The late Variscan rapid extrusion of ultra-high pressure metamorphic rocks into a preexisting nappe stack is the striking feature of the Erzgebirge, N-Bohemian Massif. Complex deformation increments, the large scatter of orientation and geometry of the finite strain ellipsoid as well as partly inverted metamorphic and age profiles are controversially discussed. Structural analysis and geothermobarometry show that deeply buried continental crust emplaced under transpression with horizontal σ1 (NNW-SSE) and σ3 stress axes. Thereby, west-directed lateral escape of isothermally exhumed high-pressure units led to the formation of an exhumation channel. The pervasive fabric of quartz-feldspar rocks formed between 400–650 °C. Based on Ar-Ar geochronology, the deformation in the exhumation channel is framed between 340 and 335 Ma. This preliminary results allow a modern texture analysis of natural shear zones, i.e. electron back scattering and neutron diffraction of quartz from shear zones of the exhumation channel. Because of an extensive and complex dataset, the crystallographic orientation of quartz is statistically analysed. I applied multidimensional scaling of the error between orientation density functions to visualize quartz textures together with additional microstructural features. I show that the temporal coexistence of two crystallographic orientation endmembers is the exclusive result of varying strain rates and differential stress. This thesis combines for the first time crystallographic textures of the Erzgebirge with modern plate tectonic concepts of the European Variscan orogeny.:Table of contents PREFACE Channel exhumation models in collisional Orogens Texture evolution of quartz in orogenic shear zones The structure of the thesis PART 1: THE EXHUMATION CHANNEL OF THE ERZGEBIRGE: GEOLOGICAL CONSTRAINS 1 Introduction 2 Geological Setting 2.1 The Variscan orogeny 2.2 The Saxo-Thuringian Zone as part of the European Variscides 2.3 Tectonics – constraints for an exhumation channel (<340 Ma) 3 Methods and Data processing 3.1 Field work, sample collection and selection 3.2 Geochemistry 3.3 MLA 3.4 EMP analyses and pressure-temperature estimations 3.5 Ar-Ar dating 3.6 Ar-Ar data handling and statistical treatment 4 Results 4.1 Geochemistry and Mineral Content of the Channel Rocks 4.2 Tectonics of the exhumation channel 4.2.1 Mica schists – roof of the channel 4.2.2 Paragneisses and Orthogneiss (type 1) 4.2.3 Orthogneiss (mgn) 4.2.4 Orthogneiss (type 2) – footwall of the channel 4.3 Petrology and Mineral chemistry 4.3.1 Garnet 4.3.2 Plagioclase 4.3.3 White mica 4.3.4 Biotite 4.4 Geothermobarometry 4.5 40Ar/39Ar – geochronology 4.5.1 Step heating 4.5.2 Single grain fusion 4.5.3 Ar-Ar and mineral chemistry 4.5.4 Ar-Ar and structural geology 5 The tectonometamorphic evolution of the exhumation channel 5.1 Local change in finite strain ellipsoid orientation 5.2 Evidence for advective heat transfer during exhumation 5.3 Position of the gneiss complex Reitzenhain-Catherine 5.4 Do Ar-Ar ages of the Erzgebirge represent cooling or recrystallization? 6 The channel model 6.1 Pre-channel stage – subduction 6.2 Channel stage – lateral extrusion 6.3 Post-channel stage – extensional doming 7 The Constrains for Texture analyses in a channel-type exhumation shear zone PART 2: QUARTZ TEXTURE AND MICROSTRUCTURAL EVOLUTION IN A CHANNEL-TYPE EXHUMATION SHEAR ZONE 1 Introduction 2 State of the Art 2.1 Dynamic recrystallization mechanism in quartz. 2.2 Texture evolution from natural and experimental deformed quartz 2.3 Quartz c-axis and textures in the Erzgebirge 3 Sample description 3.1 Mineral content 3.2 Quartz microstructures 3.2.1 Type 1 – Predominance of GBM 3.2.2 Type 2 – GBM overprints SGR 3.2.3 Type 3 – Equal ratio of GBM and SGR 3.2.4 Type 4 – Predominance of SGR 4 Methods 4.1 Time of Flight data processing and analysis 4.2 EBSD data processing and analysis 4.3 Multidimensional scaling 5 Results 5.1 Pole figure geometry 5.2 Multidimensional scaling 5.3 Texture properties and recrystallization 5.4 Grain and sample properties 5.5 Intragranular misorientation 5.6 Subgrain misorientation axes, slip systems and Schmid factor 6 Discussion 6.1 The dependence of quartz content and distribution and the particular CPO 6.2 The context between grain sizes, shape preferred orientation (SPO) and crystal preferred orientation (CPO) 6.3 Active slip systems during ductile quartz deformation 6.4 Recrystallization mechanism and texture 7 Conclusions GENERAL CONCLUSIONS REFERENCES APPENDIX A Isochemistry during metamorphism B Confidentiality of the PT estimations C Discrepancy of WPA and WMA D Appendix Figures E Appendix Tables

