Original paper

The Ardara Granite: Reinflating the Balloon Hypothesis

Hutton, Donny H. W.; Siegesmund, Siegfried

Kurzfassung

Die Platznahme des Ardara-Plutons (nordwestliches Donegal, Irland) wird seit langer Zeit sehr kontrovers diskutiert. Zwei vollkommen unabhängige Forschungsansätze haben auf der Basis einer geologischen Neukartierung, strukureller und Verformungs-Analysen, gefügekundlicher Arbeiten und quantifizierter magnetischer Gefüge neue Interpretationsansätze erbracht. Der Ardara-Pluton ist durch magmatische Gefüge und eine steile, konzentrische Foliation charakterisiert. Es konnte keine Lineation nachgewiesen werden, weder makroskopisch noch mittels der AMS, daher sollte es sich um reine Plättungsgefüge handeln. Derartige Gefüge in Kombination mit strukturellen Überlegungen unterstützen die Reinterpretation des Ardara Plutons als einen "Balloon". Hochtemperatur-Festkörperdeformationen, die im "Tail" eine sinistrale Bewegung anzeigen, werden im Zusammenhang mit der Intrusion des Main Donegal-Pluton gesehen. Strain-Analysen auf der Basis deformierter mafischer Enklaven und der Fry-Methode zeigen eine gute Übereinstimmung und verweisen darauf, daß 80% des Raumproblems für die Plutonplatznahme durch den "Ballooning"-Mechanismus geschaffen wurde. Strain-Untersuchungen im Nebengestein ergeben vergleichbare Werte. Im großregionalen Maßstab wird angenommen, daß der Pluton im Kreuzungsbereich einer kaledonischen Scherzone und eines tiefkrustalen, prä-kaledonisch angelegten Lineamentes liegt. Entlang dieses Lineamentes befinden sich vier weitere Intrusionen des Donegal-Batholiten. Geometrisch kann man sich vorstellen, daß der Magmenaufstieg aus der Unterkruste entlang dieses o.g. Kreuzungsbereiches kanalisiert stattgefunden hat. Die finale Platznahme in unmittelbarer Nachbarschaft zur Scherzone wurde im wesentlichen durch die Geometrie der präexistierenden nach Süden einfallenden Schichtung und Schieferung kontrolliert. Eine geringfügige, letzte Magmenbewegung nach Norden könnte das Resultat der sinistralen Verschiebung des zentralen Injektionszentrums sein.

Abstract

A combination of field mapping, field observations, strain determinations, microscopic fabric studies and magnetic studies, including the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS), have been applied in two separate but complementary attempts to understand the emplacement mechanism of the Caledonian-aged Ardara Granite (northwest Donegal, Ireland). These studies show that the pluton contains a predominant magmatic state, steep, concentric fabric of pure flattening type with no lineation (neither macroscopic nor magnetic). This type of shape fabric and pattern, together with exposure level, which is clearly not in the crest, strongly supports the view that Ardara is a balloon. High temperature solid state deformation along one contact and in the region of the "tail" of the pluton, is sinistral, imposed and related to shear zones associated with the adjacent Main Donegal Granite. Strain studies, using deformed mafic enclaves and the "centre-to-centre" method on crystal separations, support this hypothesis and suggest that more than 80% of the volume of the pluton has been created by the ballooning mechanism. Other strain studies in the country rocks reveal a similar figure. The pluton is interpreted to be sited at the crossover of a sinistral, Caledonian crustal shear zone and a deep crustal fault (lineament) of pre-Caledonian origin. This latter structure is also likely to control the location of four other plutons of the Donegal batholith. The geometric scenario implies that the ascent of melt from lower crustal levels would have been conduit-like (or channelised) by the Caledonian shear zone alone. Siting at the higher level (the emplacement site) adjacent to this shear zone is likely to have been controlled by pre-existing gently southdipping bedding/schistosity. Initial emplacement along this fabric was probably followed by the main equi-directional ballooning with a limited late stage movement of magma, up this anisotropy to the north may have resulted from sinistral displacement of the central magma-injection zone.

Keywords

Ardara Plutongranitesintrusionsemplacementpetrofabricsmagnetic susceptibilityanisotropystraintheoretic modelsballooning