Sylabus
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 <p sty
Anotace
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.