GEOLOGIJA 28 29, 239—254 (1985 86), Ljubljana UDK 552.43:550.4(497:13) = 862 Petrološko-geokemijske karakteristike ortogrinšista Zagrebačke gore u Hrvatskoj Petrology and geochemistry of orthogreenschists from Mt. Zagrebačka Gora in Croatia Jakob Pamić Geološki zavod, Sachsova 2, 41000 Zagreb Jasna Injuk Institut »Ruder Bošković«, Bijenička c. 54, 41000 Zagreb Sažetak U radu se obrađuju ortogrinšisti sensu lato Zagrebačke gore (ili Med- vednice) među kojima su odvojeni: metadijabazi, zeleni škriljavci s. str. s podređenim epidotskim. stilpnomelanskim i sericitskim škriljavcima te amfibolitski škriljavci. Većina tih stijena ima jasan bazičan, a po nor- mativnom sastavu i nekim geokemijskim osobinama i jasan toleitski ka- rakter. Na osnovi sadržaja i rasporeda imobilnih mikroelemenata na kraju se diskutira o protolitu zelenih škriljavaca i o geotektonskim uvjetima for- miranja. Abstract The paper deals with greenschists sensu lato of Mt. Zagrebačka Gora (or Medvednica) which can be grouped into: metadiabases, greenschists s. str. with subordinate stilpnomelan epidote and sericite schists, and amphibolites. Most of the rocks are basic, and based on major and trace element contents, and CIPW norms they display a distinct tholeiitic af- finity. On the basis ol immobile trace elements it is presented a discussion on possible protoliths of greenschists and their geotectonic setting of formation. Uvod Zeleni škriljavci Zagrebačke gore (Medvednice) poznati su u geološko-pe- trološkoj literaturi već više od stotinu godina. Mada se spominju u brojnim radovima, a u nekima su čak detaljno i petrografski opisani, dosad nisu u do- voljnoj mjeri geokemijski definirani. U toku 1984. i 1985. godine prvonavedeni autor je radio u Zagrebačkoj gori i pri tome sistematski sakupio uzorke na nekoliko profila. Ti su uzorci naknadno 240_Jakob Pamić, Jasna Injuk obrađeni mikroskopski i na osnovi tih podataka izvršen je odabir reprezentativ- nih uzoraka koji su detaljnije geokemijski izučavani. Cilj ovog rada je da se dadu osnovne geokemijske karakteristike ortogrinšistnih stijena središnjih dijelo- va Zagrebačke gore. One imaju jasan toleitni karakter, kao i većina zelenih škri- Ijavaca prekambrijskih grinšistnih pojaseva od kojih se, međutim, jasno razli- kuju u sadržaju i raspodjeli nekih imobilnih mikroelemenata. Kratak pregled dosadašnjih literaturnih podataka O geologiji Zagrebačke gore objavljen je veliki broj radova od kojih ćemo spomeniti samo one koji su od značaja za zelene škriljavce. Petrografski podaci o zelenim škriljavcima započinju se prikupljati još sredinom prošlog stoljeća. Vukotinović (1873) navodi da je veći dio Za- grebačke gore izgrađen od diorita koji prelaze u zelene škriljavce. Foetterle (1861/62) smatra da je glavna masa planine izgrađena od kristalastih škriljava- ca, diorita, dioritnih škriljavaca te kristaliničnih vapnenaca. Pilar (1881) je iznio mišljenje da je zapadni dio Medvednice izgrađen pretežno od škriljavaca s kojima se javljaju i eruptivne stijene, pretežno dioriti, podređeno i dijabazi. Sistematska geološka istraživanja započeo je Gorjanović-Kramber- g e r (1890, 1907, 1908 i dr.) koji je uradio i geološku kartu Zagrebačke gore u mjerilu 1 : 75.000. Na osnovi mikroskopskih određivanja Kocha navodi pri- sustvo melafira, dijabazporfirita, olivinskih dijabaza i gabra te različitih škri- ljavaca: filita, tinjčevih škriljavaca i zelenih škriljavaca. Iz spomenutih Kocho- vih petrografskih odredbi proizlazi da su zeleni škriljavci jako raznovrsni, kako u strukturno-teksturnim karakteristikama, tako i u mineralnom sastavu. Gorjanović-Kramberger odvaja zelene škriljavce glavnog trupa, za- jedno s »bljesnicima« i filitima kao prekambrijske tvorevine, od okolnih bru- silovaca i vapnenaca koje je uvrstio u karbon, no ta podjela je bez adekvatne dokumentacije. U zapadnim dijelovima Zagrebačke gore postavio je granicu »orijentalnog kopna« i okolnih alpinskih tvorevina. K i š p a t i ć (1895. i 1918) daje petrografski prikaz zelenih škriljavaca Za- grebačke gore. Njihovu mineralnu paragenezu sačinjavaju: albit, hornblenda, klorit, epidot i kalcit te titanit, magnetit, rjeđe biotit i kvare, dok je piroksen našao samo u jednom izbrusku. On daje i četiri kemijske analize zelenih škri- ljavaca, a u zasebnom poglavlju opisuje filite u kojima je našao granat i disten. M i h o 1 i ć (1957) je odredio izotopnu starost dva uzorka zelenih škriljavaca sa Zagrebačke gore, i to U/Pb metodom; dobio je vrijednosti od 750 i 790 mi- lijuna godina što odgovara prekambriju, odosno gornjem proterozoiku. M a r i ć (1959) je među zelenim škriljavcima Medvednice izdvojio stijene masivnog i škriljavog habitusa, inače identičnog mineralnog sastava. Utvr- đuje istu mineralnu paragenezu kao i Kišpatić, uz neke manje razlike: plagioklas je po njemu zastupljen andezinom, a ne albitom, dok je amfibol uralit, a ne hornblenda. On zelene škriljavce uvrštava u aktinolit-klorit-epi- dotski subfacijes i smatra da su oni nastali metamorfozom od gabro-dijabaza u »ranom alpskom paroksizmu«. C r n k o v i ć (1963) smatra da zeleni škriljavci Medvednice predstavljaju jedinstvenu stratigrafsku cjelinu i njih veže za određene sedimentacijsko-mag- matske procese unutar staropaleozojske (?) geosinklinale. Petrološko-geokemijske karakteristike ortogrinšista Zagrebačke gore u Hrvatskoj 241 S i k i ć et al., (1979) iznose novo mišljenje da su sve metamorfne stijene Zagrebačke gore, uključujući i zelene škriljavce glavnog trupa, devonsko-kar- bonske starosti. Na osnovi petrološke obrade Raffaellija, metamorfne stijene su podijelili po Jungu i Roquesu na zone х i y¿. U metamorfnim zonama У2 izdva- jaju slijed gabro-dioritnih ortometamorfita, zatim slijedove aluminijskih, kvarc- feldspatskih, karbonatnih, željezom obogaćenih i kalcijsko-feromagnezijskih pa- rametamorfita od kojih prva tri dolaze i u zoni х. Interesantno je istaći da je Raffaelli u željezom obogaćen slijedu odredio po prvi puta na Medvednici klori- toidne škriljavce. Devonsko-karbonsku starost tih stijena temelje na odredbama konodonti koje je obavio Đurđanović (1969). No, treba objektivno istaći da je Đurđanović odredio devon-karbonske konodonte samo u kristalastim vapnencima. U najnovije vrijeme je dokazano na osnovi, odredbi graptolita da dio metamorfnog kompleksa Zagrebačke gore pripada donjem siluru (S r e m a c et Mihajlović-Pavlović, 1983). Nedavno su Vrag ović i Majer (1980 i 1980 a) detaljno opisali već spomenute kloritoidne škriljavce s Puntjarke na Medvednici koje im je ustupio Crnković; izgrađeni su od »bijelog tinjca«, kvarca, malo klorita, te pločasto- -prutićastog kloritoida. Osnovni petrografski podaci Materijal za petrološku i geokemijsku obradu sakupljen je u središnjim i zapadnim dijelovima Medvednice u kojima izrazito prevladavaju metamorfne stijene, uključujući zelene škriljavce (si. 1). Snimljen je profil i obavljeno si- stematsko uzorkovanje u dolini potoka Bliznec u čijim nizvodnim dijelovima dolaze i filiti s mramorima (točke 1—4 i 44—49), a u uzvodnim — zeleni škri- ljavci (točke 30—43), te istočno od njega (50—58). Zeleni škriljavci su uzorko- vani i na lijepo otvorenim izdancima u zasjecima asfaltne ceste južno od Sljemena (točke 5—13).te ispod glavnog bila sve do Kraljičinog zdenca (uzorci 13—21) te odatle uzvodno u gornjim tokovima Medveščaka (uzorci 61—69). U terenskom je radu sakupljeno na navedenim profilima ukupno 125 uzo- raka raznovrsnih metamorfnih stijena od čega nešto više od 2/3 pripada zelenim škriljavcima. Daleko najveći broj od njih otpada na zelene škriljavce »glavnog trupa« za koje se od ranije smatra da su ortometamorfnog porijekla. Parameta- morfni zeleni škriljavci koji alterniraju s filitima u rubnim dijelovima Med- vednice nisu obuhvaćeni ovim radom. Kao što je već naglasio Koch, među zelenim stijenama Medvednice dolaze vrlo raznovrsn.e stijene i, zapravo, veliko je pitanje da li je i petrološki is- pravno da se sve one označavaju zelenim škriljavcima. Budući da su one i do- sad tako označavane, mi ćemo u ovom radu, da bismo izbjegli konfuziju, sve zelene stijene glavnog trupa Medvednice tretirati kao zelene škriljavce sensu lato. I pored petrografske raznovrsnosti, mineralna parageneza zelenih škrilja- vaca Zagrebačke gore dosta je ujednačena. U njoj dolaze, kako su to već utvr- dili Kišpatić (1895) i Marić (1959), slijedeći minerali: plagioklas, am- fibol, klorit, epidot, odnosno klinocoizit, sericit, biotit, kvare i kalcit kao bitni sastojci, dok su medu akcesornim utvrđeni: titanit, magnetit, apatit, rutil i cir- kon. Od navedenih minerala kroz ovaj rad su detaljnije određivani samo pla- gioklasi; teodolitno-mikroskopskom metodom utvrđeno je da sastav plagioklasa 16 - Geologija 28/29 242 Jakob Pamić, Jasna Injuk SI. 1. Shematizirana geološka karta obrađivanog dijela Zagrebačke gore (Sikić et al., 1979) s mjestima uzorkovanja Fig. 1. Schematized geologic map of the investigated area of