proč jsou granáty tak důležité

62
Proč jsou granáty tak důležité Granát je běžný minerál v magmatických, metamorfových i sedimentárních horninách. S rozvojem elektronové mikroanalýzy v průběhu šedesátých let minulého století se stal objektem zájmu řady petrologů, mineralogů a geochemiků. Granát představuje pevný roztok několika koncových členů, obvykle dominuje složka almandinová Fe 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 , spessartinová Mn 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 , pyropová Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 a grosulárová Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 . Ale v menší míře do jeho struktury vstupuje celá řada jiných prvků, které mnohdy nesou cenné informace pro interpretaci geneze granátu a horniny. Jeho velká variabilita v chemickém složení a charakter zonálnosti, a to jak hlavních, tak i stopových prvků, hraje významnou roli při geotermobarometrických výpočtech, sestavování PT drah metamorfovaných hornin, studiu metamorfních reakcí a interpretace geneze a vývoje magmatických hornin. V případě sedimentárních hornin jsou granáty v asociaci těžkých minerálů široce používány při studiu jejich provenience, pro litostratigrafii sedimentárních komplexů a

Upload: rashad-morin

Post on 01-Jan-2016

56 views

Category:

Documents


10 download

DESCRIPTION

Proč jsou granáty tak důležité. Granát je b ěž ný minerál v magmatických, metamorfových i sedimentárních horninách. S rozvojem elektronové mikroanalýzy v pr ů b ě hu šedesátých let minulého století se stal objektem zájmu ř ady petrolog ů , mineralog ů a geochemik ů . - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

  • Pro jsou granty tak dleitGrant je bn minerl vmagmatickch, metamorfovch i sedimentrnch horninch. Srozvojem elektronov mikroanalzy vprbhu edestch let minulho stolet se stal objektem zjmu ady petrolog, mineralog a geochemik.

    Grant pedstavuje pevn roztok nkolika koncovch len, obvykle dominuje sloka almandinov Fe3Al2(SiO4)3, spessartinov Mn3Al2(SiO4)3, pyropov Mg3Al2(SiO4)3 a grosulrov Ca3Al2(SiO4)3. Ale v men me do jeho struktury vstupuje cel ada jinch prvk, kter mnohdy nesou cenn informace pro interpretaci geneze grantu a horniny.

    Jeho velk variabilita vchemickm sloen a charakter zonlnosti, a to jak hlavnch, tak i stopovch prvk, hraje vznamnou roli pi geotermobarometrickch vpotech, sestavovn PT drah metamorfovanch hornin, studiu metamorfnch reakc a interpretace geneze a vvoje magmatickch hornin. Vppad sedimentrnch hornin jsou granty vasociaci tkch minerl iroce pouvny pi studiu jejich provenience, pro litostratigrafii sedimentrnch komplex a vzjemnou korelaci sedimentrnch hornin.

  • Struktura pednkyKrystalochemie grantuCharakteristika hlavnch grantPepoet chemickch analz grantu na vzorec a koncov leny a grafick znzornn chemickho sloen grantuZonlnost grantuY+REE v grantuGrant v metamorfovanch horninchGrant v magmatickch horninch

  • Krystalochemie skupiny grantu Silikty s izolovanmi tetraedry SiO4 Obecn vzorec grantu je X3Y2(TO4)3

    Do jednotlivch pozic vstupuj zejmna nsledujc kationyX = Mg, Fe2+, Mn2+, Ca, Na, Y, REEY = Al3+, Fe3+, Cr3+, Ti4+, Mn3+, V3+, Zr4+, ScT = Si4+, Al3+, P5+, Fe3+, Ti4+ Vgrantu funguje cel ada homovalentnch i heterovalentnch substituc.

  • Krystalov struktura grantuGranty pat mezi nesosilikty, ili vjejich struktue se vyskytuj izolovan tetraedry SiO4

    Granty krystaluj vkubick soustav pat do prostorov grupy Ia3djedn se prostorov centrovanou kubickou mku.

    Krystalov struktura byla poprv popsna Menzerem (1926, 1928) pomoc metod prkov difrakce. Novji se j zabval nap. Novak a Gibbs (1971).

  • Krystalov struktura grantu

    Zkladem struktury grantu jsou stdajc se TO4 tetraedry a YO6 oktaedry Vosmietn koordinaci s kyslkem (pipommajc stoenou krychli) jsou X ionyKoordinan polyedry dvojvalentnch kation nejsou pravideln (dlka vech vazeb a hly nejsou stejn), tvarem pipomnaj deformovanou krychli, u n jsou tyi krat a tyi del X-O vzdlenosti Dv hrany kadho tetraedru a est hran kadho oktaedru jsou sdlen spolyedrem XO8 a tyi dal hrany polyedru XO8 jsou sdlen shranami jinch polyedr XO8Vysok procento sdlench hran vede ktsnmu uspodn, sm souvis i vysok hustota, tvrdost a vysok index lomu. Krystalov struktura grantu podle Novaka a Gibbse (1971) (SiO4)-4(AlO6)-9(MgO8)-14

  • Morfologie grantuNejastji tvo granty izometrick zrna a nedokonale vyvinut krystaly. Avak i dokonale vyvinut krystaly jsou pomrn ast.

