and plagioclase with
the  lowest  anorthite  in  the  calculations.  The  0.4  X

Mg

  Grt,

type 

in Grt 

in Grt 

kelyphite 

kelyphite 

symplect. 

symplect. 

matrix 

matrix 

matrix 

matrix 

SiO

2

 

    46.50 

    49.01 

    49.51 

    46.93 

    48.88 

    47.08 

    52.18 

    49.05 

    53.59 

    52.06 

TiO

2

 

      0.98 

      0.79 

      0.82 

      1.52 

      0.75 

      0.66 

      0.57 

      1.05 

      0.32 

      0.53 

Al

2

O

3

 

    12.54 

      8.31 

      7.87 

    10.15 

      8.34 

      9.96 

      5.35 

      7.87 

      4.34 

      5.87 

Cr

2

O

3

 

      0.08 

      0.38 

      0.60 

      0.54 

      0.23 

      0.16 

      0.13 

      0.16 

      0.08 

      0.13 

FeO

 

    10.23 

    10.84 

    11.51 

    12.64 

    10.77 

    11.75 

    10.16 

    11.01 

      9.94 

    10.18 

MnO 

      0.10 

      0.07 

      0.14 

      0.16 

      0.17 

      0.05 

      0.10 

      0.20 

      0.12 

      0.17 

MgO 

    14.36 

    14.82 

    15.12 

    13.36 

    15.44 

    14.35 

    16.98 

    15.36 

    17.11 

    16.44 

CaO 

    12.15 

    11.58 

    11.90 

    11.28 

    11.71 

    11.56 

    11.74 

    11.89 

    12.14 

    12.01 

Na

2

      1.73 

      1.27 

      1.18 

      1.75 

      1.33 

      1.62 

      0.77 

      1.25 

      0.41 

      0.72 

K

2

      0.24 

      0.18 

      0.18 

      0.24 

      0.14 

      0.21 

      0.04 

      0.15 

      0.07 

      0.10 

Total 

    99.06 

    97.38 

    98.89 

    98.72 

    97.76 

    97.40 

    98.02 

    97.99 

    98.12 

    98.21 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si 

      6.561 

      7.007 

      6.984 

      6.698 

      6.935 

      6.748 

      7.316 

      6.967 

      7.531 

      7.305 

Ti 

      0.104 

      0.085 

      0.087 

      0.164 

      0.080 

      0.071 

      0.060 

      0.112 

      0.034 

      0.056 

Al

IV

 

      1.439 

      0.993 

      1.016 

      1.302 

      1.065 

      1.252 

      0.684 

      1.033 

      0.469 

      0.695 

Al

VI

 

      0.647 

      0.408 

      0.292 

      0.405 

      0.330 

      0.430 

      0.200 

      0.285 

      0.250 

      0.276 

Cr 

      0.009 

      0.043 

      0.067 

      0.061 

      0.026 

      0.018 

      0.014 

      0.018 

      0.009 

      0.014 

Fe

3+

 

      0.384 

      0.439 

      0.526 

      0.529 

      0.597 

      0.623 

      0.551 

      0.514 

      0.241 

      0.468 

Fe

2+

 

      0.824 

      0.857 

      0.832 

      0.980 

      0.681 

      0.786 

      0.640 

      0.794 

      0.927 

      0.727 

Mn 

      0.012 

      0.009 

      0.017 

      0.020 

      0.020 

      0.006 

      0.012 

      0.024 

      0.014 

      0.020 

Mg 

      3.021 

      3.160 

      3.179 

      2.842 

      3.266 

      3.066 

      3.549 

      3.253 

      3.585 

      3.439 

Ca 

      1.838 

      1.773 

      1.799 

      1.725 

      1.780 

      1.775 

      1.764 

      1.810 

      1.828 

      1.806 

Na

M4

 

      0.162 

      0.227 

      0.198 

      0.275 

      0.220 

      0.225 

      0.209 

      0.190 

      0.112 

      0.194 

Na

A

 

