hrvatski

Prvi nalaz boninitnih stijena u Hrvatskoj (Medvednica, SZ Hrvatska)

Na sjevernim padinama Medvednice koja je smještena na tromeđi južnog dijela Istočnih Alpa, Dinarida i Tise, a u geotektonskom smislu pripada jugozapadnom dijelu Zagorje-srednjotransdanubijske smične zone (PAMIĆ & TOMLJENOVIĆ, 1998), izdanjuje ofiolitni melanž kao zasebna tektonostratigrafska jedinica (Kalnik Unit prema HAAS et al., 2000). Ona predstavlja ostatke specifičnog oceanskog segmenta, koji je prema BABIĆ et al. (2002) nazvan Repno oceanska domena – ROD. ROD se može shvatiti kao ključno područje u istočnom dijelu Tetisa koje predstavlja poveznicu između Meliata-Maliak i Dinaridsko-Vardarske oceanske oblasti i koje povezuje ofiolite Središnje Dinaridske zone na jugozapadu s ofiolitima Meliata-Maliak područja na sjeveroistoku i Alpske ofiolite na sjeverozapadu. Ofiolitni melanž Medvednice je kaotičan sedimentacijsko-tektonski kompleks nastao tijekom akrecije, obdukcije i smještavanja stijena oceanske kore na kontinentalni rub. Njega izgrađuju metarsko-kilometarski trijaski i donjo do srednjojurski blokovi sedimenata različitog tektonostratigrafskog podrijetla (pješčenjaci, siltiti, vapnenci, rožnjaci) i magmatski klasti (bazalti, gabri, kumulatni ultramafiti) unutar donjo do srednjojurskog (bajocian) pelitno-siltoznog matriksa (SLOVENEC & LUGOVIĆ, 2008, 2009). Gornja granica formiranja melanža vezana je za donju kredu tijekom hauteriviana (BABIĆ et al., 2002). Svi fragmenti u melanžu mlađi od hauteriviana interpretirani su kao tzv. fault-bounded tektonske inkluzije naknadno ugrađene u melanž tijekom smještavanja ofiolita. Vulkanske stijene zastupljene toleiitnim bazaltima i njihovim izmijenjenim varijetetima dominantni su odvjetci oceanske kore arhivirane u ofiolitnom melanžu Medvednice. Međutim, osim njih, nađena su dva bloka metarske veličine izuzetno rijetkih, „egzotičnih“ vulkanskih stijena (tzv. boninita) čiji se kemizam jasno razlikuje od spomenutih ekstruziva. Navedene pojave predstavljaju prvi nalaz boninitnih stijena u Hrvatskoj. Njihovo pojavljivanje u ofiolitnom melanžu Medvednice predstavlja važnu kariku koja je još nedostajala u geodinamskoj evoluciji ROD-e. Istraživane boninitne vulkanske stijene pojavljuju se kao masivne lave. Ove stijene ne sadrže mineralne utruske, a holokristalina osnova izgrađena je od spinela, klinopiroksena, vrlo rijetko zastupljenog i u albit (An0, 68-2, 78) izmijenjenog plagioklasa, Fe-Ti oksida i grupe sekundarnih minerala. Klinopiroksen se nalazi u svim analiziranim uzorcima djelomice je izmijenjen u klorit, prehnit i pumpellyit. Primarni titannosivi spinel pretežno je izmijenjen u leukoksen, tj. titanit. Magmatska afirna subofitna do intergranularna struktura, izgrađena od iglica plagioklasa i equigranularnog klinopiroksena, ostala je potpuno sačuvana u svim uzorcima. Petrografski podaci sugeriraju slijedeći redoslijed kristalizacije: spinel → klinopiroksen → plagioklas ± Fe-Ti oksidi. Međutim, izostanak klinopiroksena s niskim sadržajem Ca (klinoenstatita) i pojavljivanje plagioklasa osnove, kao i u slučaju drugih Tetiskih boninitnih stijena, ove lave čini drugačijim od tercijarnih boninita sensu-stricto iz Bonin Island – Mariana Trench-a. Klinopirokseni su zastupljeni augitom (Wo30, 75-39, 93En49, 34-56, 75Fs7, 84-13, 17) i pokazuju jasan trend Fe- Mg- Ca-obogaćenja. U svim analiziranim uzorcima klinopirokseni imaju homogenu jezgru i pokazuju normalno zoniranje. Tip i intenzitet zoniranja je tipičan za hlađenje u zatvorenom magmatskom sustavu. Klinopiroksene karakterizira vrlo nizak sadržaj TiO2 (0, 01-0, 23 mas.%), visok Mg# (81, 06-88, 55) i izostanak Fe-obogaćenja, što ukazuje da su derivirani iz osiromašenog plaštnog izvorišta. Iako su zapažene određene varijabilne izmjene mineralnog sastava stijene, kemizam jasno odražava njihov originalni magmatski sastav. Na klasifikacijskim dijagramima SiO2 – K2O+Na2O i SiO2 – MgO analizirane vulkanske stijene jasno se pozicioniraju u polju boninita, a zbog visokog sadržaja CaO (> 9, 57 mas.%) i omjera CaO/Al2O3, koji varira između 0, 76 i 0, 84, te sadržaja SiO2 < 56 mas.%, kao i ukupnih alkalija nižih od 2, 07 mas.