    Nejbnj krystalov tvary jsou dvanctistn kosotveren a tyiadvacetistn deltoidov nebo jejich kombinace

  • Morfologie grantuV literatue popisovan zvislost mezi krystalovm tvarem a chemismem grantu (mkovm parametrem a). tyiadvacetistn deltoidov je typick spe pro granty obsahujc kationy MgII+, FeII+, MnII+, dvanctistn kosotveren pro vpenato-hlinit granty a kombinace obou tvar pro vpenato-elezit granty. Ale toto nen obecn platn pravidlo!!!

    Vztah krystalovho tvaru grantu na mkovm parametru a pomru kation (podle Kostova 1968).

  • Dvanctistn kosotverengrosulralmandin

  • tyiadvacetistn deltoidovspessartinalmandin

  • Kombinace dvanctistnu a tyiadvacetistnualmandin

  • Fyzikln vlastnosti grantuTvrdost grantu (Mohs) = 7 7,5Hustota grantu: pyrop = 3,56 almandin = 4,32 spessartin = 4,19 grosulr = 3,59andradit = 3,86

  • GrantyObecn vzorec grantu X3Y2(TO4)3

    Winchell (1933) rozliil dv hlavn ady grantu:adu pyralspitu (pyrop, almandin, spessartin) adu ugranditu (uvarovit, grosulr, andradit)

    V rmci jednotlivch len tchto ad existuje tm pln msitelnost, avak vzjemn msitelnost mezi granty pyralspitov a ugranditov ady je ji vrazn omezenj. Mimo tchto esti nejbnji se vprod vyskytujcch koncovch len grantu existuje cel ada dalch

    ada pyralspitu: ada ugranditu:pyrop Mg3Al2(SiO4)3uvarovitCa3Cr2(SiO4)3almandinFe3Al2(SiO4)3grosulrCa3Al2(SiO4)3spessartinMn3Al2(SiO4)3 andradit Ca3Fe2(SiO4)3

  • Omezen msitelnost pyralspitov a ugranditov ady

    Bouka (1962) zakreslil na zklad nkolika stovek chemickch analz grant pole izomorfn msivosti jednotlivch sloek.

    Vposlednch letech srostoucm potem analz seukazuje, e tato pole nemsitelnosti a tak pln neplat, dochz kjejich postupnmu zmenovn.

  • Pyrop Mg3Al2[Si3O12]erven, nkdy a ern, purpurovPyropov grant je typick minerl ultrabazikPeridotity, kimberlity, eklogityMon vznik magmatick i metamorfn (UHP) Neexistuje ist konc. len (vtinou pms ALM, mn GRS; max. obsah 75% PRP.asto obsahuje pms Cr (a 8 hm.% Cr2O3)Jist pms Na (do 0,06%): substituce Ca2+Al3+ Na+Si4+

  • Sloen grant bohatch pyropovou komponentou vybranch typ hornin.

  • Vztah mezi barvou pyropu a obsahem Cr2O3Pyrop Mg3Al2[Si3O12]

  • Almandin Fe3Al2[Si3O12]Oranovo-erven a ervenNejhojnj typ grantu

    Existuj sice tm ist almandiny, nejastji ale ve smsi s pyropovou, spessartinovu, grosulrovou i andraditovou slokou,

    Regionln metamorfovan horniny (metapelity, granulity, amfibolity)Metapelity: i tm ist almandiny, za relativn LP/LT je dle vznamn spessartinov komponenta, s rostoucm stupem metamorfzy nabv na vznamu pyropov komponentaAmfibolity: dle grosulrov a pyropov komponentaGranulity: dle pyropov, asto i grosulrov komponentaAle i nap. v nkterch skarnech a vpenatosiliktovch horninch mohou bt granty dominantn almandinovou komponenetou (plus grosulrov i andraditov komponenta)

    Magmatick horniny granity, mn ryolity, dacity, andezity (alamandin-spessartin)

  • Sloen grant bohatch almandinovou komponentou vybranch typ hornin

  • Spessartin Mn3Al2[Si3O12]lut, oranov a ervenPvod nzvu Spessart (Bavorsko, Nmecko)

    Existuj sice tm ist spessartiny, nejastji ale ve smsi s almandinovou slokou, Nkdy i zven obsahy grosulrov komponenty 22 33% (metamorfovan Mn loiska Chvaletice, skarny)