      0.310 

      0.126 

      0.124 

      0.210 

      0.146 

      0.225 

      0.000 

      0.154 

      0.000 

      0.002 

      0.044 

      0.033 

      0.032 

      0.044 

      0.025 

      0.038 

      0.007 

      0.027 

      0.013 

      0.018 

Total 

    16.349 

    16.153 

    16.145 

    16.246 

    16.158 

    16.250 

    15.995 

    16.170 

    16.007 

    16.009 

 

background image

200

JANÁK, MIKUŠ, PITOŇÁK and SPIŠIAK

Fig. 5. Phase diagram for the composition of the investigated sam-
ple  (J-257),  calculated  using  the  program  DOMINO  (De  Capitani
1994).  The  shaded  areas  correspond  to  the  observed  assemblages.
Quartz and H

2

O are considered to be in excess.

0.9 X

Jd

  Cpx  and  0.25 X

An

  Plg  isopleths  constrain  ca.  750—

760 °C and 1.1—1.4 GPa stability field (Fig. 6). The isopleths
of  “reconstructed”  omphacite  (0.23 X

Jd

)  and  measured  gar-

net  core  composition  intersect  at  1.5—1.6 GPa  and  750 °C.
The P-T conditions calculated from the Grt-Cpx thermome-
ters and the Grt-Cpx-Pl-Qtz barometers are 700—760 °C and
1.1—1.4 GPa (Table 7, Fig. 7).

Orthopyroxene formation P-T conditions

The  formation  of  orthopyroxene  appears  to  be  at  the  ex-

pense  of  clinopyroxene  and  garnet.  We  infer  that  orthopy-
roxene  was  in  equilibrium  with  kelyphitic  plagioclase  and
the outermost rim of garnet. The P-T conditions were calcu-
lated  from  the  composition  of  orthopyroxene  and  adjacent
garnet  and  plagioclase.  The  modelled  isopleths  with  0.56—
0.58 X

Mg

Opx, 0.26—0.32 X

Mg

 Grt and 0.4—0.7 X

An 

Plg (Fig. 6)

constrain the orthopyroxene formation at ca. 0.7—0.9  GPa  and
680—700 °C.  The  Grt-Opx  thermometers  in  combination

  

Grt-Cpx 

 

 

Grt-Cpx-Pl 

   

Assemblage 

 P ref 

P T 

KR T 

ref  P 

NP P 

PH+HS P 

PH+GS P 

M Mg 

Grt+Cpx+Pl+Qtz 1 

751 

716 

700 

1.15 

1.1 

1.29 

1.25 

 

 

   1.5 

760 

733 

800 

1.26 

   1.21 

1.38 

1.36 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Grt-Opx 

 

  Grt-Opx-Pl 

     

  

  

P ref 

H T 

SB T 

ref  P 

NP P 

PH+HS  

 

M Fe 

Grt+Opx+Pl+Qtz 

   0.7 

659 

717 

650 

0.76 

   0.72 

 

  0.94 

  

  

674 

735 

750 

0.81 

   0.76 

  

1.1 

P — Powell (1985), KR — Krogh Ravna (2000), PH — Powell & Holland (1988), HS — Hodges & Spear (1982), H — Harley (1984), 

GS — Ganguly & Saxena (1984), SB — Sen & Bhattacharya (1984), NP — Newton & Perkins (1982), M  — Moecher et al. (1985). 

Table 7: Summary of P(GPa)—T(°C) estimates based on thermobarometric calculations.

with the Grt-Opx-Pl-Qtz barometers yield P-T conditions of
650—740 °C and 0.7—1.1 GPa (Table 7, Fig. 7).