Zagrebač- ka Gora with sampling locations — Šikić et al., 1979 1 neogeno-kvartarni sedimenti — Neogene-Quaternary sediments, 2 kred- no-paleogene sedimentne i magmatske stijene — Cretaceous-Paleogene sedimentary and igneous rocks, 3 pretežno filiti i mramori — mostly phyllites and marbles, 4 zeleni škriljavci — greenschists varira od 3 do 16 "/o an (mjereno ukupno 18 zrna iz pet različitih uzoraka) što je usaglašeno i s rentgenoskopskim podacima. Uz njih su sasvim pouzdano određeni K-glinenci s ortoklasnom optikom, kao i mineral stilpnomelan, što je provjereno i rentgenoskopskom metodom (Rentgenska ispitivanja obavio je D. Slovenac, na čemu se mnogo zahvaljujemo). Navedeni bitni minerali kombiniraju se na različite načine i u različitim modalnim odnosima, pa onda, u zavisnosti od toga i razlike u strukturno-tek- sturnim osobinama, među zelenim škriljavcima Medvednice može se izdvojiti nekoliko grupa stijena. 1. Metadijabazi se dosta često susreću i na njih otpada oko od svih obrađivanih zelenih stijena. Za njih je karakteristično da imaju ofitsku struk- turu, rijetko i dijabazno-zrnastu, s tim da ponekad pokazuju znakove slabe metamorfne rekristalizacije. Mogu biti sitnozrni (veličina zrna do 0,5 mm), srednjozrni (veličina zrna oko 1 mm) i krupnozrni (veličina zrna 2 mm, pa Petrološko-geokemijske karakteristike ortogrinšista Zagrebačke gore u Hrvatskoj 243 i više), tako da ovi posljednji u stvari, prelaze već u ofitske gabre. Rijetko se nailazi i na porfirno-ofitske varijetete; utrusci veličine do 3 mm uronjeni su u sitnozrno-ofitsku masu. Tekstura je pretežno masivna, nekad i slabo do umjereno škriljava, pri čemu je uvijek jasno sačuvana ofitska struktura. U mineralnom sastavu metadijabaza ističe se idiomorfni prizmatski plagio- klas koji, kako je prije navedeno, odgovara albitu do kiselom oligoklasu. Pla- gioklasi su rijetko kada potpuno sviježi; obično se u njima nalaze manje do umjerene količine sekundarnih uklopaka među kojima se ističu sericit i klorit. U intersticijama između plagioklasa dolaze feromagnezijski minerali, u pra- vilu alotriomorfno do hipidiomorfno razvijeni. Među njima je najčešći amfibol, koji je predstavljen zelenom hornblendom. rjeđe vlaknastim aktinolitom. Cest je i zelenkasti klorit koji se nekad jasno razvija po amfibolu, dok je epidot, odnosno klinocoizit podređeniji. Rijetko se u intersticijama naiđe na manje količine kvarca. 2. Zeleni škriljavci s. str. su najčešće stijene i na njih otpada oko 50 % od svih određivanih zelenih stijena. Za ove stijene je karakteristično da im u sastavu preteže obično zelenkasti, željezom obogaćeni klorit, uz koji još dolaze kao bitni sastojci: albit do kiseli oligoklas, epidot, odnosno klinocoizit, zatim amfibol, sericit i kvare. Strukturno-teksturne karakteristike zelenih škriljavaca s. str. dosta su raz- novrsne. Oni imaju granoblastične, lepidogranoblastične i porfiroblastične strukture, a s obzirom na magmatski karakter protolita često se nailazi na reliktne dijabazno-zrnaste strukture. Većinom su to sitnozrne stijene i veli- čina zrna rijetko kada prelazi 1 mm. Tekstura im je redovito paralelna i izra- žena u folijaciji ponekad plisiranoj do mikroboranoj. Zeleni škriljavci s. str. imaju promjenljivi modalni sastav. Obično su to izrazito mezokratne stijene s jasnim pretezanjem klorita, no kod nekih albit prevladava nad kloritom. I u jednom i u drugom slučaju, uz klorit, obično još dolaze epidot, amfibol, rjeđe sericit i kvare. No, u ovoj se grupi još ističu i epidotski škriljavci, tj. stijene u kojima je epidot najzastupljeniji sastojak. Pored njega se još javljaju albit do kiseli oligoklas, klorit, amfibol te sericit i kvare. U ovoj grupi stijena su utvrđeni i varijeteti u kojima količinski dominira sericit, a uz njega još dolaze kiseli oligoklas do albit, klorit, epidot, kvare i rje- đe uralit. Modalni odnosi su promjenljivi, no kako je ovdje sericit najzastuplje- niji mineral, to sve te stijene predstavljaju različite varijetete sericitskih škri- ljavaca. U nekim zelenim stijenama dolazi podređeno, pored navedenih minerala, i stilpnomelan u vidu prizmatskih kristala s jasnom bazalnom, ali i uzdužnom kalavošću i pleohroizmom u žutoj i tamnocrvenosmeđoj boji. Njegovo prisustvo smo provjeravali i na rentgenogramu na kojem je jasno izražen pik 13,0 A koji dokazuje prisustvo stilpnomelana. Istina, ističe se još jedan stilpnomelanski pik od 11,9 A koji se preklapa sa sepiolitom. No, tu mogućnost prisustva sepiolita isključuju paragenetski odnosi. Mada stilpnomelan dolazi kao sporedan sastojak u nekim grinšistima, nje- govo prisustvo je genetski značajno jer ukazuje da su ti grinšisti nastajali pri povišenom tlaku (W i n k 1 e r , 1967). To su, inače, zeleni škriljavci u kojima prevladavaju klorit i albit do kiseli oligoklas. uz manje amfibola, epidota i kvar- 244 Jakob Pamić, Jasna Injuk ca; utvrđeni su u izvorišnom dijelu Blizneca pod glavnim vrhom Sljeme. Važno je istaći da Raffaelli također spominje prisustvo stilpnomelana, i to u sukcesiji sa željezom obogaćenih parametamorfnih stijena u kojoj je odredio i kloritoidne škriljavce (S i k i ć et al., 1979). 3. Amfibolitski škriljavci su, također, dosta česte stijene i na njih otpada oko 1/3 od svih ispitivanih zelenih stijena. To su stijene koje se makroskopski ne mogu razlikovati od prikazanih zelenih škriljavaca s. str., jer su i one obično zelene boje i imaju sitnozrni metamorfni sklop. Međutim, mikroskopska ispiti- vanja pokazuju da u tim stijenama količinski preteže amfibol koji nije detaljnije određivan; vlaknasti varijeteti sigurno pripadaju aktinolitu, a individualizirani pojedinačni prizmatski kristali vjerojatno zelenoj hronblendi. Pored amfibola dolaze inače isti minerali kao i u zelenim škriljavcima s. str.: kiseli oligoklas do albit, epidot, klorit, te veoma rijetko kvare i sericit. I ovdje je modalni sa- stav promenljiv, no uvijek uz količinsku dominantnost amfibola. Amfibolitski škriljavci imaju različite strukture: granoblastičnu, nematobla- stičnu, nematogranoblastičnu i porfiroblastičnu, a nekad i reliktnu ofitsku, ili čak i reliktnu hipidiomorfno zrnastu što dokazuje da predstavljaju ortometa- morfne stijene nastale iz dijabaza i gabrodijabaza. Najčešće su to sitnozrne stijene i veličina zrna im rijetko kada dosegne do promjera 1 mm. Tekstura je redovito paralelna, obično s jasno izraženom folijacijom, a nematoblastični struk- turni varijeteti imaju i jasno linearan sklop. Rjeđe se paralelna tekstura odra- žava u vrpčastim i lećastim izdvajanjima promjenljivog modalnog sastava. Sve su navedene stijene vrlo često ispresijecane žilicama i lećama, nekad i nepravilnim gnijezdima sekundarnih minerala. U žilnoj paragenezi izrazito do- miniraju kvare i kalcit. Ponekad se kvarc-kalcitne žilice ulažu duž ss-površina pa se u izbrusku dobiva privid kao da su i oni primarni sastojci zelenih škrilja- vaca. Pored kalcita primjećen je i limonitizirani karbonat, najvjerojatnije anke- rit i / ili siderit. Pored kalcita i kvarca u žilicama dolaze još klorit, albit, zatim epidot, a ri- jetko i amfibol. Karakteristično je i prisustvo metalnih minerala koji nekad dolaze u tolikoj količini da se radi o pravim rudnim impregnacijama (najčešće pirita). Nažalost, rudni minerali, kao uostalom i prozirni, dosad nisu detaljnije proučavani. Rezultati geokemijskih ispitivanja Za geokemijska ispitivanja odabrano je ukupno deset uzoraka različitih ze- lenih škriljavaca i sadržaji makroelemenata (u utežnim procentima) i elemenata u tragovima (u //g g — ppm) prikazani su u tabeli 1. Iz nje se vidi da zeleni škriljavci Zagrebačke gore predstavljaju bazične stijene; kod većine uzoraka se sadržaj SiOs kreće od 43 do 50 "/o. No, treba istaći da su sve te stijene u odre- đenom stupnju desilificirane jer sadrže 2 do 16 "/o kalcita (vezanog obično za kalcit iz sekundarnih žilica). Analize nekih stijena kad se preračunaju na 100 "/o bez sadržaja kalcita i vode, pokazuju sadržaje SiOo oko 51—52 Vo, neke i nešto više, što ukazuje na slabo izražen dioritski karakter tih stijena. Sadržaji nekih makroelemenata dosta su ujednačeni, dok drugi pokazuju određena kolebanja koja su inače karakteristična za stijene iz grupe zelenih škriljavaca, a zavise od promjena u mineralnom sastavu. Kod feromagnezijskih Petrološko-geokemijske karakteristike ortogrinšista Zagrebačke gore u Hrvatskoj_245 53 metadijabaz - metadiabase; 31-1 porfirski metadijabaz - Porphyrie metadiabase; 13-3 Q+Ms+Ab+Ch+Ep skriljavac - schist; 8-1 Q+Ab+Ch+Ms skriljavac - schist; 23 Ep+Ch+Ab skriljavac - schist; 40 Sp+Ep+Q+Ab+Ch skriljavac - schist; 54-4 Am+ +Ep+Ab+Ch škriljavac - schist; 53-2 Ep+Ch+Ab amfibolitski škriljavac - amphibolite schist; 13-4 Ch+Ep+Ab arrfibolitski škriljavac - amphibolite schist; 54-2 Ep+Ab+ +Ch amfibolitski škriljavac - amphibolite schist; Ab albit - albita; Ch klorit - - chlorite; Ep epidot - epidote; Am amfibol - amphibole; Ms muskovit - muscovita; Q kvarc - quartz; Sp stilpnomelan - stilpnomelane MDL minimalna granica odredjivanja - minimal determination limit Tabela. 