    Pyropv komponenta obvykle nzk (X %)

    Stopov prvky Y V, Sc, Zn

    Typick grant granitickch pegmatit, aplit, vzcnji ryolitDle nkter skarny, metamorfovan Mn loiska, manganonosn regionln metamorfovan fylity (New Zealand, California), kvarcity (Kojetn)

  • Sloen grant bohatch spessartinovou komponentou vybranch typ hornin

  • Grosulr Ca3Al2[Si3O12] lut a erveno-hnd, zelen Nzev odvozen od angret (grossularia) Nejist znm 98% Grs Nejastji tvo isomorfn sms s andraditem (Fe3+) a almandinem (Fe2+) Za uritch podmnek i dobr msitelnost se spessartinem regionln a kontaktn metamorfovan vpenato-siliktov horniny (skarnech aj.), rhodingity, Mn bn pro regionln metam. horniny mramory, nkter ruly, diopsidick granulity a serpentinityVarieta grosulru hesonit (Fe bohat grosulr) kontaktn metamorfovan vpenato-siliktov horniny Odrda tsavorit (svtle zelen, drahokamov) Grs obohacen Cr3+ a V3+

  • Sloen grant bohatch grosulrovou komponentou vybranch typ hornin

  • Andradit Ca3Fe2[Si3O12] Typickm prostedm pro andradit jsou metamorfovan vpenato-siliktov horniny, zejmna skarny: 3CaCO3 + Fe2O3 + 3SiO2 Ca3Fe2Si3O12 + 3CO2 Andradit je t znm z pyroxenickch granulit (spolu s almandinem) V alkalickch vyvelinch jsou andradity tmav hnd a ern, zonln a obsahuj hodn Ti Mnoh andradity maj sloen blzk koncovmu lenu ast jsou i pevn roztoky s grosulrem, almandinem a spessartinuMnoh skarnov andradity jsou opticky a chemicky zonln Znm i cnonosn andradity (ze skarn) - a 1,5% SnO2 substituce XCa2+ XSn2+ nebo TSi4+ TSn4+

  • Titanonosn grantyJe-li Fe3+ > Ti (O) melanit; je-li Fe3+ < Ti - schorlomitmelanit Ca3(Fe3+, Ti)2(Si, Al, Fe3+)3O12schorlomit Ca3(Ti, Fe3+)2(Si, Al, Fe3+)3O12

    Hlavn substituce:Ti4+(Y) + Fe3+(Z) Si4+(Z) +M3+(Y); M = Al, Fe, TiFe2+(Y) + Ti4+(Z) + (OH)- Fe3+(Y) + Si4+(Z) + O2-

    U andradit s vysokm obsahem Ti (max. znm obsah TiO2 27,4%) je mon i vstup Ti do T pozice Si4+ Ti4+ a do X pozice R2+ + Ti4+ 2R3+

    Titanonosn granty se vyznauj zvenm obsahem dalch prvk Zr, REE, Cr, Zn, Sn, V a P

    U ns se vyskytuj granty s Ti a Zr (schorlomity) v eskm stedoho

  • Uvarovit Ca3Cr2(SiO4)3 Nejastji v ad uvarovit grosulr, mn asto uvarovit andradit Znmy i granty s 91% uvarovitov sloky Nejvzcnj ze esti hlavnch konc. len ist uvarovity znmy jen ze serpentinit svzanch s loisky Cr, skarn a mramor; Lokality: Karlie, Outokumpu

  • Hydrogranty Jin jmna hibschit, plazolit Patrn bnj, ne se mysl; nejbnj hydrogrosulr mejastji v kontaktn metamorfovanch horninch, zejmna rodingitech (Ca metasomatza v ultrabazikch) U ns znm z t z metamorfovanch sln (Pabst 1942) Dle je znm:hydroandradit z alterovanho serpentinituMn-hydrogrant henritermirit Ca3Mn1,5Al0,5)(SiO4)2(OH)4

    Vstup F do struktury hydrograntu (v nkterch moldanubickch skarnech a 3 hm %.

  • Granty s V a ZrGoldmanit Ca3V23+Si3O12 (Muto, Meyerowirz 1964) Rusko, na. Pevn roztok goldmanit grosulr. Zelen, lutozelen; v metamorfovanch vanadem bohatch sedimentech.

    Kimzeyit Ca3Zr2(Al2Si)O12 (Milton et al. 1961); Zr bv zastupovno Ti a Al nahrazovno Fe3+. Znm z karbonatit, oonitickho edie, lamprofyr.