Discussion

Eclogite  facies  rocks  in  the  crystalline  basement  of  the

Western Carpathians are rare. Eclogites with preserved om-
phacite  from  the  eastern  part  of  the  Low  Tatra  Mts  near
He pa  show  the  maximum  pressure  and  temperature  condi-
tions  of  around  2.5 GPa  and  700 °C.  The  metamorphic  P-T
path  reflects  nearly  isothermal  decompression  during  exhu-
mation (Janák et al. 2007; Fig. 8). In contrast, eclogites from
Jasenie show a very strong overprint at ca. 1.5—1.1 GPa. As
in  many  eclogites  overprinted  in  granulite  facies  (e.g.
O’Brien et al. 1992; O’Brien & Vrána 1995; Guo et al. 2002)
the  orthopyroxene-producing  stage  has  not  allowed  major
diffusive resetting of zoned garnet but has led to differential
decomposition of garnet rim (O’Brien & Vrána 1995). Actu-
al  garnet  composition  in  equilibrium  with  plagioclase,  sym-
plectitic  Cpx  and  later  Opx  is  therefore  very  difficult  to
determine. For this reason the local equilibrium and effective
bulk  system  for  calculating  the  P-T  conditions  of  post-peak
stage need to be considered. In spite of these difficulties, the
application of phase equilibrium modelling and conventional
geothermobarometry  as  described  above,  yields  essentially
consistent results for the investigated metabasites from Jasenie.

The  eclogitic  mineral  assemblages  are  preserved  because

reactions  during  decompression  commonly  consume  the
rocks’s fluid and the system becomes water-undersaturated.
Extensive retrogression may occur due to external fluids in-
filtration (Heinrich 1982; Carson et al. 1999; Guiraud et al.
2001).  These  circumstances  may  explain  the  breakdown  of
the eclogitic assemblage in the investigated rocks. Water-sat-
urated  conditions  can  be  deduced  from  the  presence  of
phengite,  zoisite  and  amphibole.  Pargasitic  amphibole  can
be  stable  in  high-pressure  conditions  as  documented  by
phase  equilibrium  modelling  (Fig. 5)  and  experimental  data
(e.g. Poli & Fumagalli 2003) but the majority of amphibole
forming the symplectites, kelyphites and matrix clearly post-
dates the peak pressure conditions. This can be related to ex-
ternal fluids infiltration, most probably from the dehydrating
country rocks like the metapelitic gneisses and migmatites.

Moreover, we assume that thermal overprint in high-pres-

sure  granulite  facies  conditions  played  an  important  role  in
the  evolution  of  these  rocks.  There  are  two  possibilities  to

background image

201

ECLOGITES OVERPRINTED IN THE GRANULITE FACIES (WESTERN CARPATHIANS)

Fig. 6. Isopleths for a – X

Jd

 in clinopyroxene, – X

Mg

 in garnet, c – X

Mg

 in orthopyroxene and d – X

An

 in plagioclase calculated with

program DOMINO (De Capitani 1994). Bold lines refer to measured core compositions of garnet and symplectitic clinopyroxene and pla-
gioclase. Dashed lines refer to measured compostions of garnet rims, orthopyroxene and kelyphitic plagioclase. Dashed-dotted line refers to
reconstructed omphacite composition. The circles constrain the region of crosscutting of the isopleths. The bold circles mark the estimated
peak P-T conditions and empty circles those of orthopyroxene formation.

explain  such  thermal  overprint.  Heating  due  to  thermal  re-
laxation and slow uplift during a single metamorphic event,
or thermal  overprint  on  partly  exhumed  eclogites  due  to
a second metamorphic event.

Although the first alternative may be supported by texture

with  a relatively  coarser  clinopyroxene  +  plagioclase  sym-
plectites  than  that  common  in  rapidly  exhumed  eclogites
(Anderson  &  Moecher  2007),  the  second  possibility  is
favoured  from  field  relations  and  geochronological  data.
Overprinted  eclogites  with  zircons  of  early  Variscan  age
(Putiš  et  al.  2008)  are  accommodated  in  high-temperature

and  medium-  to  low-pressure  rocks  (mostly  migmatites),
some of them showing the transition of kyanite to sillimanite
(Janák et al. 2000a). These are accompanied by voluminous
granitoids of Carboniferous age (Petrík et al. 1994; Putiš et
al. 2003; Petrík et al. 2006). Thermal overprint on partly ex-
humed  eclogites  seems  to  be  related  to  metamorphism  and
partial melting at upper mantle/lower crustal levels. Follow-
ing this overprint, the eclogites together with their host rocks
were  emplaced  from  the  upper  mantle/lower  crustal  depths
by ductile extrusion and mid-crustal thrusting. In the West-
ern Tatra, overprinted eclogites (Janák et al. 1996) and their

background image

202

JANÁK, MIKUŠ, PITOŇÁK and SPIŠIAK

Fig. 7.  Calculated  P-T  conditions  from  conventional  geother-
mobarometry.

