Original paper

Zircon typology in high-grade gneiss terrains ­a case study from central Dronning Maud Land (Antarctica)

[Zirkontypologie in hochmetamorphen Gneisarealen ­ Eine Fallstudie aus dem zentralen Dronning Maud Land (Antarktika)]

Bauer, Wilfried;Jacobs, Joachim; Mitterer, Thomas

Abstract

High-grade metamorphic rocks from Gjelsvikfjella and western Mühlig-Hofmann-Gebirge (central Dronning Maud Land) yield up to 90 % euhedral and subhedral zircon crystals. Their morphology is dominated by {100} prism and {101} pyramid faces which is typical for an origin in I-type granitoid rocks. Although the zircon populations underwent metamorphic recrystallisation and overgrowth at temperatures up to 750 °C and pressure of 8 kbar, thin newly-grown rims follow the habit of the original magmatic grains and irregular overgrown crystals are rare. A combination of SEM studies,cathodoluminescence and electron-backscatter photography is a useful tool to study zircon populations,which allows to characterise the igneous protoliths even in high-grade metamorphic suites. Our case study suggests an origin of the zircon populations in calc-alkaline magmatic precursor rocks,which were formed in an island arc.

Kurzfassung

Hochgradig metamorphe Gesteine der Gjelsvikfjella und des westlichen Mühlig-Hofmann-Gebirges (zentrales Dronning Maud Land) enthalten bis zu 90 % idiomorpher und hypidiomorpher Zirkone. Ihre Tracht wird von {100} Prismen und {101} Pyramiden dominiert, was ein typisches Merkmal für Zirkone ist, die in I-Typ Granitoiden gebildet werden. Obwohl die Zirkonpopulationen metamorphe Rekristallisation und Überwachsung bei Temperaturen von bis zu 750 °C und 8 kbar durchliefen, folgt die äußere Tracht der metamorphen Säume der internen,magmatischen Tracht. Unregelmäßig überwachsene oder vielfach facettierte Körner sind verhältnismäßig selten. REM-Untersuchungen in Kombination mit Kathodoluminiszenz- und Backscatter-Fotos sind auch in hochgradigen Metamorphiten ein geeignetes Werkzeug zur Charakterisierung der Zirkonpopulationen, um dadurch Informationen über die magmatischen Ausgangsgesteine zu erhalten. In dieser Fallstudie deuten die Ergebnisse auf eine Entstehung der Ausgangsgesteine als kalkalkalische Magmatite in einem Inselbogen hin.

Keywords

zircon typology;high-grade metamorphism;gneisses Dronning Maud Land;Antarctica