Skład izotopowy (U-Pb, O) cyrkonów z waryscyjskich skał magmowych w strefie uskokowej Kraków–Lubliniec i obszarach przyległych w badaniach mikrosondą jonową SHRIMP IIe/MC

• Autorzy: Mikulski Stanisław Z. , Krzemińska Ewa , Czupyt Zbigniew J.

Identyfikatory

DOI

10.7306/2024.57

Warianty tytułu

EN

Isotopic composition (U-Pb, O) of zircons from Variscan igneous rocks in the Kraków–Lubliniec zone and adjacent areas in SHRIMP IIe/MC ion microprobe studies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

In situ analyses of zircon oxygen isotope compositions integrated with U-Pb dating have been used as a tracer of igneous processes on the Małopolska and Upper Silesia Blocks in the Kraków-Lubliniec Fault Zone (KLFZ). This integration provides one of the most robust records of primary magmatic oxygen isotope ratios, making them an important archive for crustal evolution considerations. The sensitive SHRIMP IIe/MC high-resolution microprobe was used to distinguish differences in melt components related to the Carboniferous-Permian magmatism and Mo-Cu (W) mineralization. The compilation of zircon oxygen isotope ratios from several samples from the KLFZ reveals variable magmatic δ¹⁸O values, interpreted as mixing of the mantle (δ¹⁸O ~ 5.3 ±0.6%) and crustal melts (δ¹⁸O >6%), with no contamination by sediments (i.e. δ¹⁸O >10%o). There is also a systematic record of the influence of hydrothermal processes with δ¹⁸O values <4%%. These results can be potentially used as a database, presented as a map of characteristic δ¹⁸O values collected as part of the tasks of the Polish Geological Survey. The starting point for this database could be a collection of about 600 oxygen isotope analyses of zircons from 20 samples of previously dated zircons from the MB in the KLFZ, accompanied by about 260 oxygen isotope analyses from 14 samples from Variscan rocks of the Sudetic area (southern Poland).

Słowa kluczowe

PL

izotopy tlenu; geochronologia U-Pb; skały magmowe; strefa uskokowa Kraków-Lubliniec; Polska

EN

Oxygen isotopes; U-Pb geochronology; igneous rocks; Kraków-Lubliniec Fault Zone; Poland

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 72, nr 12-1
• Strony: 735--739
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Mikulski Stanisław Z.

• Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-9941-5630

autor

Krzemińska Ewa

• Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-6832-8104

autor

Czupyt Zbigniew J.

• Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-3416-9475

Bibliografia

• 1. BREITKREUZ C., KENEDY A., GEISSLER M., EHLING B.C., KOPP J., MUSZYŃSKI A., PROTAS A., STOUGE S. 2007 - Far Eastern Avalonia: its chronostratigraphic structure revealed by SHRIMP zircon ages from Upper Carboniferous to Lower Permian volcanic rocks (drill cores from Germany, Poland and Denmark. Geol. Soc. Am. Spec. Pap. 423: 173-190.
• 2. BUŁA J. (red.) 2002 - Atlas geologiczny paleozoiku bez permu w strefie kontaktu bloków górnośląskiego i małopolskiego. Państw. Inst. Geol.
• 3. FRANKE W. 2006 - The Variscan orogen in Central Europe: construction and collapse. [W:] Gee D.C., Stephenson R.A. (red.), European lithosphere dynamics. Geol. Soc. Lond. Mem., 32, 333-343.
• 4. ICKERT R.B., HIESS J., WILLIAMS I.S., HOLDEN P., IRELAND T.R., LANC P., SCHRAN., FOSTER J.J., CLEMENT S.W. 2008 - Determining high precision, in situ, oxygen isotope ratios with a SHRIMP II: Analyses of MPI-DING silicate-glass reference materials and zircon from contrasting granites. Chem. Geol., 257: 114-128.
• 5. JARMOŁOWICZ-SZULC K. 2020 - A reappraisal of K-Ar and new U-Pb age data for felsic rocks in the vicinity of the Kraków-Lubliniec Fault Zone (southern Poland). Geol. Quart., 64 (3): 754-765.
• 6. JASTRZĘBSKI M., MACHOWIAK K., KRZEMIŃSKA E., FARMER G.L., LARIONOV A.N., MURTEZI M., MAJKA J., SERGEEV S.2018 - Geochronology, petrogenesis and geodynamic significance of the Visean igneous rocks in the Central Sudetes, northeastern Bohemian Massif. Lithos, 316: 385-405.
• 7. JASTRZĘBSKI M., ŻELAŹNIEWICZ A., STAWIKOWSKI W., BUDZYŃ B., KRZEMIŃSKA E., MACHOWIAK K., MADEJ S., BIAŁEK D., SLÁMA J., CZUPYT Z., JAŹWA A. 2023 - The eastern part of the Saxothuringian Terrane characterized by zircon and monazite data from the Doboszowice Metamorphic Complex in the Sudetes (SW Poland). Ann. Soc. Geol. Pol., 93: 229-249.
• 8. KITAN.T., USHIKUBO T., FU B., VALLEY J.W. 2009 - High precision SIMS oxygen isotope analysis and the effect of sample topography. Chem. Geol., 264: 43-57.
• 9. LIEBMANN J., KIRKLAND C.L., CLIFF J.B., CHRISTOPHER J., SPENCER CH.J., CAVOSIE A.J. 2023 - Strategies towards robust interpretations ofin situ zircon oxygen isotopes. Geosci. Frontiers, 14 (2023) 101523.
• 10. LUDWIG K.R. 2003 - User’s Manual for Isoplot 3.6 (February 2012 Revision). Berkeley Geochronology Center, Sp. Publication, 4.
• 11. LU Y., WINGATE M.T.D., SMITHIES R.H., MARTIN L., JEON H., CHAMPION D.C., JOHNSON S.P., MOLE D.R. 2021 - Zircon oxygen isotope map of Western Australia: Geological Survey of Western Australia, digital data layer; https://www.dmirs.wa.gov.au/geoview.
• 12. MARKOWIAK M., PIEKARSKI K., ŚLOSARZ J., HABRYN R., MARKIEWICZ J., TRUSZEL M., LASOŃ K., JURA D., BADERA J. 1994 - Wyniki badań geologicznych i złożowych paleozoicznego podłoża w obszarze Myszków-Mrzygłód. [W:] Przewodnik 65. Zjazdu PTG w Sosnowcu. Pr. Nauk. UŚL., 1431: 173-217.
• 13. MIKULSKI S.Z., KRZEMIŃSKAE., CZUPYTZ.J. 2016 -The δ 18O zircon isotope composition & U-Pb geochronology on SHRIMP IIe/MC - An example from the foreland of the Variscan orogenic belt (S Poland): 47-49; ugr.es/~shrimpworkshop/ewExternalFiles/Abstract_Book_ShrimpWorkshop_v1.pdf.
• 14. MIKULSKI S.Z., KRZEMIŃSKA E. 2017 -Troublesome or diagnostic, inherited zircons in the course of U-Pb age studies of igneous rocks and porphyry mineralization from the Małopolska Block. Abstract VIII Polish Conference Petrological and mineralogical studies in geology, Kraków, Mineralogia Special Papers 46: 38.
• 15. MIKULSKI S.Z., MARKOWIAK M., OSZCZEPALSKI S. 2008 - Gold in quartz-sulfide veinlets from db-4 drillhole (Będkowska Valley, southern Poland). Biul. Państw. Inst. Geol., 429: 99-112.
• 16. MIKULSKI S.Z., STEIN J.H. 2012 - Wiek molibdenitów w Polsce w świetle badań izotopowych Re-Os. Biul. Państw. Inst. Geol., 452: 199-216.