Fig. 8.  P-T  paths  for  eclogites  from  the  Variscan  basement  of  the
Western Carpathians. – eclogites from He pa (Janák et al. 2007),
B – eclogites from Jasenie (this study). The metamorphic facies grid
is from Okamoto & Maruyama (1999). BS – blueschist facies, EA –
epidote amphibolite facies, AM – amphibolite facies, HGR – high-
pressure granulite facies, Lw—EC – lawsonite eclogite facies, Ep—
EC
  –  epidote  eclogite  facies,  Amp—EC  –  amphibole  eclogite  fa-
cies,  Dry—EC  –  dry  eclogite  facies.  The  quartz-coesite  curve  is
calculated from thermodynamic data of Holland & Powell (1998).

host rocks (Janák et al. 1999) are accommodated in a hang-
ingwall  (upper  unit)  of  an  inverted  metamorphic  sequence,
above the micaschists.

There are similarities with granulitized eclogites from the

internal parts of the Variscan orogen in the Bohemian Mas-
sif  (e.g.  O’Brien  2008).  Here  the  eclogites  formed  earlier
(420—380 Ma) than granulite-facies  metamorphism (340 Ma),
which was related to late stages of exhumation of the hot oro-
genic lower crust (Schulmann et al. 2002, 2008). We suggest
that such thermal overprint during the Carboniferous time was
crucial  for  the  breakdown  of  eclogites  in  the  Western  Car-
pathians.

Conclusions

(1)  Reaction  textures  and  phase  equilibrium  modelling

suggest that metabasites from the Ďumbier Crystalline Com-
plex  of  the  Western  Carpathians  underwent  high-pressure
metamorphism at eclogite facies conditions.

(2)  The  eclogites  were  re-equilibrated  in  high-pressure

granulite facies conditions of 750—760 °C and 1.1—1.5 GPa.
Orthopyroxene  was  formed  in  lower  P-T  conditions  of  ca.
0.7—1.0 GPa  and  650—700 °C.  Water-saturated  conditions
and thermal overprint facilitated the breakdown of eclogites
during exhumation.

(3)  Our  study  supports  a  two-stage  tectonometamorphic

evolution  of  the  Western  Carpathian’s  crystalline  basement
during  the  Variscan  orogeny.  The  new  data  underline  the
close similarity with internal parts of the Variscan orogen in
Central Europe.

Acknowledgments: We thank P. O’Brien, S.W. Faryad and I.
Petrík for their helpful reviews. This work was supported by
the Slovak Research and Development Agency under the con-
tract APVV-51-046105, and Scientific Grant Agency VEGA,
Grant No. 2/6092/26 and 2/0031/09. Thorsten Nagel (Univer-
sity  of  Bonn)  is  thanked  for  his  help  with  the  THERIAK-
DOMINO program.

References

Anderson E.D. & Moecher D.P. 2000: Omphacite breakdown reac-

tions and relation to eclogites exhumation rates. Contr. Miner-
al. Petrology
 154, 242—252.

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.  1990:  Mixing  properties  of  Ca—Mg—Fe—Mn  garnets.

Amer. Mineralogist 75, 328—344.

Bezák V. & Klinec A. 1983: The new interpretation of tectonic de-

velopment of the Nízke Tatry Mts. – West part. Geol. Zbor.
Geol. Carpath
. 31, 569—575.

Bezák  V.,  Jacko  S.,  Janák  M.,  Ledru  P.,  Petrík  I.  &  Vozárová  A.

1997: Main Hercynian lithotectonic units of the Western Car-
pathians. In: Grecula P., Hovorka D. & Putiš M. (Eds.): Geo-
logical  evolution  of  the  Western  Carpathians.  Miner.
Slovaca—Monograph
Geocomplex, Bratislava, 261—268.