    Ito a Frondel (1967) zjistili tm plnou msivost v ad Ca3Fe2Si3O12 - Ca3Zr2Fe2SiO12 - Ca3Ti2Fe2SiO12 a navrhli pro ni nzvy konc. len andradit kimzeyit schorlomit; Ringwood navrhoval ponechat nzev kimzeyit pro Ca3Zr2(Al2Si)O12 a Ca3Zr2Fe2SiO12 nazvat ferrikimzeyit

  • Y a HREE v grantechVprodnch grantech se me ve vym ne stopovm mnostv vyskytovat Y a HREE.

    ist ytriov grant tzv. ytrogrant Y3Al2Al3O12 (Yoder a Keith 1951) znm pod zkratkou YAG je vyrbn synteticky. Mezi dal granty vyrbn synteticky pat ytrium elezit grant (YIG), kter je siln magnetickGadolinium galiov grant Gd3Ga2Ga3O12 (GGG) Rozdlen vzcnch zemin mezi jednotliv minerly je funkc zejmna iontovho polomru - zvis na shod velikosti prvku svelikost koordinanho polyedru ve struktue minerlu. Granty bvaj nabohacen HREE a Y ve srovnn sLREE. Vdsledku vych obsah Y ne MREE a HREE v korovch horninch je Y u grantu, obvykle pevaujc prvek vzcnch zemin (Gramaccioli et al. 1999).

  • U metapelit obsahujcch xenotim a grant existuje siln teplotn zvislost obsahu Y vgrantu

    S rostouc T obsah Y vgrantu kles

    Na zklad tohoto funknho vztahu byl zpracovn i grant (YAG) xenotimov termometr

    K nejsilnjmu poklesu [Y]Grt dochz bhem grantov a staurolitov zny, sm souvis nejvt pesnost pi pouit tohoto termometru pro pelity metamorfovan za nich teplot

    Ve spodn grantov zn se obsahy Y vgrantu pohybuj kolem 4000 ppm, ve svrchn grantov zn kolem 1000 ppm avsillimanitov zn dosahuj piblin jen 150 ppmZvislost obsahu Y vgrantu na T. Vodorovn seky pedstavuj rozsah teplot pi stanoven koncentrac Y spesnost 100 ppm (Pyle a Spear 2000)

    Y a HREE v grantech

  • REE v grantech s rostouc metamorfzouChondritem normalizovan REE obsah v grantech. Pechod zleva doprava vyjaduje zmnu obsahu REE srostouc metamorfzou (Bea, Montero 1999)Srostouc metamorfzou se zvrazuje negativn Eu anomliegranty jsou bohat Sm, Gd, Tb, Dy a Ho vykazuj ploch a klesajc chondritem normalizovan model MREE a HREE

  • Y a HREE v grantechV grantech granit me obsah Y203 dosahovat a 2 hm.%; ojedinle i nkter HREE (Yb, Er) mou bt nad mez detekce EMP

    Mon vstup Y do struktury grantu:XY3+ TAl3+ XR2+ XSi4+XNa1+ XY3+ 2 XR2+

  • Pepoet chemickch analz grantu na vzorecObecn vzorec grantu je X3Y2(TO4)3 X = Mg, Fe2+, Mn2+, Ca, Na, Y, REE, ScY = Al3+, Fe3+, Cr3+, Ti4+, Mn3+, V3+, Zr4+ T = Si4+, Al3+, P5+, Fe3+, Ti4+

    Pepoet na 12 kyslkPepoet na 8 kation a rozpoet Fe2+ a Fe3+

    Nejprve vyeten pedpokldanch substitucNap. Y pozice: Al3+, Cr3+, V3+, Ti4+, Zr4+ a do pln pozice (2) doplnm Fe3+ T-pozice: Si4+, P5+, a dle Al3+ YAG, Al3+ Brl, Al3+ def do 3 kationX-pozice: zbytek Fe, kter jsme nedali do pozice Y, a ostatn kationy

  • Grafick znzornn chemismu grantuRozloen tetraedrTrojhelnkov graf

  • Grafick znzornn zonlnosti grantu

  • Zonlnost grantuGrsPrpAlmSps

  • ZONLNOST GRANTUDva zkladn typy zonlnosti:zonlnost rstovzonlnost difzn

    Zonlnost rstov je zena kontinulnmi anebo diskontinulnmi zmnami ve sloen okoln hmoty, kter dodv materil rostoucmu krystalu. Zkladn podmnkou pro vznik rstov zonlnosti je nzk objemov difze.

    Zonlnost difzn - pi n dochz ke vzniku nov zonlnosti u pvodn homogennho nebo zonlnho krystalu, vdsledku difze. Pi difzi dochz kvmn materilu mezi krystalem grantu a okolnmi minerlnmi zrny nejastji pomoc defekt vkrystalov mce vdsledku gradientu vchemickm potencilu. Uplatuje se zejmna pi zvyovn teploty nebo chladnut horniny a je tedy dleitm zdrojem informac o retrogrdnch procesech.