1. Sadržaj makroelemenata i mikroelemenata u zelenim škriljavcima Zagre- bačke gore Table 1. Major and trace element contents of greenschists from Mt. Zagrebačka Gora 246 Jakob Pamić, Jasna Injuk elemenata, čija količina varira najčešće od 10 do 15 "/o, ističe se jasno prevla- davanje feri-željeza nad fero-željezom, a ukupna količina željeza je uvijek veća od količine MgO; odnos ukupnog željeza prema MgO kreće se obično od 2 do 5. Sadržaj CaO, također, je dosta visok i iznosi od 8 do preko 15 */o, u zavisnosti od sadržaja epidota, amfibola i kalcita. Prisustvo albita do kiselog oligoklasa uvjetuje i dosta visok sadržaj NaoO koji obično varira od 3,80 do 5,39 Vo, dok je sadržaj K^O dosta nizak i kreće se od 0,04 do 1,46 Vo. S povećanim sadržajem Na20 posebno se ističu metadijabazi (uzorci 53 i 31—1), te zeleni škriljavci s. str. koji sadrže veću količinu albita i kiselog oligoklasa. Od ostalih mikroelemenata dosta je ujednačen sadržaj AhO.) koji obično koleba između 14 i 15 "/o. Vrlo je karakterističan i povećan sadržaj P^O.-, koji varira od 0,25 do 0,51 "/c. S druge strane, količina TÍO2, mada dosta ujednačena (1,56—2,24%), nešto je povećana u odnosu na uobičajen sadržaj tog elementa u zelenim škriljavcima. Količina H2O+ je, također, povećana i kreće se naj- češće od 2 do 5 "/0 što je uvjetovano prisutnošću klorita, epidota, amfibola i sericita. U tabeli 2 prikazani su podaci petrokemijskog proračunavanja. Prema Nig- glijevim vrijednostima većina zelenih škriljavaca Zagrebačke gore ide u grupe leukogabroidnih, rijetko gabroteralitskih, teralitgabroidnih, pa i dioritnih mag- mi. Ukoliko se prihvati mišljenje da su zeleni škriljavci grinšistnih pojaseva za vrijeme metamorfizma pretrpljeli male kemijske promjene, odnosno da su one imale uglavnom izokemijski karakter (Н a 11 b e r g et al., 1976), onda bi nam navedeni podaci Nigglijeve klasifikacije mogli ukazivati na kemizem ba- zičnog protolita iz kojeg su nastale ortogrinšistne stijene Zagrebačke gore. Normativni CIPW sastav (tabela 2) pokazuje jasan toleitni karakter ispiti- vanih zelenih škriljavaca. Kako sedam od ukupno deset uzoraka sadrže i norma- tivni olivin, to bi zeleni škriljavci Medvednice imali pretežno olivin-toleitni karakter. Treba napomenuti da asociacije bazičnih zelenih škriljavaca, naro- čito one iz prekambrijskih grinšistnih pojaseva kontinentalnih štitova, imaju, u pravilu, jasno izražen toleitni karakter (Winchester et Floyd, 1976). Toleitni karakter zelenih škriljavaca dokumentira i priloženi dijagram SÌO2 : FeOVMgO (М i y a s h i r o , 1975) na kojem većina točaka pada u polje toleita (si. 2 a). Nasuprot tome, na često upotrebljavanom dijagramu AFM izra- ženo je rasipanje točaka s tim da ih većina pada uz krivulju prosječne kalcij- sko-alkalijske (linija 3), a manji uz krivulju prosječne toleitne serije stijena (linija 2). U razmatranju problematike pripadnosti vulkanskim serijama u novije vrijeme mnogo se koriste različiti diskriminacioni dijagrami urađeni na temelju sadržaja određenih mikroelemenata. Winchester et Floyd (1979) su konstruirali dijagram P205:Zr, i na tom dijagramu (si. 3 a) oko 80 "/0 točaka zelenih škriljavaca Medvednice leže u polju toleita. Nešto je slabije izražen toleitni karakter i na dijagramu (si. 3 b) Cr:FeOVMgO (М i y a s h i r o , 1975). Iz navedenih se primjera vidi da su rasipanja točaka obično više izražena na onim diskriminacijskim dijagramima na kojima se među korištenim kom- ponentama nalazi ukupan sadržaj željeza (FeO'^). Rasipanje točaka zelenih škriljavaca Medvednice na takvim dijagramima sasvim je razumljivo, ako se ima u vidu da su oni često, no neravnomjerno prožeti sekundarnim žilama u čiji sastav ulaze kao bitni sastojci pirit i željezoviti karbonat. Petrološko-geokemijske karakteristike ortogrinšista Zagrebačke gore u Hrvatskoj 247 Tabela 2. Nigglijeve vrijednosti i normativni CIPW sastav Table 2. Niggli's values and CIPW norms Posebno je instruktivan dijagram TiOoiZr'PoO.-, (Winchester et Floyd, 1976) na kojem su ucrtane točke zelenih škriljavaca iz prekambrij- skih grinšistnih pojaseva Kanade, Australije i Indije, ali i polje abisalnih (oceanskih) toleita (si. 4). Kao što se vidi na toj slici, dok točke zelenih škri- ljavaca iz prekambrijskih grinšistnih pojaseva pokazuju veliko -rasipanje, dotle je oko 80 "/o točaka zelenih škriljavaca Medvednice koncentrirano u polju abi- salnih toleita. U poslednje vrijeme se u petrologiji, također, mnogo koriste brojni diskri- minacijski dijagrami po kojima se određuje geotektonski položaj ne samo 248 Jakob Pamić, Jasna Injuk SI. 2. a — Miyashirov dijagram SiOo:FeOx/MgO, i b — trokomponentni dijagram FeO^-.