Original paper

Age constraints on the Cadomian evolution of the Teplá Barrandian unit (Bohemian Massif) through electron microprobe dating of metamorphic monazite

Zulauf, Gernold; Schitter, Franz; Riegler, Gudrun; Finger, Fritz; Fiala, Jiri; Vejnar, Zdenek

Kurzfassung

Das Teplá-Barrandium bildet einen wesentlichen Bestandteil der von Gondwana abstammenden Armorikanischen Terrane-Vergesellschaftung. Hier kann der Einfluß der cadomischen Orogenese in unterschiedlichen Krustenstockwerken untersucht werden. Neue Datierungen von metamorphen Monaziten aus Paragneisen des Domazlice-Kristallins mit der Elektronenstrahlmikrosonde erlauben eine erste Bestimmung des Alters der hochgradigen Metamorphose. Monazite von drei Proben, die aus unterschiedlichen Lokalitäten stammen, ergeben gewichtete mittlere Th-U-PbModellalter von 540 ± 16, 542 ± 23 and 551 ± 19 Ma. Basierend auf diesen neuen Altern sowie auf zuvor existierenden stratigraphischen, strukturellen, metamorphen und radiometrischen Daten wird ein geodynamisches Modell für die cadomische Entwicklung des Teplá-Barrandiums entwickelt. Dieses Modell schließt die folgenden orogenen Entwicklungsstadien ein: (1) südgerichtete Subduktion ozeanischer Lithosphäre entlang des nördlichen, Anden-ähnlichen Randes von Gondwana bei > 550 Ma; (2) Kollision eines Mikroterranes (?Inselbogen) mit Gondwana unter anhaltender Top-NKinematik sowie Slab-Breakoff und assoziierte Niedrigdruck-/Hochtemperaturmetamorphose; (3) Krustenausdünnung und Exhumierung von hochgradig metamorphen Gesteinen aufgrund von Erosion und dextraler Transtension entlang ENEWSW-gerichteter Scherflächen zwischen 540 und 510 Ma. Auf die mit der Exhumierung einhergehende signifikante Ankippung der metamorphen Isogradenflächen im Domazlice-Kristallin folgt die Intrusion von synkinematischen Granitoiden im Kambrium. Der generell kalkalkalische Charakter der Granitoide zeigt nicht zwangsläufig anhaltende Subduktion von ozeanischer Lithosphäre im Kambrium an. Die kalkalkalischen Plutone können auch durch die Wiederaufschmelzung Arc-ähnlicher Kruste in einem postkollisionalen Regime entstanden sein. das nachweislich durch einen hohen Wärmefluß geprägt ist.

Abstract

The Teplá Barrandian unit forms a major constituent of the Gondwana-derived Armorican terrane assemblage where the impact of the Cadomian orogeny can be studied in great detail and at different structural levels. Electron microprobe dating of monazites from paragneisses of the Domazlice crystalline complex, situated in the southwestern part of the Teplá Barrandian unit, helps to constrain the age of Cadomian high-grade metamorphism of this area. Monazites in three samples from different localities have been analysed and yielded weighted average Th-U-Pb model ages of 540 ± 16, 542 ± 23 and 551 ± 19 Ma, respectively. On the basis of the new monazite ages and pre-existing stratigraphic, structural, metamorphic and radiometric age data, a geodynamic model for the Cadomian evolution of the Teplá Barrandian unit is suggested. This model includes the following stages of orogenic activity: (1) southward subduction of oceanic lithosphere along the northern. Andean-type margin of the supercontinent Gondwana at > 550 Ma: (2) collision of a microterrane (island arc?) with Gondwana under persisting top-to-the-N kinematics, involving slab breakoff and associated low-pressure/hightemperature metamorphism at ca. 550--540 Ma; (3) crustal thinning and exhumation of high-grade metamorphic rocks, accommodated by dextral transtension and erosion of the orogenic wedge at ca. 540--510 Ma. Major crustal tilting of the Domazlice crystalline complex predates the intrusion of synkinematic Cambrian granitoids. The generally calc-alkaline characteristics of these granitoids do not necessarily indicate prolonged Cadomian subduction during the Cambrian. It can be equally well explained in terms of remelting of arctype crust in a post-collisional high-heat flow regime.

Keywords

Terrane (Tepla Barrandian)Precambrianb paragneissb high-grade metamorphismmonaziteb datingelectron microprobeageb polyphase deformationsoceanic crustsubductionplate collisionaccretioncrustal thinningexhumationgranitoide intrusionsC