  • Rstov zonlnost - vznam frakn krystalizacePrincip frakn krystalizace lze snadno popsat na reakci chlorit + muskovit + kemen = grant + biotit + H2O.Minerln asociace schloritem, kemenem a muskovitem zane reagovat pi teplot T2 a zane rst grant a biotit vrovnovze schloritem. Jejich sloen odpovd prseku T2 a pslunch kivek. Srostouc teplotou bude chloritu ubvat a vechny fze se budou obohacovat hokem, jejich sloen se bude posouvat ve smru ipek. Vppad, e by dochzelo ke kompletn homogenizaci vech fz, systm by ml neustle stejn celkov sloen, jednalo by se o rovnovnou krystalizaci. Vtomto ppad by byl vechen chlorit zkonzumovn pi teplot T3 a reakce by pestala probhat. Vsledn grant by byl homogenn a jeho sloen by odpovdalo primrnmu chemickmu sloen systmu. Pokud materil opout systm nap. izolac materilu vjdrech minerl, kde ji neme dle reagovat, jedn se o frakn krystalizaci.

  • Progrdn zonlnost grantuTypick profil progrdn rstov zonlnosti grantu v dsledku frakcionace (Podle Stowella a Tinkhama)

  • Zonlnost pi okraji porfyroblastu grantuGranty metapelit asto vykazuj Mn obohacen okraje (obvykle zna do X0 mm) doprovzen bytkem Mg a Mg/(Mg + Fe) Tato zonlnost grant je typick ve vzorcch, kter vykazuj znaky retrogrdnch pochod: zatlaovn grantu chloritem Bhem chloritizace grantu je Mn re-inkorporovn do grantu zdvodu velice nzkho pomru Mn/(Mn + Fe) vchloritu a nzkch distribunch koeficientech Mn vjinch okolnch siliktech. Chlorit preferuje Mg a tedy vy pomr Mg/(Mg + Fe), vdsledku eho je grant ochuzovan o Mg Okraje grantu nevykazuj nabohacen na Ca, akoli do struktury chloritu nevstupuje. Ca uvolovan pi resorpci grantu vstupuje do struktury jinch minerl nap. plagioklasu.

  • Difzn zonlnostDifze pedstavuje transport materilu v dsledku gradientu chemickho potencilu, kter me bt dn buto gradientem v chemickm sloen systmu nebo teplotnm gradientem Lze rozliit difzi objemovou a intergranulrn (Brady 1975)Pi objemov difzi je materil transportovn prostednictvm bodovch defekt vkrystalov struktue Vppad intergranulrn difze dochz ktransportu materilu podl rozhran zrn nebo podl dislokac vkrystalech

    Vznam kad znich je siln zvisl na teplot Difze objemov je charakteristick pro granty ve ve metamorfovanch horninch (nad sillimanitovou izogrdu, piblin nad 650C) (Yardley 1977)Vgrantech ve metamorfovanch hornin dochz vdsledku post-rstov objemov difze, obvykle ve fzi chladnut horniny, khomogenizaci grant, ppadn ke zmn pre-existujc zonlnostiDifze intergranulrn probh za nich teplot (Freer 1981)

  • Difzn zonlnostObjemov difze Ca vgrantu je pomalej ve srovnn sobjemovou difz Mg, Fe a Mn zdvodu vtho iontovho polomru Ca (Chakraborty a Ganguly 1991).

    as potebn khomogenizaci grant je zvisl nejen na teplot, ale tak na fO2 a sloen grantu.

    V nkterch horninch tak meme najt kompletn homogenizovan men krystaly grant, avak vt zrna mohou mt ve svm jdru relikt dvj chemick zonlnosti.

  • Progrdn zonlnost grantu a difzn zonlnost pi okraji zrnaProgrdn metamorfn zonlnost grantu projevujc se poklesem Mn, Fe/(Fe+Mg) a nrstem Mg smrem od jdra k okraji zrna

    Zonlnost pi okraji porfyroblastu grantu zpsoben difzn vmnou mezi grantem a s nm sousedcm jinm Fe-Mg siliktem, nap. biotitem

  • Jin typy zonlnostiCa bohat mezikru - kompatibiln s konzumac njak vpnkem bohat fze bhem rstu grantu

    Oscilan zonlnost- Epizodick psun nkterho prvku nap. v magmatickch horninch i pi opakovan metasomatozze skarn- Kolsn PT podmnekSektorov zonlnost- Pednostn zabudovvn nkterho prvku v uritch krystalografickch smrech Kombinace oscilan a sektorov zonlnosti

  • Zonlnost Y a HREE v grantechDistribuce Y v grantu z metapelit grant-cordieritov zny New Hampshire (vrchol metamorfzy 700-730 C, 0.2-0.4 GPa). Obsah hlavnch prvk byl homogenizovn difz. Siln zonlnost Y odr rst grantu s rostouc T (550 -700C) (Pyle a Spear 1999)Zonlnost obsahu Y a HREE zstv uchovna i u siln metamorfovanch grant, na rozdl od zonlnosti hlavnch kation, kter bvaj kompletn homogenizovny, vdsledku jejich vych difznch rychlost.