Biely  A.,  Beňuška  P.,  Bezák  V.,  Bujnovský  A.,  Halouzka  R.,

Ivanička J., Kohút M., Klinec A., Lukáčik E., Maglay J., Miko

background image

203

ECLOGITES OVERPRINTED IN THE GRANULITE FACIES (WESTERN CARPATHIANS)

O., Pulec M., Putiš M. & Vozár J. 1992: Geological map of the
Nízke Tatry Mountains 1 : 50,000. GÚDŠ, Bratislava.

Carson  C.J.,  Powell  R.  &  Clarke  G.L.  1999:  Calculated  mineral

equilibria  for  eclogites  in  CaONa

2

OFeOMgOAl

2

O

3

SiO

2

H

2

O: application to the Pouébo Terrane, Pam Peninsula,

New Caledonia. J. Metamorph. Geology 17, 9—24.

De Capitani C. 1994: “Gleichgewichts-Phasendiagramme” Theorie

und Software. Beihefte zum European Journal of Mineralogy,
72.  Jahrestagung  der  Deutschen  Mibneralogischen  Gesell-
schaft
, 6, 48.

De Capitani C. & Brown T.H. 1987: The computation of chemical

equilibrium  in  complex  systems  containing  non-ideal  solu-
tions. Geochim. Coscochim. Acta 51, 2639—2652.

Faryad S.W., Ivan P. & Jacko S. 2005: Metamorphic petrology of

metabasites  from  the  Branisko  and  Čierna  hora  Mountains
(Western Carpathians Slovakia). Geol. Carpathica 56, 3—16.

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

and thermometry. Amer. Mineralogist 73, 201—215.

Ganguly J. & Saxena S.K. 1984: Mixing properties of aluminosilicate

garnets: constraints from natural and experimental data and appli-
cation to geothermo-barometry. Amer. Mineralogist 69, 88—97.

Groppo C., Lombardo B., Rolfo F. & Pertusati P. 2007: Clockwise

exhumation path of granulitized eclogites from the Ama Drime
range (Eastern Himalayas). J. Metamorph. Geology 25, 51—75.

Guiraud  M.,  Powell  R.  &  Rebay  G.  2001:  H

2

O  in  metamorphism

and unexpected behaviour in the preservation of metamorphic
mineral assemblages. J. Metamorph. Geology 19, 445—454.

Guo J.H., O’Brien P.J. & Zhai M.G. 2002: High pressure granulites

in the Sanggan area, North China craton: metamorphic evolu-
tion,  P-T  paths  and  geotectonic  significance.  J.  Metamorph.
Geology
 20, 741—756.

Harley S. 1984: An experimental study of the partitioning of Fe and

Mg  between  garnet  and  orthopyroxene.  Contr.  Mineral.  Pe-
trology
 86, 359—373.

Heinrich C. 1982: Kyanite-eclogite to amphibolite facies evolution

of hydrous mafic and pelitic rocks, Adula Nappe, Central Alps.
Contr. Mineral. Petrology 81, 30—38.

Hodges  K.V.  &  Spear  F.S.  1982:  Geothermometry,  geobarometry

and  the  Al

2

SiO

3

  triplepoint  at  Mt.  Moosilauke,  New  Hamp-

shire. Amer. Mineralogist 67, 88—97.

Holland T.J.B. & Powell R. 1998: An internally consistent thermo-

dynamic  data  set  for  phases  of  petrological  interest.  J.  Meta-
morph. Geology
 16, 309—343.

Hovorka  D.  &  Méres  Š.  1990:  Clinopyroxene-garnet  metabasites

from  the  Tribeč  Mts.  (Central  Slovakia).  Miner.  Slovaca  22,
533—538.

Hovorka D., Méres Š. & Caňo F. 1992: Petrology of the garnet-cli-

nopyroxene metabasites from the Malá Fatra Mts. Miner. Slo-
vaca
 24, 45—52.

Hovorka  D.,  Méres  Š.  &  Ivan  P.  1994:  Pre-Alpine  Western  Car-

pathians  basement  complexes:  lithology  and  geodynamic  set-
ting. Mitt. Österr. Geol. Gesell. 86, 33—44.

