Pressure-Temperature Constraints on Garnet-Spinel-Sillimanite-Bearing Leucogranite in Sörfjärden, Sweden | Tryck-temperaturförhållanden hos granat-spinell-sillimanitförande leukogranit i Sörfjärden, Sverige

Despite extensive previous studies, the peak metamorphic conditions within the 2.0-1.8 Ga Svecokarelian orogen remain unclear, particularly regarding the deformation and migmatization events occurring between 1.87-1.80 Ga within the Ljusdal lithotectonic unit. While earlier observations indicate granulite facies metamorphism, the exact metamorphic conditions and nature of these events are still unclear. This thesis aims to determine the pressure-temperature range associated with the peak metamorphic conditions by analyzing mineral assemblages in the leucogranite of Sörfjärden, located east of Gnarp, Sweden. Through optical microscopy and electron microprobe analysis, a complex mineral assemblage was identified, including alkali feldspar, plagioclase, garnet, quartz, biotite, sillimanite, and Fe-Zn-rich spinel, with accessory minerals such as monazite, zircon, and rutile. Secondary chlorite and kaolinite were also observed. Ternary-feldspar thermometry revealed crystallization temperatures of 750 ˚C. Thermobarometric modeling of the bulk rock chemical composition, using the software GeoPS, indicated peak pressure-temperature conditions of 2.0–2.4 kbar and 740–770 ˚C, defined by the peak mineral assemblage garnet, plagioclase, quartz, sillimanite, and spinel. Melt structures on biotite and alkali feldspar were inferred to have formed during the second migmatization event, suggesting that granulite facies conditions were reached during the first migmatization event. While these findings provide insights into the metamorphic history of the Svecokarelian orogen, further investigations into the influence of Zn on the produced models are warranted. Addressing the limitations of current thermodynamic models would improve our understanding of this complex geological system.

Trots omfattande tidigare studier är de metamorfa förhållandena i den Svekokarelska orogenesen (2.0–1.8 Ga) fortfarande oklara, särskilt gällande de deformations- och migmatiseringsprocesser som inträffade mellan 1.87–1.80 Ga. Även om tidigare observationer tyder på metamorfos med granulitfacies är de exakta metamorfa förhållandena hos och karaktären av dessa processer fortfarande osäkra. Denna studie syftar till att fastställa det tryck-temperaturintervall som är förknippat med de högsta graderna av metamorfos genom att analysera mineralsammansättningar i leukograniten i Sörfjärden, beläget öster om Gnarp, Sverige. Genom optisk mikroskopi och elektronmikrosonderingsanalys identifierades en komplex mineralsammansättning: alkalifältspat, plagioklas, granat, kvarts, biotit, sillimanit och Fe-Zn-rik spinell, där monazit, zirkon och rutil är accessoriska mineral. Klorit och kaolinit är sekundära. Ternär fältspatstermometri påvisade en kristalliseringstemperatur vid 750 ˚C. Termobarometrisk modellering av bergartens kemiska sammansättning med programmet GeoPS indikerade maximala tryck-temperaturförhållanden på 2.0–2.4 kbar och 740–770 ˚C; mineralsammansättningen under dessa förhållanden var granat, plagioklas, kvarts, sillimanit och spinell. Smältstrukturer på biotit och kalifältspat tolkades ha bildats under den andra migmatiseringen, vilket medför att granulitfacies uppnåddes under den första migmatiseringen. Fastän dessa resultat ger insikter i den Svekokarelska orogenesens metamorfa historia är det motiverat att vidare undersöka inverkan av Zn på de framställda modellerna. Att hantera begränsningarna i nuvarande termodynamiska modeller skulle förbättra vår förståelse av detta komplexa geologiska system.