  • Zonlnost Y a HREE v grantechZonlnost Y a HREE vgrantu je ovlivnna vrazn nktermi akcesorickmi minerly jako nap. apatit, xenotim, monazit a zirkon. Vhorninch metamorfovanch vgranulitov facii je charakteristick bytek mnostv apatitu, xenotimu. Apatit m vy rozpustnost vperaluminznch taveninch ne ostatn uveden akcesorick minerly. Xenotim je konzumovn bhem reakc pi nich vznik grant. Bhem rostouc metamorfzy vgranulitov facii jsou uvolnn Y a HREE zabudovvny do struktury grantu (Bea a Montero 1999), co me vst k nabohacen Y v okrajov zn grantu

  • U nkterch grant staurolitov zny se vyskytuj prstence se zvenmi obsahy Y Tyto prstence indikuj staurolitovou izogrdu, pi n dochz ke konzumaci grantu bhem rstu staurolitu vAl-chudch metapelitech a nsledn rst grantu po zkonzumovn chloritu, vdsledku eho ji reakce vzniku staurolitu neprobh. Grant zakoncentrovv prvky vzcnch zemin zresorbovanho grantu, kter potom vytv prstenec nabohacenn tmito prvkyDistribuce Y v grantech z metapelit staurolitov zny, koncentrace uvedeny v ppm (Pyle a Spear 1999). Zonlnost Y a HREE v grantech

  • Grant v metamorfovanch horninchGrant vmetapelitech Grant pat spolen schloritem, biotitem, staurolitem, kyanitem, sillimanitem a cordieritem mezi dleit indexov minerly vmetapelitech. Grant je charakteristick minerl zejmna pro tzv. barroviensk typ metamorfzy (stedn pomr P/T). Vznik grantu pi metamorfze typu Buchan (nzk pomr P/T) je siln ovlivnn chemickm sloenm horniny. Pi nzkch tlacch za nich metamorfza typu Buchan probh, nemus probhnout reakce vzniku grantu, nebo nezashne pole sloen horniny, ke vzniku grantu dojde jen vFe-bohatch horninch nebo je-li vhornin CaO a MnO (Konopsek et al. 1998). Pi vysokotlak (alpinsk, vysok pomr P/T) ) metamorfze vznik grant bohat pyropovou komponentou.

  • Grant v metapelitech (pevn Konopsek et al. 1998)Grantov a staurolitov znaPrvn reakc, kterou se vKFASH systmu objevuje grant je reakce Fe-chloritoid + annit = almandin + muskovit + H2O Ve vtin pelit vak tato reakce neprobhne, je omezena na sloen hornin svelmi vysokm obsahem Fe. Ve vtin Al-chudch metapelitech (systm KFMASH) vznik grant reakc (Konopsek et al. 1998)chloritoid + biotit + H2O = grant + chloritVidealizovanm KFMASH systmu bude dle probhat kontinuln reakce chlorit + muskovit + kemen = grant + biotit + H 20za vzniku grantu (Mezger et al. 2001). V relnm horninovm systmu vak tato reakce me probhat i za nich teplot a okolo 440C. V ppad, e je v hornin ptomen epidot, me grant rst i na kor epidotu reakc (Mezger et al. 2001)chlorit + muskovit + epidot + kemen = grant + biotit + plagioklas + H20

    Vznik prvnho grantu vhornin je siln zvisl na celkovm chemickm sloen horniny, zejmna na obsahu MnO a CaO. Proto vternu je grantov izogrda asto nepravideln.

  • Grant v metapelitech (pevn Konopsek et al. 1998)Grantov a staurolitov znaAsociace grant + chlorit (+ muskovit + kemen) je vmetamorfovanch pelitech stednho stupn velmi rozen. Pole stability tto asociace vsystmu KFMASH je vak znan omezen. Grant vtomto systmu vznik pi teplot kolem 520C (Spear a Cheney 1989), ale ji pi zven teploty zhruba o 20C se grant a chlorit vAl-chudch metapelitech rozpad za vzniku staurolitu a biotitu.grant + chlorit = staurolit + biotit + H2O grant + chlorit + muskovit = staurolit + biotit + kemen + H2OTmito reakcemi se objevuje prvn staurolit vAl-chudch metapelitech -staurolitov izogrda Velk rozen zmiovan asociace sgrantem je pedevm ovlivnno vysokou frakcionac Mn grantem. Pokud je vsystmu ptomen MnO, vstupuje do grantu a sniuje teplotu reakce pi n grant vznik a na 440C a reakci, kter grant a chlorit konzumuje za vzniku staurolitu posouv do vych teplot. Ob reakce tedy zvtuj pole stability grantu se zvyujcm se obsahem spessartinov molekuly vgrantu.