• 17. MIKULSKI S.Z., WILLIAMS I.S., MARKOWIAK M. 2019 - Carboniferous-Permian magmatism and Mo-Cu (W) mineralization in the contact zone between the Małopolska and Upper Silesia Blocks (south Poland): anecho ofthe Baltica-Gondwana collision. Intern. J. Earth Sci., 108(5); doi: 10.1007/s00531-019-01715-9.
• 18. NAWROCKI J., LEWANDOWSKA A., FANNING M. 2007 - Isotope and paleomagnetic ages of the Zalas rhyodacites (S Poland). Prz. Geol., 55: 475-478.
• 19. NAWROCKI J., FANNING M., LEWANDOWSKA A., POLECHOŃSKA O., WERNER T. 2008 - Palaeomagnetism and the age of the Cracow volcanic rocks (S Poland). Intern. Geophys. J., 174: 475-488.
• 20. NAWROCKI J., KRZEMIŃSKI L., PAŃCZYK M. 2010 - 40Ar-39Ar ages of selected rocks and minerals from the Kraków-Lubliniec Fault Zone, and their relation to the Paleozoic structural evolution of the Małopolska and Brunovistulianterranes (S Poland). Geol. Quart., 54 (3): 289-300.
• 21. OSZCZEPALSKI S., MARKOWIAK M., MIKULSKI S.Z., LASOŃ K., BUŁA Z., HABRYN R. 2010 - Porfirowa mineralizacja Mo-Cu-W w prekambryjsko-paleozoicznych utworach - analiza prognostyczna strefy kontaktu bloków górnośląskiego i małopolskiego. Biul. Państw. Inst. Geol., 429: 339-354.
• 22. PIEKARSKI K. 1994 - Ocena wyników poszukiwan złóż rud polimetalicznych w utworach staropaleozoicznych obszaru Zawiercia. Prz. Geol., 42 (8): 615-620.
• 23. PIEKARSKI K. 1995 - Geologic setting and ore mineralization characteristics of the Myszków area (Poland). Geol. Quart., 39 (1): 31-42.
• 24. PIETRANIK A., SŁODCZYK E., HAWKESWORTH C.J., BREITKREUZ C., STOREY C.D., WHITEHOUSE M., MILKE R. 2013 - Heterogeneous Zircon Cargo in Voluminous Late Paleozoic Rhyolites: Hf, O Isotope and Zr/Hf Records of Plutonic to Volcanic Magma Evolution. J. Petrology, 8: 1483-1501.
• 25. RÖMER R.I., FÖRSTER H.J., BREITKREUZ C. 2001- Intracontinental extensional magmatism with a subduction fingerprint: the late Carboniferous Halle Volcanic Complex (Germany). Contrib. Mineral. Petrol. 141: 201-221.
• 26. SCARROW J.H., PEASEV., WHITEHOUSE M.J., MONTERO P., MOLINA J.F., MORENO J.A., CAMBESES A., BEA F. 2011 - Producing new crust whilst reworking old: high-precision SIMS zircon oxygen isotope evidence for contrasting styles of magma interaction in Variscan Central Iberian mafic-intermediate stocks. Abstract Seventh Hutton Symposium on Granites and related rocks, Avila, Spain, 4-9 July 2011, 136.
• 27. SŁABY E., BREITKREUZ C., ŻABA J., DOMAŃSKA-SIUDA J., GAJDZIK K., FALENTY K., FALENTY A. 2010 - Magma generation in an alternating transtensional-transpressional regime, the Kraków-Lubliniec Fault Zone, Poland. Lithos, 119: 251-268.
• 28. SŁODCZYK E., PIETRANIK A., GLYNN S., WIEDENBECK M., BREITKREUZ CH., DHUIME B. 2018 - Contrasting sources of Late Paleozoic rhyolite magma in the Polish Lowlands: evidence from U-Pb ages and Hf and O isotope composition in zircon. Int. J. Earth. Sci. Geol. Rundsch., 107: 2065-2081.
• 29. SMITHIES R.H., LU Y., KIRKLAND C.L., JOHNSON T.E., MOLE D.R., CHAMPION D.C., MARTIN L., JEON H., WINGATE M.T.D., JOHNSON S.P. 2021 - Oxygen isotopes trace the origins of Earth’s earliest continental crust. Nature, 592: 70-75.
• 30. SOLA A.R., WILLIAMS I.S., NEIVA A.M.R., RIBEIRO M.L. 2009 - U-Th-Pb SHRIMP ages and oxygen isotope composition of zircon from two contrasting late Variscan granitoids, Nisa-Albuquerque batholith, SW Iberian Massif: Petrologic and regional implications. Lithos, 111: 156-167.
• 31. VALLEY J.W. 2003 - Oxygen isotopes in zircon. Rev. Mineral. Geochem., 53: 343-385.
• 32. VALLEY J.W., LACKEY J.S., CAVOSIE A.J., CLECHENKO C.C,. SPICUZZA M.J., BASEI M.A.S., BINDEMAN I.N., FERREIRA V.P., SIAL A.N., KING E.M., PECK W.H., SINHA A.K., WEI C.S. 2005 - 4.4 billion years of crustal maturation: Oxygen isotopes in magmatic zircon. Contrib. Mineral. Petrol., 150: 561-580.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).