PředmětyPředměty(verze: 901)
Předmět, akademický rok 2021/2022
  
Igneous Processes - MG440P24
Anglický název: Igneous Processes
Český název: Magmatické procesy
Zajišťuje: Ústav petrologie a strukturní geologie (31-440)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2020
Semestr: letní
E-Kredity: 4
Způsob provedení zkoušky: letní s.:kombinovaná
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: 3
Virtuální mobilita / počet míst: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: angličtina, čeština
Úroveň: specializační
Další informace: https://www.natur.cuni.cz/geologie/petrologie/vyukove-materialy/magmaticke-procesy
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: prof. Mgr. Vojtěch Janoušek, Ph.D.
Vyučující: prof. Mgr. Vojtěch Janoušek, Ph.D.
Mgr. Václav Špillar, Ph.D.
Třída: QUICKpress Piston Cylinder Apparatus
Anotace -
Poslední úprava: prof. Mgr. Vojtěch Janoušek, Ph.D. (04.08.2016)
Přednáška se zabývá petrologickou a chemickou diverzitou magmatických hornin a petrogenetickými procesy při jejich vzniku, zejména parciálním tavením různých typů protolitu, vztahy mezi složením taveniny a krystalických fází při tavení a krystalizaci, diferenciačními procesy, interakcí mezi různými typy magmat a kontaminací při průchodu kůrou. Podrobně probírá problémy petrogeneze vybraných typů a skupin magmatických hornin v různých geotektonických prostředích. Je doplněna praktickými cvičeními ukazujícími řešení typických úloh při grafické prezentaci a interpretaci dat hlavních a stopových prvků, jakož i radiogenních izotopů z magmatických hornin.
Literatura -
Poslední úprava: prof. Mgr. Vojtěch Janoušek, Ph.D. (10.02.2021)

In the summer term 2020/2021 the course will be taught remotely, using Google Classroom, starting on 15 February.  

Albaréde, F., 1995. Introduction to Geochemical Modeling. Cambridge University Press, Cambridge.

Dickin, A.P., 2005. Radiogenic Isotope Geology. Cambridge University Press, Cambridge.

Gill, R., 2010. Igneous Rocks and Processes: A Practical Guide. J. Wiley, Chichester.

Janoušek, V., Moyen, J.F., Martin, H., Erban, V. and Farrow, C., 2016. Geochemical Modelling of Igneous Processes - Principles and Recipes in R Language. Bringing the Power of R to a Geochemical Community. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.

Philpotts, A.R. and Ague, J.J., 2009. Principles of Igneous and Metamorphic Geology. University Press, Cambridge.

Rollinson, H.R., 1993. Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. Longman, London.

Wilson, M., 1989. Igneous Petrogenesis. Unwin Hyman, London.

Winter, J.D., 2001. An Introduction to Igneous and Metamorphic Geology. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: prof. Mgr. Vojtěch Janoušek, Ph.D. (04.08.2016)

Zkouška je ústní a zahrnuje aktuálně probranou tématiku včetně prezentací, dostupných na webu. Zápočet lze získat za zpracování protokolů z praktických cvičení.

Sylabus -
Poslední úprava: prof. Mgr. Vojtěch Janoušek, Ph.D. (03.03.2020)

1.      Diverzita magmat a procesy modifikující složení magmat

o   Složení magmatu vs. složení magmatické horniny

o   Zdroje tepla pro tavení

o   Fyzikální vlastnosti magmat: obsah/složení volatilií, hustota, viskozita

o   Klasifikace vyvřelých hornin

§  Kvalitativní parametry

·        Textura

·        Saturace Si

·        Saturace Al

§  Kvantitativní parametry

·        Povaha geochemických dat

·        Modální vs. normativní složení

·        QAPF (modální) klasifikace

·        TAS (chemická) klaisfikace

·        Alkalická a subalkalická série

·        Rozdělení subalkalických hornin na tholeiitickou a vápenato-alkalickou sérii

·        Alternativy pro alterované/zvětralé vzorky

·        Multikationické parametry

2.      Grafická prezentace dat horninové geochemie

o   Software pro interpretaci geochemických dat

§  Spreadsheety

§  Dedikované programy (MinPet, IgPet, PetroGraph…)

§  Co je statistický jazyk R?

§  Charakteristika systému GCDkit

o   Grafická prezentace různých typů geochemických dat

§  Klasifikace prvků, hlavní a stopové prvky

§  Prezentace jednorozměrných dat, vč. malých datasetů

§  Dvojrozměrná data, Harkerovy diagramy, log–log diagramy apod

§  Trojrozměrná data – ternární diagramy, různé 3D projekce

§  Spiderploty včetně jejich modifikací

§  Práce s velkými datasety

§  Klasifikační diagramy

§  Geotektonické diagramy

o   Instalace GCDkitu a základní operace s ním (vč. cvičení)

3.      a) Procesy určující/modifikující chemické složení magmatických hornin

o   Přehled procesů ovlivňujících složení magmatických hornin

o   Parciální tavení a jeho příčiny, segregace taveniny, terénní důkazy

o   Diferenciace (termální difúze – Soretův efekt, termogravitační difuze, likvace, rovnovážná a frakční krystalizace, gravitační diferenciace a akumulace, magmatické zvrstvení…) vč. terénních pozorování a textur

o   Procesy v otevřeném systému (hybridizace, asimilace)

b) Hlavní prvky
Použití hlavních prvků ve studiu hlavních petrogenetických procesů (frakční krystalizace, parciální tavení, binární míšení a míšeni více komponent)

o   Hmotová balance (mass-balance)

o   Přímé modelování složení hlavních prvků během frakční krystalizace

4.      Hlavní prvky (pokračování)

o   Hmotová balance během parciálního tavení

o   Míšení dvou a více komponent

o   Reverzní modelování frakční krystalizace a parciálního tavení

o   Metoda nejmenších čtverců a její alternativy, všechno je mixing!