ÑaoO + K¿0:MgO Fig. 2. a — Miyashiro's diagram SiOo :FeOx/MgO, and b — triangle diagram FeOx; Na.,0 + K^,0:MgO SI. 3. o — dijagram PoO-:Zr, i b — dijagram Cr:FeOx/MgO Fig. 3. a — diagram P^Ò.^Zr, and b — diagram Cr:FeOx/MgO 1 zeleni škriljavci Medvednice — greenschists from Mt. Medvednica, 2 zeleni škri- ljavci Chitaldruga u Indiji — greenschists from Chitaldrug, India Petrološko-geokemijske karakteristike ortogrinšista Zagrebačke gore u Hrvatskoj 249 SI. 4. Dijagram Ti02:Zr P^O,-, Fig. 4. Diagram TiO^iZr P^O-, 1 zeleni škriljavci Medvednice — greenschists from Mt. Med- vednica, 2 arhajski zeleni škriljavci Kanade, Indije i Austra- lije — Archaean greenschists from Canada, India and Au- stralia različitih magmatskih asocijacija, nego i njihovih metamorfnih derivata. P e a r c e et al., (1977) razmatrali su migrativnost makroelemenata pri pro- cesima metamorfizma i došli do zaključka da su među njima FeO'^, MgO i AloOii najmanje migrativni i na temelju statističke obrade velikog broja ana- litičkih podataka uradili diskriminacijski dijagram za bazične i intermedijarne vulkanske stijene (si. 5). Na tom dijagramu zeleni škriljavci Zagrebačke gore pokazuju velika rasipanja; veći dio točaka leži u polju kontinentalnih bazalta, a preostale se nalaze u gotovo svim izdvojenim poljima. Dakle, po tom se dija- gramu ne može povući neki određeni zaključak. Jednoznačan zaključak se ne može povući ni korištenjem diskriminacijskih dijagrama koji su urađeni na temelju sadržaja imobilnih elemenata u trago- vima. Na dijagramu Zr:Zr Y (si. 6 a) sve točke zelenih škriljavaca Zagrebačke gore leže u polju kontinentalnih (»within-plate«) bazalta (P earce et Nor- ry, 1979). S druge strane, na najčešće upotrebljavanom trokomponentnom di- jagramu Ti:Zr:Y (P e a r c e et Cann, 1973) većina točaka zelenih škrilja- vaca Medvednice leži u polju bazalta (si. 6 b) koji su karakteristični za struk- ture magmatskih lukova. Dakle, u sadašnjoj se situaciji raspoloživom geokemijskom faktografijom ne može izvući pouzdan zaključak o geotektonskom položaju, odnosno ambi- jentu u kojem su nastali protoliti zelenih škriljavaca Zagrebačke gore. 250 Jakob Pamić, Jasna Injuk SI. 5. Trokomponentni dijagram FeO'f:MgO:Al20.¡ Fig. 5. Triangle diagram FeOx:MgO:AloO;j a zeleni škriljavci Medvednice — greenschists from Mt. Medvednica, b »bazalt-andeziti« iz arhajskih grinšistnih pojaseva Kanade, Australije, Afrike i Indije — »ba- salt-andesites« of Archaean greenschist belts from Canada, Australija, Africa and India 1 oceansko otočje — ocean islands, 2 kontinenti — con- tinents, 3 otoci na centrima spredinga — spreading center islands, 4 orogena područja — orogenic areas, 5 srednjooceanski hrbtovi i morsko dno — ocean ridges and ocean floor SI. 6. a — dijagram Zr:Zr'Y i b — trokomponentni dijagram Ti 100:Zr:Yx3 Fig. 6. a — diagram Zr:Zr/Y, b — triangle diagram Ti 100:Zr:Yx3 Petrološko-geokemijske karakteristike ortogrinšista Zagrebačke gore u Hrvatskoj_251 Diskusija O geološkem položaju zelenih škriljavaca glavnog trupa Zagrebačke gore postoje dva različita mišljenja: 1. Gorjanović-Kramberger (1907) i neki drugi smatraju da su oni prekambrijske starosti, za razliku od okolnih brusilovaca i vapnenaca koje stavljaju u karbon. Ovo mišljenje potkrepljuju znatno kasnije objavljeni podaci o U Pb izotopnoj starosti (М i h o 1 i ć , 1957). 2. S i k i ć et al., (1979) su sve metamorfne stijene Medvednice, uključujući i zelene škriljavce glavnog trupa, uvrstili u devon i karbon na temelju odredbi konodonti (Đurđanović, 1969) iz kristalastih vapnenaca iz rubnih dijelova planine. Oni smatraju da se radi o metamorfoziranom vulkanogeno-sediment- nom kompleksu, a sami zeleni škriljavci glavnog trupa nastali su, po njima, na račun stijena gabro-dioritskih magmi koje su se utiskivale u seriju paleo- zojskih sedimenata. Prema najnovijim paleontološkim podacima bi jedan dio okolnih metamorfnih stijena pripadao i siluru (Sremac et Mihajlović- -Pavlović, 1983). Zeleni škriljavci sensu lato glavnog trupa Zagrebačke gore mogu se podi- jeliti po svojim strukturno-teksturnim karakteristikama te mineralnom i mo- dalnom sastavu na metadijabaze, zelene škriljavce s. str., s kojima