Hovorka D., Méres Š. & Ivan P. 1997: Leptyno-amphibolite com-

plex of the Western Carpathians: its definition, extent and ge-
netical  problems.  In:  Grecula  P.,  Hovorka  D.  &  Putiš  M.
(Eds.): Geological evolution of the Western Carpathians. Min-
er. Slovaca—Monograph
, Geocomplex, Bratislava, 269—280.

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. Carpathica
45, 293—300.

Janák  M.  &  Lupták  B.  1997:  Pressure-temperature  conditions  of

high-grade  metamorphism  and  migmatization  in  the  Malá
Fatra  crystalline  complex,  the  Western  Carpathians.  Geol.
Carpathica
 48, 287—302.

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., Hovorka D., Hurai V., Lupták B., Méres Š., Pitoňák P. &

Spišiak J. 1997: High-pressure relics in the metabasites of the
Western  Carpathians  pre-Alpine  basement.  In:  Grecula  P.,
Hovorka  D.  &  Putiš  M.  (Eds.):  Geological  evolution  of  the
Western Carpathians. Miner. Slovaca—Monograph, Bratislava,
301—308.

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

Dehydration  melting  and  devolatilization  during  exhumation
of high-grade metapelites: the Tatra Mountains, Western Car-
pathians. J. Metamorph. Geology 17, 379—395.

Janák M., Chovan M., Smirnov A. & Majzlan J. 2000a: Kyanite and

sillimanite  in  gneisses  of  Ďumbier  crystalline  complex,  the
Low Tatra Mountains. In: Uher P., Broska I., Jeleň S. & Janák
M. (Eds.): Magurka 2000. Geol. Inst. SAS, Bratislava, 15.

Janák M., Pitoňák P. & Spišiak J. 2000b: Garnet-clinopyroxene me-

tabasites  from  Jasenie,  Low  Tatra  Mountains.  In:  Uher  P.,
Broska  I.,  Jeleň  S.  &  Janák  M.  (Eds.):  Magurka  2000.  Geol.
Inst. SAS
, Bratislava, 14.

Janák  M.,  Méres  Š.  &  Ivan  P.  2003:  First  evidence  for  omphacite

and  eclogite  facies  metamorphism  in  the  Veporic  unit  of  the
Western Carpathians. J. Czech Geol. Soc. 48/1—2, 69—70.

Janák M., Méres Š. & Ivan P. 2007: Petrology and metamorphic P-T

conditions of eclogites from the northern Veporic Unit (Western
Carpathians, Slovakia). Geol. Carpathica 58, 121—131.

Joanny V., van Roermund H. & Lardeaux J.M. 1991: The clinopy-

roxene/plagioclase symplectite in retrograde eclogites: a poten-
tial geothermobarometer. Geol. Rdsch. 80, 303—320.

Korikovsky S.P. & Hovorka D. 2001: Two types of garnet-clinopy-

roxene-plagioclase  metabasites  in  the  Malá  Fatra  Mountains
crystalline  complex,  Western  Carpathians:  Metamorphic  evo-
lution,  P-T  conditions,  symplectitic  and  kelyphitic  textures.
Petrology 9, 119—141.

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

ogist 68, 277—279.

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  University  Press,
Bratislava, 1—324.

Krogh Ravna E.J.K. 2000: The garnet-clinopyroxene Fe

2+

—Mg geo-

thermometer: An updated calibration. J. Metamorph. Geology
18, 211—219.

Leake B.E. (Ed.), Woolley A.R., Arps C.E.S., Birch W.D., Gilbert

M.C.,  Grice  J.D.,  Hawthorne  F.C.,  Kato  A.,  Kisch  J.H.,
Krivovichev  V.G.,  Linthout  K.,  Laird  J.,  Mandarino  J.,  Ma-
resch  W.V.,  Nickel  E.H.,  Rock  N.M.S.,  Schumacher  J.C.,
Smith  D.C.,  Stephenson  N.C.N.,  Ungaretti  L.,  Whittaker
E.J.W. & Youzhi G. 1997: Nomenclature of amphiboles: Re-
port  of  the  Subcommittee  on  amphiboles  of  the  International
Mineralogical  Association  Commission  on  new  minerals  and
mineral names. Eur. J. Mineral. 9, 623—651.

