Mineralogie specifických zonálních SiO2 produktů zvětrávání ultrabazik na západní Moravě

Mgr. Koníčková Koníčková, Ph.D.

Doctoral thesis

Mineralogy of specific zonal weathering products of SiO2 from ultrabasics in western Moravia

Abstract:

Disertační práce je zaměřena na vymezení a stanovení texturně-mineralogické charakteristiky specifických zonálních SiO2 produktů zvětrávání na západní Moravě. Tyto zonální SiO2 produkty zvětrávání ultrabazik na západní Moravě, které jsou v gemologických publikacích označovány jako „plazma“, jsou charakteristickou složkou silného tercierního (před středním miocénem) paleozvětrávání serpentinitů. Vyskytují se pouze ve velmi omezené, SV-JZ orientované oblasti západní Moravy (Česká republika) a sporadicky v rakouském Waldviertelu. Detailně byla vymezena prostorově a regionálně relativně úzká oblast výskytu „plazem“ – zonálních křemičitých nodulí (ZSN) podél styku západomoravského moldanubika a karpatské soustavy (karpatské předhlubně s marinními jíly). Nejvýznamnějším odlišujícím znakem ZSN od podobných křemičitých hmot je vermiformní struktura a submikroskopický charakter barvících složek. Byly prostudovány vzájemné vztahy SiO2 minerálů a jejich variet (mikrokrystalického křemene, moganitu, kvarcínu a chalcedonu) v ZSN, tak i v koncentricky zonálních „očkových“ opálech z lokalit západní Moravy. Jediným stabilním minerálem ZSN je mikrokrystalický křemen (± moganit) s inkluzemi submikroskopických Fe-Mg-silikátů (smektitů), která dominují v jádrech. Žilky chalcedonu, lussatitu a kvarcínu v kontrakčních trhlinách a opálový okraj nodulí jsou mladší. Koncentricky zonální textury ZSN vznikly pravděpodobně difúzními procesy a zatlačování reziduálních jílů podobných lateritům při degradaci zvětralin, spojenými rekrystalizací SiO2 za uplatnění filtračního efektu (rozdílné podmínky migrace Si-Mg-Fe). Na mineralogickém složení a konečném uspořádání zonálnosti ZSN se pravděpodobně podílely redukční podmínky při interakci zvětralin s marinními sedimenty spodnomiocénního stáří (akcesorický pyrit a baryt). V případě zonálních („očkových“) opálů byla potvrzena geologická a mineralogická výjimečnost lokality Nová Ves u Oslavan (úzká tektonická zóna na styku serpentinitů a granulitů vyplněná reziduálními jíly) a tím i specifické podmínky vzniku koncentricky zonálních hnědo-bílých opálů („očkových“ opálů). Tam je možné uvažovat důležité uplatnění Liesegangova elektrochemického jevu v relativně čistém křemičitém gelu (solu); geneze však není v tomto případě zcela jasná. Velikost ZSN ani zonálních opálů (např. počet zón) není v pozitivní korelaci s jejich mineralogickým složením a texturou. Původní textura je navíc dotčena mladší karbonatizací (kalcitizací, dolomitizací). Jiným, ale rovněž specifickým typem je společný výskyt podobných, ale výjimečných „očkových“ opálů v limonitovém saprolitu, doprovázených plazmami a barevnými běžnými opály ve Slatině u Jevišovic.

Abstract:

The dissertation is focused on defining and determining the texture-mineralogical characteristics of specific zonal SiO2 weathering products in western Moravia. The zonal SiO2 weathering products of ultrabasics in western Moravia, which are referred to in gemological publications as "plasma", are a characteristic component of strong Tertiary (before the Middle Miocene) paleo-weathering of serpentinites. It occurs only in a very limited, NE-SW oriented area of western Moravia (Czech Republic) and sporadically in the Austrian Waldviertel. The relatively narrow area of occurrence of plasma – zonal silica nodules (ZSN) along the contact of the West Moravian Moldanubian and the Carpathian system (Carpathian Foredeep with marine clays) was defined in detail. The most important distinguishing feature of ZSN from similar siliceous materials is the vermiform structure and submicroscopic character of the dyeing components. The mutual relations of SiO2 minerals (microcrystalline quartz, moganite, quartzin and chalcedony) in ZSN as well as in concentrically zonal "eye-like" opals from the localities of Western Moravia were studied. The only stable ZSN mineral is microcrystalline quartz (± moganite) with inclusions of submicroscopic Fe-Mg-silicates (smectites), which dominate in the core. The veins of chalcedony, lussatite and quartzine in the contraction fissures and the opal margin of the nodules are younger. Concentrated zonal textures of ZSN were probably created by diffusion processes in laterite-similar type residual clay replaced during weathering degradation, combined with recrystallization of SiO2 using a filtration effect (different Si-Mg-Fe migration conditions). Reduction conditions of the interaction of residual clays with marine sediments of Lower Miocene age (accessory pyrite and barite) probably contributed to the mineralogical composition and final arrangement of ZSN zonation. The geological and mineralogical uniqueness of the Nová Ves u Oslavan zonal ("eye-like") opal locality (the narrow tectonic zone between serpentinite and granulite filled by residual clays) and thus the specific conditions of the formation of concentrically zonal brown-white opals ("eye-like" opals) were also confirmed. In the case of "eye-like" opals, it is possible to consider the application of the Liesegang electrochemical phenomenon in a relatively pure silica gel (sol); however, the genesis is not clear in the latter case. Neither ZSN nor zonal opal sizes (eg number of zones) are positively correlated with their mineralogical composition and texture. In addition, the original texture of opals is affected by younger carbonation (calcitization, dolomitization). Another, but also a specific type, is the common occurrence of similar but exceptional "eye-like" opals in iron-rich saprolite, accompanied by plasmas and variable color non-zonal opals in Slatina near Jevišovice.

Keywords

zelená plazma (zonální křemičitá hmota), „očkový“ opál, zvětrávání, ultrabazika, západní Morava, Český masiv

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 3. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 31. 5. 2022
• Supervisor: doc. RNDr. Zdeněk Losos, CSc.
• Reader: prof. RNDr. Antonín Přichystal, DSc., doc. RNDr. Jiří Zimák, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geology / Mineralogie, petrologie a ložisková geologie