    Podobn inek na stabilitu grantu jako MnO m i vstup CaO do grantu, zde je vak situace komplikovanj zdvodu vstupu CaO i do jinch minerlnch fz.

  • Srovnn stability grantu vsystmu KFMASH a MnNCKFMASH, rafovan je znzornna stabilita fz Al2SiO5, podle Tinkhama et al. (2001).

  • Grant v metapelitech (pevn Konopsek et al. 1998)Sillimanitov a cordieritov zna

    Rst grantu vsillimanitov zn je asto zen reakc (Pyle a Spear 1999) biotit + sillimanit = grant + muskovitCordierit se vhorninch vsystmu KFMASH pi barroviensk metamorfze obvykle objev po probhnut reakce biotit + sillimanit = grant + cordierit + H2OVppad nzkotlak metamorfzy vznik cordierit dve ne sillimanit terminln reakc chlorit = cordierit + biotit + andalusit

    Vobou tchto metamorfnch znch je grant bn vhorninch ptomen.

  • Grant v metapelitech (pevn Konopsek et al. 1998)Sillimanitov a cordieritov znaZonlnost grant sillimanitov a cordieritov zny: zvonovit Mn profil nen ptomn. Zejmna mal granty jsou nezonln, vt granty vnkterch ppadech vykazuj slab i silnj zonlnost projevujc se poklesem Mn od jdra kokraji zrna, doprovzenm nrstem Fe a pomru Fe/Mg (Wodsworth 1977, Anderson a Olimpio 1977, Tracy 1982). Tato zmna vchemickm sloen na profilu grantu srostoucm stupnm metamorfzy je asto doprovzen bytkem mnostv inkluz Vznik nezonlnch grant lze vysvtlit: 1) rstem nezonlnch grant - rst za dostaten vysokch teplot nutnch pro re-ekvilibraci grant difz2) homogenizac pvodn zonlnch grant difz - rst grant za teplot, pi nich difze nen inn, ale poslze dojde k nrstu teplot, kter umon homogenizaci pvodn zonlnch grant difz

  • Grant v metapelitechHomogenizaci grantu na zklad sloen ilmenitovch inkluz vcordieritov zn prokzal Wodsworth (1977).

    Pedpokldal, e inkluze ilmenitu vznikaly v rovnovze se sloenm okolnho hostitelskho grantu.

    Na zklad pedpokladu rovnovnho sloen grantu a ilmenitovch inkluz spotal zpomru Mn/(Mn + Fe) vilmenitech pvodn sloen zonlnho grantu ped homogenizac. Obsah jednotlivch kation na profilu grantem ped a po homogenizaci (Wodsworth 1977).

  • Grant v horninch metamorfovanch v granulitov faciiGranulity vznikaj zrznch protolit: metamorfzou granitoid i pelit vgranulitov facii vznikaj svtl felsick granulity metamorfzou mafickch hornin tmav mafick granulity Grant je charakteristick jak pro felsick granulity, tak pro vysokotlak mafick granulitySloenm granty granulit odpovdaj pyrop-almandinm s obsahem pyropov komponenty vnkterch ppadech a 50 mol %. Dle asto obsahuj zven obsahy grosulrov komponenty (a 25 mol % Grs).

    Granty granulit jsou obvykle homogenn, bez zonlnosti Homogenizace grantu je zpsobena objemovou difz hlavnch kation ve vysokch teplotch, ktermi tyto horniny proly. Ke kompletn homogenizaci grant postauje piblin as kolem 1 Ma strven ve vysokoteplotn granulitov facii (O'Brien 1999).