Meyre C., De Capitani C. & Partzsch J.H. 1997: A ternary solid solu-

tion model for omphacite and its application to geothermobarome-
try  of  eclogites  from  the  Middle  Adula  nappe  (Central  Alps,
Switzerland). J. Metamorph. Geology 15, 687—700.

Mikuš T., Janák M. & Spišiak J. 2007: Retrograded eclogites from

the  Ďumbier  crystalline  complex,  Western  Carpathians.
CzechTec  07,  5

th

  Meeting  of  the  Central  European  Tectonic

Studies Group (CETeG), April 11—14, 2007, Proceedings and
excursion guide. Czech Geol. Surv.

Moecher  D.P.,  Anovitz  L.M.  &  Essene  E.J.  1988:  Calculation  of

clinopyroxene-garnet-plagioclase-quartz  geobarometers  and
application to high grade metamorphic rocks. Contr. Mineral.
Petrology
 100, 92—106.

background image

204

JANÁK, MIKUŠ, PITOŇÁK and SPIŠIAK

Newton  R.C.  &  Perkins  D.  1982:  Thermodynamic  calibration  of

geobarometers  based  on  the  assemblages  garnet-plagioclase-
othopyroxene (clinopyroxene)-quartz. Amer. Mineralogist  67,
203—222.

O’Brien P.J. 1997: Garnet zoning and reaction textures in overprinted

eclogites,  Bohemian  Massif,  European  Variscides:  a  record  of
their thermal history during exhumation. Lithos 41, 119—133.

O’Brien P.J. 2008: Challenges in high-pressure granulite metamor-

phism in the aera of pseudosections: reaction textures, compo-
sitional zoning and tectonic interpretation with examples from
the Bohemian Massif. J. Metamorph. Geology 26, 235—251.

O’Brien  P.J.  &  Rötzler  J.  2003:  High-pressure  granulites:  forma-

tion, recovery of peak conditions and implications for tecton-
ics. J. Metamorph. Geology 21, 3—20.

O’Brien P.J. & Vrána S. 1995: Eclogites with a short-lived granu-

lite facies overprint in the Moldanubian Zone, Czech Republic:
petrology, geochemistry and diffusion modeling of garnet zon-
ing. Geol. Rdsch. 84, 473—488.

O’Brien P.J., Röhr C., Okrusch M. & Patzak M. 1992: Eclogite fa-

cies  relics  and  a multistage  breakdown  in  metabasites  of  the
KTB pilot hole, NE Bavaria: implications for the Variscan tec-
tonometamorphic  evolution  of  the  NW  Bohemian  Massif.
Contr. Mineral. Petrology 112, 261—278.

Okamoto K. & Maruyama S. 1999: The high-pressure synthesis of

lawsonite in the MORB + H

2

O system. Amer. Mineralogist 84,

362—373.

Petrík I., Broska I. & Uher P. 1994: Evolution of the Western Car-

pathian granite magmatism: age, source rock, geotectonic set-
ting and relations to the Variscan structure.  Geol. Carpathica
45, 283—291.

Petrík I., Konečný P., Kováčik M. & Holický I. 2006: Electron mi-

croprobe dating of monazite from the Nízke Tatry Mountains or-
thogneisses (Western Carpathians, Slovakia). Geol. Carpathica
57, 4, 227—242.

Plašienka D., Grecula P., Putiš M., Hovorka D. & Kováč M. 1997:

Evolution  and  structure  of  the  Western  Carpathians:  an  over-
view. In: Grecula P., Hovorka D. & Putiš M. (Eds.): Geological
evolution  of  the  Western  Carpathians.  Miner.  Slovaca—Mono-
graph
, Geocomplex, Bratislava, 1—24.

Poli S. & Fumagalli P. 2003: Mineral assemblages in ultrahigh pres-

sure  metamorphism:  A  review  of  experimentally  determined
phase diagrams. EMU notes in Mineralogy 5, 10, 307—340.

Poller  U.,  Janák  M.,  Kohút  M.  &  Todt  W.  2000:  Early  Variscan

magmatism in the Western Carpathians: U-Pb zircon data from
granitoids  and  orthogneisses  of  the  Tatra  Mountains  (Slova-
kia). Int. J. Earth Sci. 89, 336—349.

