Thoriem bohaté granity brněnskeho masivu

Bc. Róbert Kubizna

Diplomová práce

Th-rich granites from the Brno Batholith

Abstract:

In 2005, a slightly higher amount of thorium was identified by airborne Gamma-Ray Spectrometry measurement in west part of the Brno Massif, which is known for its low radioactivity levels (Štelcl & Weiss, 1986). During my bachelor thesis research in Tetčice suite between villages Moravské Bránice and Ivančice I detected content of thorium ≤ 60,72 ppm and confirmed this airborne Gamma-Ray Spectrometry (Kubizna, 2014). There was a question, what causes this high positive Th anomaly? For diploma thesis 6 samples were sampled. Five samples were chlorite-biotite bearing granite with maximum content of Th and one sample was amphibole-biotite bearing diorite with low amount of thorium. Samples were measured by laboratory gamma-ray spectrometry and 4 radioactive samples were sent to Acme laboratories Ltd, Vancouver to determine whole-rock analysis. Four polished thin-sections (3 granites, 1 diorite) were investigated in detail by optical study, BSE and electron microprobe at Department of geology at Faculty of science Masaryk University. The results showed that Th-rich granites contain several products of alteration such as chlorite, epidote, albite, but also REE cacrbonates such as synchysite-(Ce) and Ca-rich bastnäsite-(Ce) as a product of allanite alteration. Results also showed that slightly positive Th anomaly is caused by metamicted thorite captured in zircon where thorite has 57,00 wt. % of ThO2. The main minerals with highest content of LREE are probably altered allanites and their REE carbonates which are also secondary source of Th (≤ 3,14 wt. % ThO2). These small Th content with extensive amount of altered allanites and several metamicted thorites are probably main source of positive Th anomaly. The results confirmed previous publications of Skála (2012) and Buriánek (2013). Their researches were conducted in east margin of Tetčice suite on ofiolite belt contact where Th-rich red granites were studied. On their studied locality slightly positive Th anomaly is caused by metamicted thorite and „fresh“ allanite. We could consider that altered allanites have higher Th content than unaltered allanites. However it is unclear whether primary allanites were enriched of Th content or allanites were enriched of Th by hydrothermal fluids. This finding confirms the research of Suess (1903), whose work shows Tetčice suite as an area with strong inhomgenity.

Abstract:

V jižní oblasti západní granitoidní zóny brněnského masivu je mírně zvýšená hodnota Th geologmi registrovaná již od roku 2005, kdy byla plošně prováděna letecká gamaspektrometrie území. Počas výzkumu k bakalářské práci v suitě Tetčice, jsem v oblasti mezi Moravskými Bránicemi a Ivančicemi zaznamenal hodnoty Th až do 60,72 ppm (Kubizna, 2014), což byly pro nízko radioaktivní brněnský masiv nadprůměrné hodnoty (Štelcl a Weiss, 1986). Otázkou bylo, co danou pozitivní Th anomálii způsobuje? Na lokalitě bylo odebráno celkem 6 vzorek hornin, přičemž 5 představuje chloritizovaný biotitický granit s vysokým obsahem Th a 1 představuje amfibol-biotitický diorit s nízkým obsahem Th. Vzorky byly změřeny laboratorním gamaspektrometrem a celo-horninová analýza proběhla v Acme laboratories. Jednotlivé minerální fázy byly dále analyzovány mikrosondou na ÚGV Přídovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Výsledky ukázaly, že Th bohatý granit obsahuje množství alteračních produktů jako chlorit, epidot, albit, ale i fázy REE karbonátů synchysit-(Ce) a Ca bohatý bastnäsit-(Ce), ktoré jsou produkty rozpadu allanitů. Dále bylo zjištěno, že zvýšené obsahy Th způsobují metamiktní thority s hodnotami ThO2 až 57,00 hm. % (0,693 apfu Th) nacházejíci se v zirkonech. Alterační produkty allanitu jsou hlavním nositelem LREE v celý hornině na studované lokalitě a pravděpodobně i sekundární zdroj Th anomálie. REE karbonáty v alterovaných allanitech nejsou sami o sobě význačním zdrojem Th (≤ 3,14 hm. % ThO2), avšak značné množství alterovaného allanitu (odhadem ≤ 0,5 hm. %) v hornině spolu s minimálním množstvem metamiktních thoritů jsou pravděpodobně hlavním a jediným nositelem Th na jižním okraji Tetčické suity. Výsledky potvrdily předcházejíci publikaci Skály (2012) a Buriánka (2013), kde v severovýchodní části suity Tetčice na okraji metabazitové zóny v červených granitech zkoumali zvýšené obsahy Th, které způsoboval metamiktní thorit a „čerstvý“ allanit. Vzhledem na to, že alterované allanity vykazují podstatně vyšší radioaktivitu než „čerstvé“, naskýtá se možnost, že buď byly allanity na jihu Tetčické suity primárně bohatší Th než na SV suity, anebo byly o Th obohaceny sekundárně během hydrotermální alterace. Tato zjištění opět potvrzují slova Suesse z roku 1903, že suita Tetčice je extrémně nehomogenní těleso, které si zaslouží podrobnější zkoumání i nadále.

Klíčová slova

Thoriem bohaté granity, brněnský masiv, suita Tetčice, thorium, gamaspektrometrie, zirkon, thorit, allanit, REE karbonáty, Th-rich granites, Brno Batholith, Tetčice suite, gamma-ray spectrometry, zircon, thorite, allanite, REE carbonates

Jazyk práce: slovenština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 2. 2017
• Vedoucí: doc. RNDr. Jaromír Leichmann, Dr.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Geologie / Geologie aplikovaná a environmentální