Deformační interakce mezi horninami na významném rozhraní k·ra - litosférický pláš' je jedním z hlavních proces·, jejichž pochopení umožní lépe popsat termomechanické procesy probíhající hluboko v rozsáhlých pohořích a především chování kontinentálního pláště během kolize kontinentálních desek. Tato disertační práce obsahuje tři hlavní kapitoly, představující výsledky r·zných geologických metod, využitých při zkoumání p·vodu a deformačního chování peridotitových těles ve spodní k·ře Variského orogenu. První kapitola prezentuje závěry ze strukturní studie Mohelenského peridotitu a okolních granulit· z Náměštského granulitového masívu. Jako jedinou efektivní metodou pro studium vnitřní stavby peridotitu se kv·li rozsáhlé serpentinizaci ukázalo měření přednostní mřížkové orientace (EBSD). V serpentinizovaném peridotitu byly zjištěny dva odlišné olivínové skluzné systémy, jejichž distribuce společně s detailním strukturním mapováním v okolním Náměš'ském granulitovém masívu umožnily vysvětlit reologické chování peridotitového tělesa v prostředí kořene orogenu. V této kapiole jsme se pokusili vytvořit geotektonický model, který popisuje historii peridotitového tělesa v rámci mnoha fází tektonické historie orogenního kořenu. Ve druhé kapitole představujeme výsledky z analýzy serpentinizačních proces· v...

Die Spaltspuren-Datierung als wesentliche Methode aus dem Bereich der Niedrigtemperatur-Thermochronologie basiert auf der Zählung und Messung geätzter Spuren unter dem Mikroskop. Für eine akkurate Altersbestimmung ist daher das Verständnis der Ätzung von größter Bedeutung. Ein atomistisches Modell und eine Monte-Carlo Computersimulation erklären Ätzgruben-Formen und deren Größenwachstum. Thermochronologie wird in zwei Fallstudien angewendet: eine umfassende Studie über die tektonische Entwicklung Zentralamerikas seit dem Paläozoikum zeigt, wie Geo- und Thermochronologie, Strukturgeologie und Petrologie zusammenarbeiten können, um &amp;gt;400 Ma einer komplexen tektonischen Geschichte zu enträtseln. Eine thermochronologische Studie im Pamir, Tadschikistan betont vor allem die Möglichkeiten, die sich aus der Anwendung der Thermochronologie auf dem Gebiet der Geomorphologie und Neotektonik eröffnen.

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Dans ce travail, des données pétro-géochimiques, isotopiques et géochronologiques ont été couplées afin de caractériser et dater les circulations de fluides dans le Cisaillement Sud Armoricain. Ces circulations ont été datées par les méthodes U-Pb sur zircon et monazite et 40Ar/39Ar sur muscovite, dans les mylonites et les granites syntectoniques présentant des traces d'altération hydrothermale. A 315 Ma, le Cisaillement Sud Armoricain localise la circulation de fluides magmato-métamorphiques, responsables de la cristallisation de veines de quartz géantes qui lui sont parallèles. Vers 300 Ma, un afflux de fluides météoriques est enregistré dans les mylonites, certains échantillons granitiques et quelques veines de quartz, obliques au Cisaillement Sud Armoricain, interprétées comme des fentes de tension d'échelle crustale. Les résultats obtenus ont permis d'étudier le comportement des chronomètres isotopiques au cours des interactions fluide-roche. Si le zircon apparaît comme relativement robuste, les circulations de fluides provoquent la recristallisation de la monazite et de la muscovite, et ainsi perturbent, voir remettent à zéro les chronomètres isotopiques U-Pb et KAr. Par exemple, dans le massif syntectonique de Questembert, les dates 40Ar/39Ar obtenues sur six échantillons s'étalent sur 16 Ma, du fait de l'infiltration pervasive de fluides. Ces résultats illustrent donc la nécessité d'associer la géochronologie à une étude pétrogéochimique détaillée, depuis la caractérisation des roches jusqu'à l'étude texturale des monazites ou la documentation des zonations chimiques des muscovites, par exemple.

Upper part of the orogenic crust (superstructure) significantly differs from the lower part of the crust (infrastructure) by structural and metamorphic record. This fundamental observation is explained by interruption of the mutual evolution due to mechanical decoupling of the hot and ductile infrastructure from the cold and brittle superstructure at certain stages of the orogenic evolution. The superstructure-infrastructure transition zone is a rheologically predisposed domain of sharp deformation and metamorphic gradients with polyphase structural record. Understanding of the deformation partitioning in such a rheologically complex setting is a key aspect in linking of the individual deformation stages between upper and lower crust. The transition zone between unmetamorphosed early-Variscan superstructure (Teplá-Barrandian Domain) and late Variscan high- grade infrastructure (Saxothuringian Domain) crops out at the western margin of the Teplá- Barrandian Domain in the Bohemian Massif. This area is a continuous mid- to lower-crustal section with early-Variscan structural and metamorphic record, which is superposed onto pre-Variscan episode. This thesis aims to decipher individual deformation events, to evaluate their manifes- tations at different crustal levels and to bring new and unifying...

Die Spaltspuren-Datierung als wesentliche Methode aus dem Bereich der Niedrigtemperatur-Thermochronologie basiert auf der Zählung und Messung geätzter Spuren unter dem Mikroskop. Für eine akkurate Altersbestimmung ist daher das Verständnis der Ätzung von größter Bedeutung. Ein atomistisches Modell und eine Monte-Carlo Computersimulation erklären Ätzgruben-Formen und deren Größenwachstum. Thermochronologie wird in zwei Fallstudien angewendet: eine umfassende Studie über die tektonische Entwicklung Zentralamerikas seit dem Paläozoikum zeigt, wie Geo- und Thermochronologie, Strukturgeologie und Petrologie zusammenarbeiten können, um &amp;gt;400 Ma einer komplexen tektonischen Geschichte zu enträtseln. Eine thermochronologische Studie im Pamir, Tadschikistan betont vor allem die Möglichkeiten, die sich aus der Anwendung der Thermochronologie auf dem Gebiet der Geomorphologie und Neotektonik eröffnen.

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The Río Blanco–Los Bronces (Chile) is one of the richest endowed porphyry copper-molybdenum districts worldwide, where about 20% of the known mineralization is hosted by tourmaline-cemented hydrothermal breccia. This work seeks: (1) to find a relationship between tourmaline chemical and/or isotopic composition and the degree of mineralization in the breccia, (2) to constrain the source of the mineralizing fluid in the breccia, and (3) to determine of the composition and age of intrusive units in three new exploration projects and correlate them with the known intrusive rocks of the mine areas. Tourmaline from mineralized and barren breccias has similar boron isotopic compositions but differences in Mg/(Mg+Fe) ratios, Al-contents and Al-Fe correlation, which may have exploration value. Boron and sulfur isotopes results are consistent with a magmatic source of hydrothermal fluids. Results of whole rock geochemistry and U-Pb and 40Ar/39Ar geochronology of intrusive units, breccia and late-stage veins are combined with previous U-Pb, Ar/Ar and Re-Os ages to elucidate the magmatic and hydrothermal history of the district.:1 Introduction 1.1 Motivation of the study and statement of research questions 1.2 Scope of the study 2 Porphyry copper deposits (PCDs) 2.1 Introduction 2.1.1 Global copper inventory 2.1.2 Definition and classification of PCDs 2.2 Regional scale characteristics of PCDs 2.2.1 Tectonic setting 2.2.2 Space and time distribution 2.2.3 Porphyry stocks and their pluton and volcanic connections 2.2.4 Wall-rock Influence 2.3 Deposit-scale characteristics 2.3.1 Porphyry stocks and dikes 2.3.2 Hydrothermal breccia 2.3.3 Alteration-mineralization zoning 2.4 Processes of PCD formation 2.4.1 Arc magmatism 2.4.2 Magmatic volatiles 2.4.3 Genetic models 3 Regional setting of the study area 3.1 Tectono-magmatic setting 3.2 Metallogenic belts 4 Río Blanco – Los Bronces mining district 4.1 Mining history 4.2 District geology 4.2.1 Stratified rocks 4.2.2 Plutonic and hypabyssal intrusions 4.2.3 Structures 4.2.4 Alteration and mineralization 4.2.1 Geochronology database 5 Results 5.1 Plutonic units 5.1.1 Petrography 5.1.2 Whole rock (WR) geochemistry 5.1.3 Geochronology 5.2 Mineralization 5.2.1 Petrography 5.2.2 Tourmaline occurrence and composition 5.2.3 Sulfides and sulfates 6 Discussion 6.1 Time-space relationships of intrusion, brecciation and hydrothermal alteration 6.2 Stable isotope constraints on fluid source and evolution 6.2.1 Oxygen, hydrogen and sulfur isotopes 6.2.2 Boron isotopes 6.3 Tourmaline as a redox indicator and significance for exploration 7 Summary and conclusions 8 References Digital supplement Appendix (Methods) 9 Appendix Methods 9.1 Optical microscopy (OM) 9.2 Scanning electron microscope (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) 9.3 Whole rock chemical analysis 9.4 Electron microprobe analyses (EMPA) 9.5 Boron isotopes 9.6 Sulfur isotopes 9.7 40Ar/39Ar dating 9.8 Zircon separation and characterization 9.9 U-Pb zircon LA-ICP-MS dating 9.10 U-Pb zircon CA-ID-TIMS dating 9.11 Single zircon evaporation as screening method

