Record of metamorphic and metasomatic processes at the contact of felsic granulites and garnet clinopyroxenites in the Bohemian Massif

• Název práce v češtině: Záznam metamorfních a metasomatických procesů na kontaktu felsických granulitů a granátických klinopyroxenitů v Českém masivu
• Název v anglickém jazyce: Record of metamorphic and metasomatic processes at the contact of felsic granulites and garnet clinopyroxenites in the Bohemian Massif
• Klíčová slova: vysokoteplotní metamorfóza, metasomatóza, mafický granulit, Český masiv
• Klíčová slova anglicky: high temperature metamorphism, metasomatism, mafic granulite, Bohemian massif
• Akademický rok vypsání: 2018/2019
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Ústav petrologie a strukturní geologie (31-440)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Martin Racek, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 08.10.2018
• Datum zadání: 09.10.2018
• Datum odevzdání elektronické podoby: 14.11.2024
• Datum proběhlé obhajoby: 17.12.2024
• Oponenti: prof. Mgr. Jiří Konopásek, Ph.D.
• Konzultanti: doc. Mgr. Ondrej Lexa, Ph.D.
• Ocenění: Práce byla navržena na ocenění

Předběžná náplň práce

Hlavním cílem projektu je studium záznamu metamorfních a metasomatických procesů, které probíhají na hranici chemicky kontrastních litologií – felsických granulitů o složení granitu a mafických až ultramafických hornin plášťového původu. Podél těchto rozhraní lze v některých případech pozorovat výskyt litologií intermediálního až mafického složení, které z petrografického hlediska nesou často signatury ukazující, že se jedná o produkty interakce felsických a mafických hornin. Studium bude probíhat na vzorcích odebraných z vybraných oblastí v granulitových masivech Českého masivu, konkrétně především masiv Dunkelsteiner Wald a St. Leonhard v Rakousku, kde tyto jevy byly pozorovány. Náplní projektu budou terénní práce za účelem odběru vzorků, následovat bude detailní charakteristika odebraných litologií po stránce petrologické i geochemické za účelem definice a kvantifikace mechanizmů probíhající látkové výměny a s ní souvisejících reakcí. Bude studováno chování hlavních i stopových prvků jak v objemu horniny, tak v rámci jednotlivých přítomných minerálů. Termodynamické modelování metamorfních reakcí bude použito pro určení teplot a tlaků pozorované interakce, ale také pro modelování difuze jednotlivých prvků pomocí výpočtů diagramů beroucích v úvahu chemické potenciály komponent jako proměnné.
Výsledky projektu mohou mít několik klíčových aspektů: mohou vést k alternativnímu modelu vzniku intermediálních granuliutů v porovnání s tradičním předpokladem, že se jedná jen o produkty metamorfózy odlišného protolitu. Dále mohou vést k identifikaci omezení použití pozorovaných minerálních asociací k interpretaci metamorfního vývoje podobných hybridních hornin, mohou objasnit roli mafických a ultramafických hornin na termální strukturu orogenní spodní kůry, či mít implikace týkající se vzniku draselných magmat ve Variscidách, které jsou obecně považovány za produkty interakce tavenin plášťového původu s korovým materiálem.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The main goal of the project is study of a record of metamorphic and metasomatic processes that are taking place at the contact of chemically contrasting lithologies - felsic granulites with composition corresponding to granites and mafic to ultramafic rocks of mantle origin. At such boundaries it is sometimes possible to observe specific intermediate to mafic lithologies with petrological signatures indicating that they may represent products of mutual interaction of mafic and felsic rocks. The study will be based on samples collected from selected areas and localities in granulite massifs situated in the Bohemian Massif, namely Dunkelsteiner Wald and St. Leonhard massifs in Lower Austria, where such phenomena were already observed. The work will include fieldworks connected with collecting of sufficient amount of samples, which will be followed by detail petrological and geochemical characterization of these lithologies in order to definition and quantification of mechanisms of the mass transfer and related metamorphic reactions. Important point will be the study of behaviour of both the main and trace elements in the whole volume of the rocks as well as in individual phases. Thermodynamical modelling of metamorphic reactions will be applied for the purpose of estimation of the P-T conditions of the observed interaction, but also for quantification of the diffusion of the individual elements based on calculations involving the chemical potentials as variables.
The results of this project will have several main implications: The may lead to an alternative model explaining the formation of intermediate granulites in contrast to a conventional assumption that they just represent a metamorphic equivalent of different protolith. Further they may bring important constraints for possible application of observed mineral assemblages for interpretation of metamorphic record of such hybrid lithologies. They also can bring some light on the role of mafic and ultramafic rocks on the thermal structure of the lower crust or have implications on the understanding of the processes leading to formation of potassic magmas in the European Variscan Belt, which are generally viewed as products of interaction of melts formed in mantle with crustal material.