Poller U., Todt W., Kohút M. & Janák M. 2001: Nd, Sr, Pb isotope

study of the Western Carpathians: implications for Palaeozoic
evolution. Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt. 81, 159—174.

Powell R. 1985: Regression diagnostics and robust regression in geo-

thermometer/geobarometer calibration: the garnet-clinopyroxene

geothermometer revisited. J. Metamorph. Geology 3, 327—342.

Powell R. & Holland T.H.B. 1988: An internally consistent thermo-

dynamic dataset with uncertainties and correlations: 3. Appli-
cations  to  geobarometry,  worked  examples  and  a computer
program. J. Metamorph. Geology 6, 173—204.

Powell  R.  &  Holland  T.J.B.  2008:  On  thermobarometry.  J.  Meta-

morph. Geology 26, 155—179.

Putiš M. 1992: Variscan and Alpidic nappe structures of the West-

ern  Carpathians  crystalline  basement.  Geol.  Carpathica  43,
369—382.

Putiš M., Kotov A.B., Petrík I., Korikovsky S.P., Madarás J., Salni-

kova  E.B.,  Yakovleva  S.Z.,  Berezhnaya  N.G.,  Plotkina  Y.V.,
Kovach  V.P.,  Lupták  B.  &  Majdán  M.  2003:  Early-  vs.  Late
orogenic  granitoids  relationships  in  the  Variscan  basement  of
the Western Carpathians. Geol. Carpathica 54, 163—174.

Putiš M., Sergeev S., Ondrejka M., Larionov A., Siman P., Spišiak

J., Uher P. & Paderin I. 2008: Cambrian-Ordovician metaigne-
ous  rocks  associated  with  Cadomian  fragments  in  the  West-
Carpathian  basement  dated  by  SHRIMP  on  zircons:  a record
from  the  Gondwana  active  margin  setting.  Geol.  Carpathica
59, 3—18.

Ryburn R.J., Raheim A. & Green D.H. 1976: Determination of P, T

paths  of  natural  eclogites  during  metamorphism  –  record  of
subduction.  A correction  to  a paper  by  Rahaim  and  Green
(1975). Lithos 9, 161—164.

Schulmann  K.,  Schaltegger  U.,  Ježek  J.,  Thompson  A.B.  &  Edel

J.B. 2002: Rapid burial and exhumation during orogeny: thick-
ening  and  syncorvengent  exhumation  of  thermally  weakened
and thinned crust (Variscan orogen in Western Europe). Amer.
J. Sci.
 302, 856—879.

Schulmann  K.,  Lexa  O.,  Štípská  P.,  Racek  M.,  Tajčmanová  L.,

Konopásek J., Edel J.B., Peschler A. & Lehmann J. 2008: Ver-
tical  extrusion  and  horizontal  spreading  of  orogenic  lower
crust:  a key  exhumation  mechanism  in  large  hot  orogens?  J.
Metamorph. Geology
 26, 273—297.

Schumacher  J.C.  1997:  The  estimation  of  the  proportion  of  ferric

iron  in  electron-microprobe  analysis  of  amphiboles.  Canad.
Mineralogist
 35, 238—246.

Sen  S.K.  &  Bhattacharya  A.  1984:  An  orthopyroxene-garnet  ther-

mometer and its application to the Madras charnokites. Contr.
Mineral. Petrology
 88, 64—71.

Spišiak J. & Pitoňák P. 1990: Nízke Tatry Mts. crystalline complex

– new facts and interpretation (Western Carpathians, Czecho-
slovakia). Geol. Zbor. Geol. Carpath. 41, 377—392.

Stüwe K. 1997: Effective bulk composition changes due to cooling:

a  model  predicting  complexities  in  retrograde  reaction  tex-
tures. Contr. Mineral. Petrology 129, 43—52.

Zhao  G.,  Cawood  P.A.,  Wilde  S.A.  &  Lu  L.  2001:  High-pressure

granulites  (retrograded  eclogites)  from  the  Hengshan  Com-
plex, North China craton: petrology and tectonic implications.
J. Petrology 42, 1141—1170.