% odgovaraju tipičnim visoko-Ca boninitima (CRAWFORD et al., 1989), te pripadaju calc-alkaline seriji stijena. Iako kemizmom odgovaraju bazaltnim andezitima, zbog izostanka utrusaka plagioklasa bolje ih je nazivati boninitima (BECCALUVA & SERRI, 1988). Karakterizira ih visok sadržaj kompatibilnih iz plašta deriviranih elemenata (Ni > 97 ppm, Cr > 413 ppm), umjereno visok sadržaj MgO (> 8, 51 mas.%) i visok Mg# (~ 72), Cr# (~ 85), te ekstermna depletacija u TiO2 (< 0, 23 mas.%), P2O5 (≤ 0, 02 mas.%), Zr (< 27 ppm), Y (< 5, 9 ppm) i ostalim elemenatima visokog ionskog potencijala (HFSE) te elementima rijetkih zemalja (REE). Visok omjer CaO/Al2O3 (0, 76-0, 84) koji je relativno blizak vrijednostima hondrita ili primarnom gornjem plaštu (0, 90 ; CLAGUE & FRAY, 1982), kao i prisutnost plagioklasa jasno razlikuje ove lave od tercijarnih boninita sensu-stricto iz Bonin Island – Mariana Trench-a (CaO/Al2O3 = 0, 72-0, 38) i čini ih sličnima boninitima iz područja Tetisa (npr. s Troodosa ; BECCALUVA & SERRI, 1988). Krivulje prema N-MORB-u normaliziranih koncentracija boninita na spider dijagramima u segmentu HFSE pokazuju jasno osiromašenje. Svi uzorci pokazuju negativnu Nb-Ta, P i Ti anomaliju umjerenog intenziteta [(Nb/La)n = 0, 67-0, 71] što indicira visoki udio subdukcijskih fluida oslobođenih iz subducirane ploče i sugerira generiranje u gornjoj ploči tijekom intraoceanske konvergencije. Koncentracije REE normalizirane prema koncentracijama u hondritu pokazuju za boninite tipičan konkavni uzdižući profil (U-oblik) karakteriziran obogaćenjem lakih REE [(La/Sm)cn = 1, 49-1, 66)] i negativno frakcioniranim teškim REE [(Tb/Lu)cn = 0, 43-0, 54] na koncentracijskim razinama 1, 3-5, 2 puta višim od hondrita, te depletiranim srednjim REE u odnosu na teške REE. Ove koncentacijske razine indiciraju ekstremno depletirani karakter plaštnog izvorišta analiziranih boninita. Visoke vrijednosti omjera CaO/Al2O3 i sadržaja CaO kod analiziranih boninita sugeriraju njihovu derivaciju iz plaštnog izvorišta bogatog Ca-piroksenima za razliku od sensu-stricto boninita iz područja Bonin Island – Mariana Trench-a koje karakterizira prisutnost ortopiroksena i Ca-osiromašenih klinopiroksena (klinoenstatita) (npr. HAWKINS, 2003). Obogaćenje litofilnih elemenata velikog ionskog radijusa (LILE) u odnosu na izrazito depletirane HFSE kod analiziranih boninita, rezultat je taljenja plašta koji je bio metasomatiziran fluidima oslobođenim iz subducirane ploče. LILE i slabo obogaćenje lakih REE je subdukcijom derivirana komponenta, dok su HFSE naslijeđeni iz plaštnog klina zbog njhove slabe topivosti u vodenastim fluidima. Izrazito nizak na N-MORB normalizirani omjer Sm/Zr (~ 0, 5) i Ti/Ti* (< 1) uz visok Zr/Zr* (> 1) i nizak omjer Ti/Zr (~ 50), analizirane stijene Medvednice definira kao boninite i time ih jasno diskriminira od bazalta nastalih u geotektonskom okolišu srednjooceanskog hrpta, otočnog luka i oceanskog otoka. Ove stijene su derivirane parcijalnim taljenjem iz jako depletiranog harzburgitnog MORB-tipa plaštnog izvorišta. Međutim, zbog visokog na N-MORB normaliziranog omjera Zr/Sm (> 1) i vrlo niskog omjera Nb/Th (~ 0, 6), za boninitne stijene iz ofiolitnog melanža Medvednice može se pretpostaviti nastanak u predlučnom okolišu. Takvi jedinstveni petrogenetski uvjeti, tj. ultra-depletirano plaštno izvorište, obilje vode, kao i vrlo visoki geotermalni gradijent se najčešće nalaze u predlučnom području intra-oceanskih konvergentnih rubova u vrijeme kada je započela subdukcija (CRAWFORD et al., 1989). Međutim, calc-alkalijski karakter boninita Medvednice ukazuje da oni nisu formirani tijekom inicijacije predlučnog područja, već tijekom njegove zrelije/razvijenije faze nastanka, vjerojatno ubrzo nakon formiranja intraoceanskog nadolazećeg otočnog luka u ROD-i tijekom gornje jure, i to ranog tithoniana (LUGOVIĆ et al., 2015). S obzirom na navedeno nameće se zaključak da boninitne stijene Medvednice najvjerojatnije predstavljaju najmlađu sa subdukcijom povezanu oceansku koru formiranu tijekom gornje jure u Repno Oceanskoj Domeni koja predstavlja poveznicu između Meliata-Maliak i Dinaridsko-Vardarske oceanske oblasti.

petrografija; petrologija; boniniti; ofiolitni melanž; suprasubdukcijska zona; Medvednica; Hrvatska

nije evidentirano