L'évolution géodynamique des régions méditerranéennes est caractérisée par la succession de phases de convergence et de phases d'extension qui se marquent par l'ouverture de bassins sédimentaires et océaniques au niveau de zones initialement épaissies. L'Arc Calabro-Péloritain (ACP) situé à cheval sur la pointe sud de l'Italie continentale et sur la pointe nord-est de la Sicile, correspond à un fragment de l'ancienne marge active sud-européenne. Cette région à laquelle appartenaient également les massifs Kabyles, le Rif et les Cordillères Bétiques, a été impliquée successivement dans des épisodes de tectonique en raccourcissement, associés à la subduction de la lithosphère océanique téthysienne, et dans des épisodes de tectonique en extension pendant l'ouverture des bassins de la Méditerranée Occidentale. L'ACP est constitué d'une pile de nappes tectoniques impliquant des unités ophiolitifères alpines et des unités cristallophyliennes hercyniennes. Cet ensemble a été charrié sur la marge sédimentaire apulienne, et a été intégré dans l'édifice tectonique de la chaîne apenninique au cours de l'ouverture récente du bassin Tyrrhénien. Les travaux menés au cours de cette thèse se sont focalisés sur la partie sud de l'ACP, dans la région du Massif de l'Aspromonte. Ils visaient à préciser la géométrie et l'évolution tectonométamorphique des unités qui constituent la partie supérieure de l'édifice de nappes, afin de mieux comprendre les modalités de la transition convergence - extension, et la cinématique de l'évolution du domaine méditerranéen à l'Oligocène. Cette étude s'est appuyée sur une approche pluridisciplinaire impliquant la géologie structurale, l'étude pétrographique et microstructurale des roches échantillonnées, les estimations thermobarométriques des conditions des épisodes métamorphiques successifs et leur datation par la méthode 40Ar /39Ar.<br />Les principaux résultats obtenus mettent en évidence, hormis les indices d'une évolution hercynienne assez mal contrainte, une évolution alpine impliquant deux étapes successives. La première correspond à l'empilement des unités tectoniques, la seconde à la reprise en extension de l'édifice de nappes. Les contraintes métamorphiques et géochronologiques suggèrent que l'empilement était déjà initié à l'Eocène moyen (~ 45 Ma), tandis que l'extension a probablement débuté à l'Oligocène inférieur (à partir de 33 Ma) et s'est prolongée au moins jusqu'à l'Oligocène moyen (27 Ma) avec les mêmes caractéristiques cinématiques. Cette seconde déformation entraîne l'exhumation des unités profondes, contrôlée en partie par une importante dénudation tectonique. Les directions cinématiques de cette évolution structurale replacées dans leur position et leur orientation initiales, avant la formation de l'ACP, impliquent une direction de raccourcissement en accord avec la direction de convergence Afrique-Eurasie reconstituée pour l'Eocène. En revanche l'âge de la phase d'extension indique que l'amincissement tectonique généralisé en Méditerranée Occidentale s'est initié au moins dès l'Oligocène inférieur. En outre la localisation et l'orientation de cette extension suggèrent qu'elle peut-être reliée à l'ouverture du Bassin Nord-Algérien, antérieurement à l'ouverture du Bassin Liguro-Provençal et au retrait de la zone de subduction vers le SE.