Krystalizační historie bazických kenozoických vulkanických hornin z oblasti severní Moravy a Slezska

Mgr. Bc. Petra Hečková, Ph.D.

Master's thesis

Crystallization history of basic Cenozoic volcanic rocks from the region of northern Moravia and Silesia

Abstract:

Práce se zabývá petrografií pozdně kenozoických bazických vulkanických hornin na moravsko-slezském pomezí, s cílem využít současné nástroje geochemického modelování pro stanovení podmínek krystalizace magmatu. Analyzovány a interpretovány jsou vzorky z několika vybraných lokalit v oblasti Bruntálského vulkanického pole: monogenetických vulkánů Břidličná, Velkého Roudného a Venušiny sopky a vulkanických výskytů Malého Roudného a Červené hory. Srovnány jsou s daty z lávového výlevu Zálesí, souvisejícího s činností vulkánu Lutynia. Vulkanická činnost v této oblasti probíhala ve dvou fázích: ve spodnopliocénním stupni zancl (Lutynia, Břidličná) a v období svrchního pleistocénu, stupně gelas a calabr (Velký a Malý Roudný, Venušina sopka). Všechny vzorky bazaltických hornin mají převážně alkalický charakter (Na2O + K2O 4,54–5,22 hm. %) a spadají nejčastěji do pole nefelinického bazanitu a alkalického bazaltu, případně na pomezí alkalického bazaltu a trachybazaltu, s rozsahem SiO2 41,92–45,47 hm.% a MgO 10,23–12,24 hm. %. Předpokládané hloubky a teploty v magmatických krbech byly vypočteny pomocí klinopyroxenového geotermobarometru (Ágreda-López 2024). Na základě získaných hodnot bylo možné v rámci BVP vymezit dvě skupiny magmatických jednotek: a) vulkány Břidličná a Venušina sopka, pro něž je charakteristický rozsah mediánu hodnot T 1272–1290 °C a hodnoty mediánu P 11,9–12,9 kbar. Pro studované horniny z těchto dvou vulkánů je také typický vyšší obsah MgO (11,83–12,24 hm. %); b) vulkány Velký a Malý Roudný a Červená hora, pro něž je charakteristický velmi malý rozsah mediánu hodnot T 1225–1228 °C a P 8,7–9,7 kbar. Vzorky hornin z vulkánu Lutynia (lávový proud Zálesí) mají hodnoty T 1231–1241 °C a P 8,8–9,6 kbar. Výsledky indikují, že primitivnější magmata bohatá MgO pocházela z hlubšího magmatického krbu ve srovnání s více frakcionovanými vzorky. Podobné hloubky krystalizace pyroxenů a podobné chemické složení hornin pro vulkány Velký a Malý Roudný a Červená hora naznačuje možnost, že jejich magma bylo produkováno ve stejném magmatickém krbu.

Abstract:

This study focuses on the petrography of late Cenozoic basaltic volcanic rocks in the Moravian-Silesian region. The main goal is to use current geochemical modeling tools to determine the pressure-temperature (P-T) conditions of magma crystallization. Samples were analyzed and interpreted from several locations within the Bruntál Volcanic Field (BVF), including the monogenetic volcanoes of Břidličná, Velký Roudný and Venušina sopka hill, as well as the volcanic occurrences of Malý Roudný and Červená hora. These samples were compared with data from the Lutynia volcano lava flow in the area of Zálesí. Volcanic activity in this area occurred in two phases: the Lower Pliocene Zanclean stage (Lutynia and Břidličná) and the Upper Pleistocene stage Gelasian and Calabrian stage (Velký and Malý Roudný and the Venušina sopka hill). The basaltic rock samples are predominantly alkaline (Na2O + K2O: 4.54 – 5.22 wt. %) and commonly fall within the nepheline basanite and alkaline basalt field or at the alkaline basalt–trachybasalt boundary. The samples have a SiO2 content of 41.92 – 45.47 wt % and a MgO content of 10.23 – 12.24 wt.%. Estimated depths and temperatures of the magma chamber were calculated using a clinopyroxene geothermobarometer (Ágreda-López 2024). Based on the obtained values, two groups of magmatic units were defined within the BVF: a) The Břidličná volcano and the Venušina sopka hill volcano, which are characterized by median T and P values of 1272–1290 °C and 11.9–12.9 kbar. The studied rocks from these two volcanoes also have a higher MgO content (11.83–12.24 wt%). b) The Velký Roudný volcano and Malý Roudný and Červená hora occurrences have a very small range of median T values of 1225–1228 °C and P values of 8.7–9.7 kbar. Rock samples from the Lutynia volcano (Zálesí lava flow) have T values of 1231–1241 °C and P values 8.8–9.6 kbar. These results suggest that the more primitive, MgO-rich magmas originated from a deeper magmatic chamber than the more fractionated samples. The similar depths of pyroxene crystallization and similar rock chemistry of the Velký Roudný and Malý Roudný, and Červená hora suggest that their magmas may have originated from the same magmatic chamber.

Keywords

vulkanické horniny, Bruntálské vulkanické pole, vulkán Lutynia, petrografie, geotermometrie, geobarometrie volcanic rocks, Bruntál volcanic field, Lutynia volcano, petrography, geothermometry, geobarometry

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 6. 2025

Thesis defence

• Date of defence: 20. 6. 2025
• Supervisor: Mgr. David Buriánek, Ph.D.
• Reader: RNDr. Kamil Kropáč, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Geology / Geology