Studium systému granit-pegmatit z ofiolitů u Rudy nad Moravou.

Mgr. Petr Gadas, Ph.D.

Doctoral thesis

Study of system granite-pegmatite from ophiolites near Ruda nad Moravou.

Abstract:

Disertační práce je zaměřena na podrobné petrografické zhodnocení atypického výskytu granitoidní horniny a blízkého pegmatitu, uložených v serpentinizovaných lherzolitech ve staroměstském krystaliniku poblíž Rudy nad Moravou, jejich případného genetického vztahu i míry a způsobu vzájemného ovlivnění s prostorově asociujícími horninámi – serpentinity a rodingity. Granitoid odpovídá diopsidickému kvarcsyenitu (K-živec, plagioklas, křemen, diospid). Běžnými akcesoriemi jsou titanit, allanit a zirkon. Hornina téměř postrádá vodu obsahující primární minerály. Diopsid se mění na aktinolitický amfibol. Granitoid místy hrubne s nárůstem obsahu K-živce a křemene, vzácně se objevuje andradit. Hornina se po chemické stránce promítá do polí kvarcsyenitu až kvarcmonzonitu a je silně obohacena o Zr, LREE, Ba a Sr. Spadá do polí vápenato-alkalické série a na pomezí polí metaaluminických a perauliminických hornin. Geotektonické prostředí vzniku je situováno na pomezí polí synkolizních granitoidů a granitoidů vulkanických oblouků. Pegmatit odpovídá leukotonalitu až leukograbru s předpokladem původního složení blízkého granodioritu.. Zonální žíla ve směru od kontaktu se serpentinitem (kontaktní jednotka) obsahovala tyto jednotky a podjednotky: přechodná jednotka tvořená grossulárovou podjednotkou (Grs>>Di), dále převládající leukokrátní podjednotkou (Pl≥Qtz>>Di~Ep>Grs) a bloky diopsidové podjednotky (Pl>Qtz~Di). Dále se objevuje hrubozrnná jednotka (Pl>Qtz>>Grs~Ep) následovaná písmenkově-blokovou jednotkou (Pl>Qtz>Kf) a křemenným jádrem (Qtz>>>Grs). Pegmatit je anomální svým vysokým obsahem Ca (bazické plagioklasy, grossular, diopsid, epidot-clinozoisit), velmi nízkým obsahem Fe, Mg a fluid (absence tmavých a fluidy bohatých minerálů). Naopak je obohacen o REE (allanit-dissakisit), Ba (Kživec), Zr (zirkon, baddeleyit) a Ti (titanit). Byly zjištěny vodné a nevodné fluidní inkluze s obsahem methanu a vyšších uhlovodíků s teplotami homogenizace kolem 300°C. Prostorová asociace, blízké mineralogické složení, téměř shodné akcesorické minerály, absence fluid, chování stopových prvků a izotopové složení naznačují společný původ granitoidu a pegmatitu. Taveniny obou hornin byly poměrně vysoce temperované (kolem 800°C). Pegmatit následně izobaricky krystalizoval postupně za podchlazení až kolem 200°C. Extrémní nabohacení pegmatitu o Ca ukazuje na obohacení taveniny Ca-bohatým kontaminantem. Okrajové jednotky pegmatitu se petrograficky velmi blíží složení některých rodingitů v okolí. Jako pravděpodobný se jeví průnik taveniny granitoidu do reologicky vhodné polohy na kontaktu rodingitu a „blackwall“ zóny, asimilace jejích částí za současné rekrystalizace rodingitu, kontaminace pegmatitové taveniny Ca a částečně i Mg a Cr v průběhu jejího pohybu a utuhnutí ve formě zonálního tělesa, následové migrací fluid obohacených o Ca, Na, K, Ba, Ti a Nb za vzniku trhlinových asociací v pegmatitu a jeho blízkém okolí.

Abstract:

The PhD thesis is focused on a detailed petrographic evaluation of an atypical granitoid rock and pegmatite nearby, both in serpentinized lherzolites in the Staré Město unit near Rudy nad Moravou, their possible genetic relationship, the extent and the form of their mutual influence as well as the relationship to associated rocks - serpentinites and rodingites. Granitoid has the mineral composition of the diopside-bearing quartzsyenit (K-feldspar, plagioclase, quartz, diospide). Titanite, allanite and zircon are common accessory minerals. The granitoid almost lacks primary water-rich minerals. Diopside is replaced by actinolitic amphibole. The rock becomes coarser locally with the increase in the content of K-feldspar and quartz, andradite rarely occurs. The granitoid has chemical composition of quartzsyenite to quartzmonzonite and is strongly enriched with Zr, LREE, Ba and Sr. It belongs to the fields of calc-alkaline series and on the edge of the fields of metaaluminic and perauliminic rocks. The geotectonic environment is placed on the edge of the fields of syncollision granitoids and the granitoids of the volcanic arc. Pegmatite corresponds to leukotonalite to leucograbbro assuming the original composition of granodiorite. Zonal vein in contained the following units and subunits from the ontact with serpentinites (contact unit) inward the central part of the pegmatite: transitional unit formed by grossular subunit (Grs>>Di), as well as the predominant leucocratic subunit (Pl≥Qtz>>Di~Ep>Grs) and nests of the diopside subunit (Pl>Qtz~Di) followed by coarse-grained unit (Pl>Qtz>>Grs~Ep) and graphic-blocky unit (Pl>Qtz>Kf) and the quartz core (Qtz>>>Grs). The pegmatite show anomalous high content of Ca (Ca-rich plagioclases, grossular, diopside, epidote-clinozoisite), very low content of Fe, Mg and fluid (the lack of a dark and fluid-rich minerals). On the contrary, it is enriched with REE (allanitedissakisit), Ba (K-feldspar), Zr (zircon, baddeleyite) and Ti (titanite). Methane and higher hydrocarbons were detected in fluid inclusions with homogenization temperatures around 300°C. Spatial relationship, close mineral composition, almost identical accessory minerals, the absence of fluids, the trace elements patterns and isotopic composition suggest a common origin of granitoid and pegmatite. Melts of both rocks wre highly tempered (about 800°C ). The pegmatite subsequently crystalized isobaricaly undercooled by around 200°C. Extreme Ca-enrichment in pegmatite suggests the strong effect of Ca-contamination. Marginal pegmatite units are remarkably similar in mineral composition to some rodingites nearby. Iti is likely that the portion of the granitoid melt penetrated into rheologically appropriate rodingite and the blackwall zone, assimilated its parts while rodingite was recrystallized. The pegmatite melt was contaminated by Ca and partly by Mg and Cr during its migration and crystallized to form the zonal body, following by the migration of fluids enriched with Ca, Na, K, Ba, Ti and Nb to produce a fissure associations in pegmatite and its close surroundings.

Keywords

leukotonalit, pegmatit, kvarcsyenit, serpentinit, rodingit, grossulár, anortit, diopsid, kontaminace, elektronová mikrosonda, celohorninové chemické analýzy, LA-ICP-Ms, izotopové analýzy, fluidní inkluze, staroměstské krystalinikum, Český masív leucotonalite, pegmatite, quartzsyenite, serpentinite, rodingite, anorthite, diopside, contamination, electron microprobe, whole-rock chemical analyzes, isotope analyzes, fluid inclusions, Staré Město crystalline unit, Czech Massif

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 30. 7. 2013
• Supervisor: prof. RNDr. Milan Novák, CSc.
• Reader: RNDr. Stanislav Houzar, Ph.D., prof. RNDr. Pavel Uher, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geology (4-years) / Geological Sciences