Fluids in the lithosphere of the Bakony-Balaton Highland  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
61182
Type K
Principal investigator Török, Kálmán
Title in Hungarian Fluidumok a Bakony-Balaton-felvidék litoszférájában
Title in English Fluids in the lithosphere of the Bakony-Balaton Highland
Keywords in Hungarian fluidzárvány, litoszféra, xenolit, Raman-spektroszkópia
Keywords in English fluid inclusion, lithosphere, xenolith, Raman spectroscopy
Discipline
Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Panel Earth sciences 1
Department or equivalent Geokémiai és Laboratóriumi Főosztály (Geological and Geophysical Institute of Hungary)
Participants Dégi, Júlia
Marosi, György
Szabó, Csaba
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 6.011
FTE (full time equivalent) 0.88
state closed project
Summary in Hungarian
Összefoglalás
Az utóbbi két évtizedben számos publikáció látott napvilágot a Bakony—Balaton-felvidék alkáli bazaltos lávakőzeteiben és piroklasztitjaiban található xenolitokról, melyek a litoszféra különböző szintjeiről származnak. A korábbi mikrotermometriás és Raman spektroszkópiás vizsgálatok káptalantóti és szentbékkállai mafikus granulit xenolitokban egy eddig még metamorf kőzetekben máshol nem észlelt fluidum, az erősen redukált CO2-CO±C jelenlétét, valamint egyes xenolitokban “szenes anyag” (grafit?) jelenlétét bizonyították. Ezzel szemben a szigligeti és szentbékkállai, a felső köpenyből származó peridotit és piroxenit xenolitokban mikrotermometriás vizsgálatok alapján ennél oxidáltabb, CO2-ban gazdag fluidumok találhatók. A kéreg felsőbb részeiből származó metamorf xenolitokban szintén tiszta CO2-t, valamint vizes oldatokat találhatunk.
A tervezett kutatás célkitűzése a Bakony—Balaton-felvidék alkáli bazaltos kőzeteiben és piroklasztitjaiban található kéregzárványok minden ismert lelőhelyre kiterjedő kőzettani, folyadékzárvány-vizsgálata, valamint az újonnan kimutatott CO2-CO rendszer tulajdonságainak vizsgálata és leírása. A kutatás része a felső köpenyből származó xenolitok folyadékzárványainak újravizsgálata mikrotermometriával, valamint Raman spektroszkópiával, hogy egységes, a korábbinál pontosabb képet kapjunk a litoszférában migráló fluidumokról, azok összetételéről, valamint a fluidum-mellékkőzet kölcsönhatásokról.
A fluidummigrációs eseményeket, illetve a kőzetek fluidtartalmát nem csak a folyadékzárványokból ismerhetjük meg, hanem egyes könnyen illókat (S, Cl, F, OH) tartalmazó kőzetalkotó ásványokból (pl. biotit, amfibol, szkapolit) is. A felsorolt ásványok petrográfiai, ásványegyensúlyi, geotermo-barometriai valamint nyomelem geokémiai vizsgálatával meghatározzuk képződésük relatív idejét a kőzet fejlődéstörténetében, és ezzel egy másik szemszögből is képet kaphatunk a fluidumok migrációjáról.

.
Summary
Abstract
A lot of papers have been published in the last 20 years on xenoliths found in the alkaline basalts and pyroclastics of the Bakony-Balaton Highland Volcanic Field. These xenoliths originate from different levels of the lithosphere. Earlier microthermometry and Raman spectroscopy revealed the presence of a unique, highly reduced CO2-CO±C fluid in the lower crustal mafic granulites from Szentbékkálla and Káptalantóti. Such fluid has never been recognised in metamorphic rocks. Some granulites also contain carbonaceous material. In contrast to this upper mantle peridotite and pyroxenite xenoliths from Szigliget and Szentbékkálla contain a more oxidized, CO2 rich fluid. Metamorphic xenoliths from the upper levels of the crust contain also pure CO2 and sometimes aqueous fluids.
The main purpose of the proposed research is a petrologic and fluid inclusion study of crustal xenoliths from all known localities of the Bakony-Balaton Highland Volcanic Field as well as the description of properties and behaviour the newly described CO2-CO system. The research includes the revision of the fluid system of the upper mantle xenoliths by means of microthermometry and Raman spectroscopy so as to obtain a more detailed picture on the fluids migrating in the lithosphere in space and time as well as on the fluid-rock interactions during the history of the lithosphere.
The most powerful tool for following fluid migration events is the study of fluid inclusions although other methods, like study of formation of volatile-bearing (S, Cl, F, OH) minerals like e.g. amphibole biotite and scapolite may also give additional information. If we make a petrographic, mineral equilibria, geothermo-barometric and trace element study of these minerals, we can obtain their relative time of formation in the history of the rock and thus we obtain additional information on the migration of fluids.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A négy éves kutatás során a Balaton-felvidéki bazaltokból származó kéregxenolitok petrográfiai, geokémiai és fluidumzárvány-vizsgálatára került sor. Egyrészről jellemeztük a xenolitok fő szövetét adó csúcsmetamorf ásványegyüttesek összetételét, kialakulási körülményeit és fluidumtartalmát, hogy rekonstruálhassuk a csúcsmetamorf körülményeknek megfelelő kéreg felépítését, mely az Alpi orogenezis során jöhetett létre. A további ásványegyüttesek és fluidumgenerációk vizsgálatával lehetővé vált a kéreg kőzetei metamorf-és fluidumfejlődésének nyomonkövetése. A reakciók mind arra mutatnak, hogy az ALCAPA egység kilökődése, valamint a Kárpát-medence extenziója során a kéreg kivékonyodott. Másrészről megvizsgáltuk a mafikus gránát granulitokban lejátszódott egyes ásványreakciókat (gránát szétesés és Fe-Ti ásványok zónássága), melyek a metamorf fejlődéstörténet későbbi, a kilökődés és extenzió során lejátszódott eseményeiről adnak információkat.
Results in English
We have made a petrographic, geochemical and fluid inclusion study of different kinds of crustal xenoliths from the Bakony-Balaton Highland Volcanic Field. We characterized on one hand the chemistry, conditions of formation and fluid content of main rock forming mineral assemblages which were present at the peak metamorphic p-T conditions so as to reconstruct the structure of the crust relevant at the peak of the Alpine orogenesis. The metamorphic and fluid evolution of the crust was revealed by the study of the post peak changes in the mineral and fluid assemblage. The reactions point to the considerable thinning of the crust during the extrusion and simultaneous extension of the ALCAPA block in the Carpathian basin. On the other hand we have studied some of the relevant mineral reactions like the breakdown of the garnet and zoning of Fe-Ti oxides which provide us some essential pieces of information on the evolution of the crust during the extrusion and extension.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=61182
Decision
Yes