5.      Stopové prvky: standartní koncept pro ‘zředěné‘ prvky

o   Klasifikace stopových prvků podle jejich geochemického chování

o   Rozdělení stopových prvků na „zředěné“ v hlavních horninotvorných minerálech a řízené saturací v akcesoriích (ESC)

o   Henryho zákon

o   Rovnováha mezi minerálem a taveninou, distribuční koeficienty (KD)

o   Faktory ovlivňující hodnoty distribučních koeficientů

o   Jak lze získat hodnoty KD.

o   Koncept kompatibility prvků

o   Krystalizace, frakční  (Rayleighova rovnice) a rovnovážná (přímé modely)

o   Parciální tavení, rovnovážné (batch) a frakční, různé formulace (přímé modely)

o   Odlišení efektů frakční krystalizace a parciálního tavení

o   Linearizace Rayleighovy rovnice pro reverzní modelování frakční krystalizace metodou nejmenších čtverců

o   Reverzní modelování rovnovážného parciálního tavení

6.      Stopové prvky jako důležité součásti akcesorií (Essential Structural Constituents, ESC) a saturační modely

o   Koncept saturace, chování ESC během frakční krystalizace a parciálního tavení

o   Vývoj koncentrace ESC v tavenině během parciálního tavení a krystalizace

o   Saturační rovnice pro nejdůležitější akcesorické minerály (hl. zirkon, apatit, monazit,…), a jejich hlavní parametry a použití v termometrii

o   Studium vnitřní stavby zrn akcesorických minerálů (BSE, CL…)

o   Rozpoznání petrogenetické role jednotlivých akcesorií

o   Modelování frakcionace akcesorických fází

o   Saturační modul v GCDkitu

7.      Procesy v otevřeném systému: mísení magmat (hybridizace), asimilace, AFC

o   Procesy interakce mafických a acidních magmat, mingling vs. mixing

o   Terénní důkazy pro mísení magmat, mafické mikrogranulární enklávy

o   Katodová luminescence

o   Mikrostrukturní důkazy interakce kontrastních magmat

o   Asimilace a kontaminace korovým materiálem

o   „Deep Crustal Hot Zones“

o   Binární míšení – hlavní a stopové prvky, mixing test

o   Rozlišení procesů v (izotopicky) uzavřeném a otevřeném systému

o   Radiogenní izotopy – rychlé opakování:

§  Výpočet iniciálního poměru

§  Použití Nd izotopů: vč. hodnot epsilon a modelových stáří

§  SrNd plugin v GCDkitu

o   Binární míšení – jeden a dva izotopové poměry, přímé a reverzní modely

o   Assimilation and Fractional Crystallization (AFC)

o   Energy-Constrained Assimilation–Fractional Crystallization (EC-AFC)  a podobné modely

8.      Magmatická krystalizace

o   Variabilita magmatických textur. Proč studovat krystalizaci a proč potřebujeme kinetiku?

o   Termodynamické základy krystalizace: podmínky rovnováhy, krystalizace v jedno- a vícesložkovém systému, termodynamická řídící síla

o   Kinetika: podchlazení, nukleace a růst krystalů, základní fyzikálně-chemické teorie

o   Magmatické textury jako záznam kinetických procesů: Avramiho teorie, zrnitost, distribuce velikostí zrn (CSD) a jejich kinetický původ

o   Magmatické textury jako záznam mechanických procesů v magmatickém krbu

o   Životní styl a krystalizační procesy magmatických krbů: solidifikační fronty, kumuláty, geochemické implikace

9.      Diverzita a petrogeneze (subalkalických) bazaltů

o   Variabilita a klasifikace bazaltů

o   Vulkanologie bazaltů

o   Informace o složení pláště

o   Heterogenita svrchního pláště

o   Procesy ochuzení a obohacení pláště

o   Plášťová metasomatóza, kontaminace pláště a UHP metamorfóza korových hornin

o   Vznik bazaltových magmat

o   Bazalty v různých geotektonických prostředích – výskyt, petrologie, chemické složení a geneze

10.  Diverzita a petrogeneze ryolitů a granitů

o   Vulkanologie intermediálních a kyselých magma

o   Enklávy a zbytky metamorfního pláště

o   Genetická klasifikace granitoidů

o   Petrogenetické modely pro granitoidy

o   Granitoidy v různých geotektonických prostředích – výskyt, petrologie, chemické složení a geneze

11.  Diverzita a petrogeneze alkalických magmatických hornin

o   Alkalické  (vs. peralkalické) horniny – definice, klasifikace (plutonity vs. vulkanity)

o   Vnitrodeskové neovulkanity Evropy

o   Kontinentální rifty

o   Karbonatity

o   Lamprofyry

o   Ultradraselné horniny

o   Kimberlity

o   Plutonické ekvivalenty lamprofyrů

o   (Ultra-) K magmatismus moldanubické zóny Českého masivu : durbachity a asociované horniny

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK