Vývoj fosforem bohatého peraluminického magmatu

RNDr. Karel Breiter, Ph.D.

Doctoral thesis

Evolution of phosphorus-rich peraluminous magma

Anotácia:

Abstrakt Granitový pe na Podlesí pedstavuje extrémn frakcionovaný, peraluminický, fluorem, lithiem a fosforem bohatý granitický systém. Jeho magmatický vývoj kombinuje prvky typické pro porfyrové intruze, vzácnoprvkové granity a komplexní pegmatity. Protože na Podlesí prakticky chybí post-magmatické hydrotermální alterace, je zde možno rekonstruovat magmatický vývoj systému lépe než na vtšin jiných intruzí rudonosných granit ve svtovém mítku. Geologické, petrologické a mineralogické údaje dokládají vývoj granit na Podlesí procesem magmatické frakcionace granitické taveniny obohacené vodou, fluorem, fosforem a lithiem. Zonalita krystal kemene, K-živce, Fe-Li slídy, topazu a zirkonu dokládají složitý proces nkolikaetapové krystalizace perušované epizodami resorpce. Ostré chemické zmny ve složení jednotlivých zón v krystalech dokládají zmny ve složení taveniny, zmny v textue hornin odráží zmny p-T podmínek krystalizace. Opakované otevení systému doložené brekciacemi vedlo k perušení rovnovážné krystalizace. Zmny tlaku a jimi podmínné zmny teploty vedly k nerovnovážné krystalizaci z podchlazené taveniny. Vývoj systému lze popsat následujícím modelem: 1. Intruze mateské taveniny do relativn mlké (subvulkanické) hloubky, nahromadní vody a mobilních prvk ve svrchní ásti intruze, krystalizace stockscheideru, oddlení vodného fluida od silikátové taveniny, vzrst tlaku fluid nad tlak litostatický, explozivní brekciace fylitového nadloží a únik borem bohatých fluid, turmalinizace nadložních fylit. 2. Granitový tmel brekcie krystalizoval z taveniny chudé na fluida a mobilní prvky. Pod tímto rychle vzniknuvším špuntem se tavenina ve svrchní ásti systému opt zaala obohacovat fluidy migrujícími z centra intruze v hloubce a krystalizoval albit-protolithionitový granit pn. Probíhající frakní krystalizace posléze vedla ke vzniku malého množství reziduální taveniny ješt více obohacené vodou, P, F a Li. Když se ve vykrystalizované svrchní ásti taveniny objevily první kontrakní trhliny, byla do nich reziduální tavenina vtlaena ve form plochých žil. Vtší žíly krystalizovaly od spodního kontaktu jako albit-zinnwaldit-topazový granit. Po krystalizaci asi 80 % objemu žíly došlo znovu k oddlení vodného fluida od taveniny, tlak fluid opt pevýšil tlak litostatický a došlo ke druhému otevení systému. 3. Únik fluid znamenal prudký pokles tlaku a následn i teploty. Z podchlazené taveniny krystalizovaly vrstevnaté a usmrnné textury svrchní ásti žil. Následná brekciace žilné výpln dokládá ješt tetí epizodu otevení systému 4. Zbytky reziduální taveniny stmelily klasty vnitrožilné brekcie. 5. Slabá greisenizace podél ojedinlých strmých puklin.

Abstract:

Abstract The Podlesí granite stock is an extremely fractionated, peraluminous, F-, Li- and P-rich Sn, W, Nb, Ta-bearing rare-metal granite system. Its magmatic evolution combined features typical for porphyry intrusions, rare-metal granites with those typical for rare metal pegmatites. Lack of post-magmatic alteration made possible to reconstruct magmatic evolution of the system much better as on similar granite intrusions elsewhere. Geological, textural and mineralogical data confirmed evolution of the Podlesí granites from fractionated granitic melt progressively enriched in water, fluorine, phosphorus, lithium etc. Quartz, K-feldspar, Fe-Li-mica, topaz and zircon bear evidence of multistage crystallisation alternated with episodes of resorption. Changes in chemical composition between individual crystal zones and/or populations give evidence of evolution of chemical composition of the melt; changes in rock textures mirrored the changes in pT conditions of crystallisation. Opening of the system several times interrupted equilibrium crystallisation. Decrease of pressure followed with decrease of temperature resulted in episodes of non-equilibrium crystallisation. Following model was developed based on models by Webber (1997) and London (1999) for layered aplite-pegmatite bodies in combination with three texturally and mineralogically well evidenced episodes of the system opening: I. Emplacement of parental melt into shallow level, enrichment of water and fluxes in the top of the magma body, crystallisation of the stockscheider, overpressurisation due to secondary boiling, 1st opening, brecciation of the overlying phyllites and escape of boron-enriched fluids. II. Granitic matrix of the breccia crystallised from a volatile-poor melt. Beneath rapidly crystallised cork, water and fluxes became again slowly enriched and albite-protolithionite-topaz granite crystallised. Subsequent pronounced crystallisation of parental melt produced a small amount of a more F-P-Li- and water-rich residual crystal mush. When the upper part of the stock had crystallised and cooled sufficiently to allow opening of brittle structures, this residual magma penetrated upward forming a set of flat dykes. Crystallisation inside the major dyke proceeds from the bottom. When more than 80 vol % of the dyke magma crystallised, the pressure of exsolved water inside the dyke overcame the lithostatic pressure and cohesion of surrounding rocks, 2nd opening, propagation of existing cracks or opening of new cracks started. III. The fluid escaped, the sudden adiabatic decrease in pressure rapidly decreased temperature and layered aplite-like rock and Kfs-dominated UST crystallised from the undercooled melt. When crystallised rock effectively stopped the joints, the inner pressure again rises, followed by adiabatic rise of temperature, 3rd opening, brecciation of the dyke fill. IV. Residual magma cemented the intra-dyke breccia fragments. Weak greisenisation along steep fisures.

Kľúčové slová

granit, petrologie, geochemie, mineralogie, fosfor, granite, petrology, geochemistry, mineralogy, phosphorus

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 2. 2006

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 2. 2006
• Vedúci: prof. RNDr. Milan Novák, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Geology / Geological Sciences