  • Grant v horninch metamorfovanch v granulitov faciiBhem fze isotermln dekomprese granulit dochz vnkterch ppadech kvvoji zonlnosti projevujc se poklesem Ca kompenzovan nrstem Fe a Mg u okraje zrna Vznik tto zonlnosti vysvtluje O'Brien (1999) nkolika monmi reakcemi:Alm-Grs (z grantu) + rutil = anortit (v ivci) + ilmenit + kemen Grs (z grantu) + kyanit + kemen = anortit (v ivci)Grs (z grantu) + kyanit = anortit (v ivci) + korund

    Pro vechny tyto reakce je spolen vznik anortitov molekuly na kor grosulrov komponenty zgrantu

    Typick dekompresn zonlnost grantu z granulitu (O'Brien 1999)

  • Grant v termometrii Termometry zaloen na kationtov vmn (Grt-Bt, Grt-St, Grt-Cdr): nap. pro grant-biotitFe3Al2Si3O12 + KMg3AlSi3O10(OH)2 = Mg3Al2Si3O12 + KFe3AlSi3O10(OH)2Pyrop + Annit = Almandin + Flogopit

    Prvn byl kalibrovn Thompsonem (1976): TC = (2740 + 23.4P)/(ln KD + 1.56) - 273 kde KD = (Fe/Mg)Grt/(Fe/Mg)Bt a P je tlak v kilobarech

  • Grant v termometriiNov konstrukce tzv. pseudosekc - Thermocalc a Perplex

    Pseudosection created by THERMOCALC for comparison with Perplex results

  • Grant v magmatickch horninchGrant pestavuje bnou akcesorii vmagmatickch horninch.

    Vyskytuje se ve tech odlinch paragenezch: minerl krystalizujc vpozdnch stdich vvoje magmatu vgranitickch aplitech a pegmatitechprimrn krystalizujc vnkterch vpenato-alkalickch granitech a nhodn xenokrysty vdsledku kontaminace magmatu okolnmi horninami nap. rulamiGrant magmatickch hornin je obvykle zady almandin-spessartin

    astji jsou granty popisovan zhornin plutonickch a ilnch, ale nejsou dnou vjimkou vskyty grant i ve vulkanitech.

  • Granitick pegmatity a aplityVrmci pegmatitovho tlesa vak jeho distribuce znan kols, ale me bt vyvinut ve vech texturnch pegmatitovch znch a vrznch minerlnch asociacch. Chemick sloen grant zpegmatit studovala ada autor nap. Clarce (1981), Manning (1983), Baldwin a Knorring (1983), Novk (1988) . A 95% vech grant zpegmatit a granit je zady almandin-spessartin (Baldwin, Knorring 1983). Obsah ostatnch grantovch komponent je obvykle velice nzk a to zejmna u grant svysokm obsahem spessartinov molekuly. Vysok obsahy grosulrov komponenty (a 31,2%) vgrantech pegmatit popisuje Novk (1988), povauje je za primitivn pegmatoidn horniny vznikl pi metamorfn diferenciaci, na co poukazuje jejich geologick pozice, jednoduch minerln asociace srovnateln sokolnmi metamorfovanmi horninami a podobn sloen grant vpegmatitech a okolnch metamorfovanch horninch pkrov Vysok hole.

  • Granitick pegmatity a aplityObsah spessartinov komponenty vzrst se stupnm diferenciace pegmatitu, obvykle tedy je nejni vokrajovch znch pegmatitu a smrem do jdra jeho obsah stoupNevy obsah spessartinov komponenty je vextrmn diferencovanch pegmatitech sLi, Cs, Ta-mineralizac (Baldwin, Knorring 1983). Napklad valbitov zn litnhopegmatitu West Suk v Keni obsah spessartinov komponenty dosahuje a 96,2%Vokrajovch znch pegmatit me bt jen nkolik procent spessartinov molekuly. Tento vvoj chemickho sloen grantu vgranitoidnch horninch souvis se zakoncentrovvnm Mn2+ vtavenin v dsledku jeho vtho iontovho polomru ve srovnn sFe2+, magmatick vvoj je tedy charakterizovn zvyujcm se pomrem Mn2+/Fe2+. Almandin-spessartiny zpegmatit a aplit jsou asto zonln. Nejastji se zonlnost projevuje nrustem spessartinov komponenty ve smru od jdra kokraji zrna kompenzovan zejmna poklesem almandinov komponenty.

  • Granity, granodiority, diorityNejastji vleukorktnch peraluminickch granitech, vzcnji i v granodioritech akemennch dioritech

    Sloenm se jedn obvykle rovn o granty zady almandin-spessartin, ve srovnn sgranty pegmatit vak bv obsah spessartinov komponenty obvykle ni

    Charakter zonlnosti je rovn srovnateln sgranty pegmatit a aplit.

  • Vulkanity

    Vandezitech, dacitech, ryolitech

    Jedn se asto o almandiny se zvenm obsahem spessartinov komponenty (2-10 mol.% spessartinu)Ve srovnn sgranty aplit a pegmatit jsou vak spessartinem chud.

    Vnkterch ppadech tyto granty pochz zkontaminace okoln horninou, jako nap. vdacitech Cerro Hoyazo (panlsko), kde granty vdacitech (Alm78Prp11Sps5And6) maj stejn sloen jako granty zxenolit biotit-sillimanitickch rul (Zeck 1968 in Deer et al. 1997)