dolaze po- dređeno epidotski, sericitski i stilpnomelanski škriljavci, te amfibolitske škri- ljavce. Većina tih stijena ima jasan bazičan, a po normativnom sastavu i jasan olivin-toleitski karakter. Protoliti zelenih škriljavaca Medvednice, odnosno primarne bazične mag- matske stijene iz kojih su one postale, imaju kako po sadržaju makroeleme- nata, tako i mikroelemenata, toleitni karakter koji je jasno izražen i kod stije- na prekambrijskih grinšistnih pojaseva. Međutim, ove posljednje imaju ovijek karakteristično snižen sadržaj K2O i pripadaju tzv. niskokalijskim bazaltima što nije redoviti slučaj kod zelenih škriljavaca Zagrebačke gore čiji srednji sadržaj iznosi 0,46 ^/0. Također su vrlo izražene razlike i u sadržaju TÌO2 koji je u starim grinšistnim pojasevima u pravilu nešto snižen, a kod grinšista Med- vednice nešto povišen. No, naročito je karakteristična razlika u sadržaju cirko- nijuma. On je jakO' nizak (obično oko 40 do 70 //g/g) u zelenim škriljavcima prekambrijskih grinšistnih pojaseva, dok je u zelenim škriljavcima Zagrebačke gore izrazito povećan i najčešće iznosi 200 do 350 //g/g (Winchester et Floyd, 1976 i 1979). Navedeni geokemijski podaci pokazuju da ne postoji pozitivna korelacija između zelenih škriljavaca Zagrebačke gore i identičnih stijena prekambrijskih grinšistnih pojaseva. Ovaj zaključak, utemeljen na geokemijskim podacima, potkrepljuje izneseno mišljenje o geološkom, odnosno stratigrafskom položaju zelenih škriljavaca glavnog trupa Medvednice (S i k i ć et al., 1979). Prikazani geokemijski podaci ne omogućavaju povlačenje nekog određenog zaključka o geotektonskom položaju, odnosno ambijentu u kojem je nastala primarna asocijacija bazičnih stijena-protolita, odnosno primarni magmatsko- -sedimentni kompleks. Malo je vjerojatna mogućnost koju sugerira dijagram Zr:Zr/Y (P earce et Norry, 1979) da bi protoliti zelenih škriljavaca Med- vednice odgovarali kontinentalnim bazaltima. Po najviše i najuspešnije kori- štenom dijagramu Ti:Zr :Y (P e a r c e et C a n n , 1973) primarne bazične stije- 252_Jakob Pamić, Jasna Injuk ne koje su dale zelene škriljavce Medvednice odgovaraju bazaltima koji se karakteristično javljaju s andezitima subdukcionih zona, odnosno orogenetskih pojaseva. Zahvala Zahvaljujemo kolegama P. Raffaelliju i К. Sikiću za korisne sugestije i dis- skusije koje smo dobili pri pisanju manuskripta. Petrology and geochemistry of orthogreenschists from Mt. Zagrebačka Gora in Croatia There are two opinions on the geologic position of greenschists from central parts of Mt. Medvednica: (1) They are of the Precambrian age as distinguished from surrounding slates and limestones of the presumed Carboniferous age (Gorjanović-Kramberger, 1907 and others). This opinion was sup- ported much later by M i h o 1 i ć (1957) who got U Pb ages of 750 and 790 Ma. (2) Šikić et al., (1979) have included all metamorphic rocks of Medvednica (or Zagrebačka Gora), together with greenschists of its central parts, within the Devonian and Carboniferous on the basis of paleontological determination of conodonts (Đurđanović, 1969). They are of the opinion that this is a metamorphosed volcanic-sedimentary complex in which greenschists from the central parts of Mt. Medvednica themeselves originated on account of igneous rocks of gabbro-diorite composition invading Paleozoic sediments. Most re- cently, S r e m a c and Mihajlović-Pavlović (1983) presented evidence that some parts of the surrounding semimetamorphic rocks might belong to the Silurian as well. Greenstones sensu lato from the central parts of Mt. Zagrebačka Gora can be grouped as follows: metadiabases, greenschists s. str. with subordinate epi- dote, stilpnomelane and sericite schists, and amphibolites. Most of the rocks are basic, and according to their chemical composition and CIPW norms they display a distinct tholeiitic affinity. Based on major and trace element contents the protolith of greenschists of Mt. Zagrebačka Gora must have been also of tholeiitic affinity which is also characteristic for ancient Precambrian greenstone belts. But the latter cha- racteristically cor.tain decreased amount of КуО and belong to low-potassium basalts. By contrast, the average KoQ content of Medvednica greenschists is 0,46 percent. There are also some differences: (1) TiOo content is slightly in- creased when compared with Precambrian greenschists, and (2) greenschists of Mt. Zagrebačka Gora contain commonly 200 to 350 ppm of