 

List of publications

  
Török Kálmán: Osumilit-(Mg), egy új hazai ásvány egy badacsonyi buchit xenolitból, Földtani Közlöny, 2007
Török, K., Dégi, J. Marosi, Gy.: High temperature melting of biotite in CO2 rich environment and formation of orthopyroxene-garnet-plagioclase rocks in the lower crust: A xenolith example from the Bakony, ECROFI XIX. Bern Abstract Volume 242., 2007
Dégi, J., Török, K., Kodolányi, J., Abart, R.: Changes of oxidation state in lower crustal granulites., ECROFI XIX. Bern Abstract Volume 232., 2007
Dégi, J., Török, K., Kodolányi, J.: Crustal evolution during the formation of the Pannonian Basin: Mineral reactions in lower crustal xenoltihs from the BBHVF., Magyar Földtani Társulat Vándorgyűlése, Sopron., 2007
Bali, E., Zajacz, Z., Kovács, I., , Szabó, C., Halter, W., Vaselli, O., Török, K., and Bodnar, R.J.: A quartz-bearing orthopyroxene-rich websterite xenolith from the Pannonian Basin, western Hungary: Evidence for release of Si-oversaturated melts from the subducted slab., Journal of Petrology 49, 421-439., 2008
Dégi J, Abart R, Török K, Rhede D, Petrishcheva, E: Evidence for xenolith – host basalt interaction from chemical patterns in Fe–Ti-oxides from mafic granulite xenoliths of the Bakony–Balaton Volcanic field (W-Hungary), Mineralogy and Petrology, 95(3), 219–234 (DOI: 10.1007/s00710-008-0035-0), 2009
Dégi, J., Wirth, R., Abart, R. & Török, K.: Mechanism of symplectite formation in lower crustal granulite xenoliths from the Bakony – Balaton Highland Volcanic Field., 86th ANNUAL MEETING OF THE GERMAN MINERALOGICAL SOCIETY (DMG) BERLIN, NÉMETORSZÁG, 2008
Dégi, J., Török, K., Abart, R.: Geothermobarometry — A new database for the comparison of mineral chemistry and different geothermobarometric methods for metamorphic rocks, 33rd International Geological Congress (IGC), 2008. augusztus 6-14., Oslo, 2008
Bali, E., Török, K. & Szabó Cs.: Origin and evolution of garnet pyroxenites from the Bakony-Balaton Highland Volcanic Field, Western Hungary., 33rd International Geological Congress (IGC), 2008. augusztus 6-14., Oslo, 2008
Dégi J, Abart R, Török K, Bali E, Wirth R, Rhede, D: Symplectite formation during decompression induced garnet breakdown in lower crustal mafic granulite xenoliths: mechanisms and rates., Contributions to Mineralogy and Petrology, 159:293–314, DOI 10.1007/s00410-009-0428-z., 2010
Török K.: Fluids in lower crustal metapelitic granulite xenoliths from the Bakony-Balaton Highland Volcanic Field, W-Hungary., ECROFI XX., Granada 2009 szeptember 21-29. Abstract Volume,257-258., 2009
Török K.: Distribution of fluids in the crust in an extensional setting; an example from the Pannonian Basin., ECROFI XX., Granada 2009 szeptember 21-29. Abstract Volume,259-260., 2009




 

Events of the project

  
2016-08-10 15:08:21
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Kutatási Főosztály (Magyar Földtani és Geofizikai Intézet), Új kutatóhely: Geokémiai és Laboratóriumi Főosztály (Magyar Földtani és Geofizikai Intézet).



Back »