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Schuerzinger, Andreas (2005): Metamorphe und strukturelle Entwicklung des La Paz Kristallinkomplexes, Baja California Sur, Mexiko. Dissertation, LMU München: Faculty of Geosciences
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Abstract

This Thesis deals with the metamorphic and structural development of the La Paz Crystalline Complex (Ortega-Gutierrez 1982), which extends south of the city of La Paz, Baja California Sur, Mexico, to the southern tip of the Baja California peninsula. The results presented are data on the development of structures and metamorphism based on detailed geologic mapping. This includes the succession of metamorphic isograds, pT-paths for structural units and the relation of the two. It allows to explain the development of the crystalline complex in light of the specific tectonic situation. The most important new result is that the whole complex does not make up one distinct tectonostratigraphic terrane, as supposed previously (Sedlock et al. 1993, Gastil 1991, Beck 1991 and references therein), but that the complex is separated by a SSW-NNE striking fault. This fault juxtaposes rocks of different origin and with different metamorphic history. Intrusives in the north-western area are of relatively primitive M-type, in the south-eastern area, intrusives show a higher degree of crustal contamination (Schaaf et al. 2000). The structural work presented here shows that the fault already described in literature as the ‘La Paz Fault’, but interpreted differently (Aranda-Gómez & Pérez-Venzor 1989, Sedlock et al. 1993, Schaaf et al. 2000) is indeed the structural feature described above. Metamorphic contrast across the fault is minor, but an anticlockwise pT-path could be constructed for the footwall. Comparison with new results from the northern part of Baja California (Johnson et al. 1999, Schmidt & Paterson 2002, Ortega-Rivera 2003) shows that the La Paz Crystalline Complex is indeed a part of the Peninsular Ranges Batholith (Gastil 1983, 1991). The separation into a western and an eastern part is characteristic for this complex and can be compared to the geochemical, metamorphic and structural characteristics presented here. PT-determinations were conducted for the overall low-pressure metamorphism using several methods: construction of petrogenetic grids for metapelitic rocks (Spear et al. 1999, Pattison et al. 2002), different geothermobarometers (e. g. garnet/biotite, Holdaway 2000, GASP, Holdaway 2001) and a relatively new approach to calculate pseudosections through thermodynamically modelled systems with known bulk-composition (Connolly & Petrini 2002, Tinkham et al. 2001). The pseudosections are a very useful graphic tool to represent modelled metamorphic mineral parageneses, which can be easily compared with actual measurements (Microscope, Electron Microprobe).

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der metamorphen und strukturellen Entwicklung des La Paz Kristallinkomplexes (Ortega-Gutierrez 1982), einem Kristallingebiet, das sich südlich der Stadt La Paz im mexikanischen Bundesstaat Baja California Sur bis zur Südspitze der niederkalifornischen Halbinsel erstreckt. Die vorgelegten Untersuchungen liefern auf Basis der geologischen Kartierung detaillierte Daten zu Strukturen und Metamorphose, wie dem Feldgradient der metamorphen Zonenfolge für einzelne Gebiete, pT-Pfade für Teilkomplexe und dem Bezug der metamorphen Isograden zur strukturellen Entwicklung. Damit wird die Entwicklung des Kristallinkomplexes erklärt und die spezifische tektonische Situation umrissen, in der diese Entwicklung abgelaufen ist. Die wichtigste neue Erkenntnis ist, dass nicht der ganze Komplex ein eigenes tektonostratigrafisches Terrane bildet (Sedlock et al. 1993, Gastil 1991 Beck 1991 und Referenzen hierin), sondern dass sich eine in etwa SSW-NNE verlaufende Grenze durch den Komplex zieht, die Gesteine unterschiedlicher Herkunft und mit unterschiedlicher metamorpher Entwicklung gegeneinander stellt. Granitoide Intrusiva sind im nord-westlichen Bereich relativ primitive M-Typ Intrusiva, im süd-östlichen Bereich zeigen sich Magmatite mit höherer krustaler Kontamination (Schaaf et al. 2000). In dieser Arbeit konnte die in der Literatur als ‚La Paz Fault’ bekannte, aber unterschiedlich interpretierte Störung (Aranda-Gómez & Pérez-Venzor 1989, Sedlock et al. 1993, Schaaf et al. 2000) durch strukturelle Untersuchungen als Grenze in die tektonische Entwicklung eingeordnet werden. Der metamorphe Kontrast über die Scherzone hinweg ist gering, es konnte für den liegenden Teil ein pT-Pfad im Gegenuhrzeigersinn ermittelt werden. Durch Vergleich mit Untersuchungen aus Baja California Nord (Johnson et al. 1999, Schmidt & Paterson 2002, Ortega-Rivera 2003) kann der La Paz Kristallinkomplex jetzt zu den Peninsular Ranges (Gastil 1983, 1991) gestellt werden, die eine Zweiteilung in einen westlichen und einen östlichen Teil zeigen, deren geochemische, metamorphe und strukturelle Charakteristika den hier ermittelten entsprechen. Für die Niederdruck-Metamorphose konnten mit mehreren Methoden pT-Bestimmungen durchgeführt werden. Zum Einsatz kamen die Konstruktion petrogenetischer Netze für Metapelite (Spear et al. 1999, Pattison et al. 2002), verschiedene Geothermobarometer (z.B. Granat/Biotit, Holdaway 2000, GASP, Holdaway 2001) und ein relativ neuer Ansatz zur Berechnung von sog. ‚pseudosections’ durch modellierte thermodynamische Systeme bei bekannter Gesamtgesteinschemie (Connolly & Petrini 2002, Tinkham et al. 2001). Die pT-pseudosections stellen ein wertvolles Mittel zur grafischen Darstellung von modellierten metamorphen Paragenesen dar, die sich gut für den Vergleich mit den mikroskopisch und mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde ermittelten Daten eignen.