Zr what is much higher than in Precambrian greenstones (Winchester et Floyd, 1976 and 1979). Consequently, based on geochemistry, there is not a positive correlation between greenschists of Mt. Zagrebačka Gora and Precambrian greenstones. This conclusion supports the opinion on geological position of greenschists of the central parts of Mt. Zagrebačka Gora presented by Sikić et al., (1979). The available data on immobile trace elements do not make possible a de- finite conclusion on geotectonic setting and environment under which the pri- mary volcanic-sedimentary complex, i. e. the protolith originated. Diagram Petrološko-geokemijske karakteristike ortogrinšista Zagrebačke gore u Hrvatskoj 253 Zr:Zr/Y (P earce et Norry, 1979) suggests that the protolith might have been formed under continental environment. On the other hand, the diagram Ti/100: Zr:Yx3 (P earce et Cann, 1973) points out that the protolith of greenschists of Mt. Zagrebačka Gora might have originated in the subduction zone (Fig. 6). Literatura Crnković, B. 1963, Petrografija i petrogeneza magmatita na sjevernoj strani Medvednice. Geol. vjes., 16, 63—100, Zagreb. Đurđanović, Z. 1969, Konodonte i njihovo značenje za stratigrafiju paleo- zoika Hrvatske s kratkim osvrtom i na druga područja u Jugoslaviji. Magist. rad, Prir. — mat. fakultet, Zagreb. Foetterle, F. 1861/62, Aufnahmen im nordwestlichen Croatien. Bericht aus Agram. Jb. Geol. R. A. 12 (1), 80—123, Wien. Gorjanović-Kramberger, D. 1890, Die praepontische Bildungen des Agramer Gebirges. Glas. Hrv. naravosl. drus., 5, 151—164, Zagreb. Gorjanović-Kramberger, D. 1907, Die geotektonische Verhältnisse des Agramer Gebirges und die mit denselben im Zusammenhang stehenden Erschein- ungen. Anhalt Abhandl. Preuss. Akad. Wiss. 1—30, Berlin. Gorjanović-Kramberger, D. 1908, Geologijska pregledna karta kralje- vine Hrvatske i Slavonije, sa tum.ačem. Izd. Geol. povj., 1—75, Zagreb. Hallberg, J. A., Johnston, C. & Bye, S. M. 1976, The Archaean Marda igneous complex. Western Australia. Precambrian Res., 3, 11—136, Cannbera. Kišpatić, M. 1895, Potresi u Hrvatskoj. Rad JAZU, 122, 1—94, Zagreb. Kišpatić, М. 1918, Die Eruptivgesteine und kristallinische Schiefer des Agra- mer Gebirges. Glas. Hrv. prirodoslov. drus., 30 (1—4), 1—24, Zagreb. M a r i Ć , L. 1959, Mineralne facije u metamorfnim stijenama Medvednice (Zagre- bačke gore). Geol. vjes., 12, 206—218, Zagreb. Miholić, S. 1957, Nuklearna geologija. Geol. vjes., 11 229—259, Zagreb. Miyashiro, A. 1975, Tholeiitic and calc-alkalic series: a critical review. Pe- trologie, 1, 177—^187, Nancy. Pearce, J. A. & Cann, J. R. 1973, Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using trace element analyses. Earth Plan. Scie. Letters, 19, 290—300, Amsterdam. Pearce, J. A. & No r r y, M. J. 1979, Petrogenetic implications of Ti, Zr, Y and Nb variations in volcanic rocks. Contrib. Mineral. Petrol., 69, 33—47, Berlin. Pearce, T. H., Gorman, B. E. &Birkett, T. X. 1977, The relationship between major element geochemistry and tectonic environment of basic and inter- mediate volcanic rocks. Earth Plan. Scie. Letters, 36 121—132, Amsterdam. Pilar, Đ. 1881, Grundzüge der Abyssodynamik. Zugleich ein Beitrag zu der durch das Agramer Erdbeben von 9. Nov. 1880 neue angeregten Erdbebenfrage. Comm. Verl. Univ. Buchhandl. Albrecht R. Fiedler, p.p. 220, Zagreb. Sremac, J. & Mihajlović-Pavlović, M. 1983, Graptoliti Medvednice (Zagrebačke gore). Rad JAZU, 404, 65—68, Zagreb. Šikić, K., Bäsch, O. & Simunić, A. 1979, Osnovna geološka karta SFRJ 1 : 100 000. Tumač za list Zagreb. Sav. geol. zavod, Beograd. Vragović, М. &Majer, V. 1980, Prilozi za poznavanje metamorfnih sti- jena Zagrebačke gore, Moslavačke gore i Papuka (Hrvatska, Jugoslavija). Geol. vjes., 31, 295—308, Zagreb. Vragović, М. &Majer, V. 1980 a, Kloritoidni škriljci u metamorfnim kompleksima u sjevernoj Hrvatskoj (Jugoslavija). Geol. vjes. 31, 287—294, Zagreb. Vukotinović, Lj. 1873, Trećegorje u okolini zagrebačkoj. Rad JAZU, 23, 1—17, Zagreb. Winchester, J. A. & Floyd, P. H. 1976, Geochemical magma type dis- crimination: application to altered and metamorphosed basic igneous rocks. Earth Plan. Scie. Letters, 28, 459—469, Amsterdam. 254 Jakob Pamić, Jasna Injuk Winchester, J. A. & Floyd, P. A. 1979, Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology, 20, 325—343, Amsterdam. W i n k 1 e r , H. G. F. 1967, Petrogenesis of metamorphic rocks. Springer Verlag, Berlin—Heidelberg—New York.