Výzkumný tým deformace litosféry

Zaměstnanci

Doc. Mgr. Ondrej Lexa, Ph.D.

Vedoucí týmu LDRG

Strukturní geologie, tektonika, kvantitativní analýza deformace hornin, numerické modelování

​

Doc. RNDr. Petr Jeřábek, Ph.D.

strukturní geolog

Strukturní geologie, deformační mikrostruktury, reologie hornin

​

Mgr. Martin Racek, Ph.D.

vědecký pracovník

Metamorfní petrologie, termodynamické modelování, provoz laboratoře skenovací elektronové mikroskopie a mikroanalýzy

​

Prof. RNDr. František Hrouda, CSc.

geofyzik

Anizotropie magnetické susceptibility, strukturní geologie

​

Mgr. Vít Peřestý, Ph.D.

odborný asistent

Strukturní geologie, metamorfní petrologie

​

Ph.D. studenti

Výzkumné zaměření

• Reologie orogenní litosféry a její vliv na dynamiku kontinentální deformace
  • Strukturní analýza, petrologie a geochronologie deformačních staveb v orogenních zónách
  • Mechanické důvody vzniku suprastruktury a infrastruktury, lokalizace deformace
• Mikrostrukturní a texturní analýza geomateriálů
  • Definice vztahu mikrostruktury k teplotě a tlaku za pomoci kombinace studia mikrostrukturních a texturních charakteristik s numerickými modely kinetiky růstu a nukleace
  • Využití kvantitativní mikrostrukturní analýzy metamorfovaných hornin v kombinaci s moderní termodynamikou a petrologii pro určení absolutního časového měřítka metamorfních procesů
  • Řešení problému popisu 3D distribuce minerálních zrn v geomateriálech, jako klíčového faktoru pro problematiku mechanických vlastností geomateriálů, piezometrie, krystalizace magmatických hornin apod.
  • Charakteristika vlivu napětí a deformace na kinetiku metamorfních reakcí

Vybavení

• studium deformačních textur minerálů – EBSD
• kvantitativní mikrostrukturní analýza – polyLX
• optické metody studia přednostní orientace minerálů – CIP

Výzkumné granty

EXPRO GAČR 17-19-27682X - Hlavní mechanismy periferálního kontinentálního růstu během superkontinentálního cyklu (2019-2023)

Růst východní Pangei zahrnuje tři kontrastní orogenní cykly: 1) Bajkalský cyklus tvořený akrecí peri-Rodinských kontinentálních a Mirovoiských a Panthalasských oceánských fragmentů k Sibiřskému okraji (570-540 Ma) následované extenzním HT přepracováním, růstem magmatického oblouku, akrečního systému a intraoceánské pánve (520-470 Ma). 2) Altajský cycklus je charakterizovaný ztluštěním, syn-extenzním přetavením akrečního klínu a otevřením Mogol-Ochotského oceánu (420-380 Ma). Cyklus je ukončen (370-340 Ma) růstem migmatitových dómů, násuny intraoceánských ofiolitů a relaminací tavené kůry. 3) Paleotethydní cyklus (300-220 Ma) je reprezentovaný oroklinálním ohybem hybridní oceánské litosféry. Bajkalský cyklus je výsledkem postupující a ustupující subdukce Panthalaského oceánu. Altajský cyklus je pravděpodobně výsledkem dynamického postupování a ustupování subdukující horké interní oceánské desky pod externí litosféru. Tato, horká a měkká a litologicky hybridní litosféra je posléze zkrácena mezi čelistmi Sibiře a Severní Číny a inkorporován do srdce superkontinentu Pangea. Cíli projektu jsou 1) Charakterizovat kontrastní orogenní cykly pomocí multidisplinárních přístupů. 2) Pochopit a modelovat mechanismy tvorby hybridní oceánské litosféry vzniklé subdukcí interního horkého oceánu pod externí kompozitní litosféru. 3) Navrhnout model inkorporace této litosféry do srdce superkontinentu.

GAČR 17-17540S - Kontrastní mechanizmy růstu superkontinentu Pangea: nový pohled na tvorbu kontinentální kůry (2017-2019)

Od konce proterozoika až po perm existovaly na periferii paleo-pacifického oceánu rozsáhlé akreční orogenní systémy. Ve stejné době se vyvíjel obří středo-Asijský orogenní pás (CAOB) v oblasti SV okraje superkontinentu Pangea. Tento orogen tak vykazuje znaky jak periferních tak i interních orogenních systémů. V tomto projektu navrhujeme, že předchůdce CAOB se nejprve vyvinul na periferii paleo-Pacifiku, avšak byl později přesunut do vnitřních oblastí Pangejské domény, kde byl nakonec vrásněn a zkrácen mezi čelistmi Sibiřských a severo-Čínských štítů. Navrhujeme multidisciplinární přístup abychom charakterizovali konečnou orogenní architekturu mongolské části CAOB a definovali hraniční podmínky a období akrečních a kolizních cyklů. Pokoušíme se pochopit vývoj a redistribuci orogenní spodní kůry během postupující a ustupující subdukce a následného oroklinálního vrásnění za pomoci geofyziky a analogového/numerického modelování. Cílem projektu je vytvoření modelu kontinentálního růstu na příkladu superkontinentu Pangea charakterizováním: 1) primárních oceánů tvořících CAOB, 2) časových měřítek a mechanismů jejich transferu do "interní" kontinentální pozice a 3) procesů jejich transformace v zralý kontinent.

GAČR 17-22207S - Role zděděné architektury kontinentálního okraje na ranně Variskou konvergenci (2017-2019)

Zděděná architektura kontinentálních okrajů determinuje následné kolizní procesy a výslednou strukturu kolizních pohoří. Klasické hyper-extendované kontinentální okraje Atlantského typu se zásadním způsobem liší od ztenčených okrajů západo-Pacifického typu, které se vyznačují masivním tavením kůry, intruzemi velkých objemů mafických magmat a HT-LP metamorfózou. V tomto projektu se zabýváme Pacifickým typem horkého kontinentálního okraje, který se během Ordoviku etabloval podél severního okraje Gondwany a byl posléze začleněn do Devonského subdukčně-kolizního orogenního klínu dochovaného na západním okraji Českého Masivu. Při řešení tohoto projektu využíváme multidisciplinárního přístupu, který kombinuje geologické a geofyzikální metody umožňující charakterizovat architekturu tohoto specifického orogenního systému a numerické modelování.

GAČR 14-25995S - Nový pohled na diverzitu granitů z hlediska procesů migrace taveniny mezi zdrojem a plutonem (2014-2016)

Parciální tavení v kůře vede ke vzniku granitů které jsou velice variabilní jak ve složení tak i v možnosti generovat zdroje nerostných surovin nebo způsobovat explosivní vulkanické erupce. Variabilita takto vzniklých granitů je kontrolována množstvím navzájem si konkurujících a překrývajících se procesů. Ačkoliv pozdní, svrchně korové magmatické procesy jsou hojně studované, velice málo je známo o tvorbě magmat v hloubce a procesech probíhajících během jejich transportu do svrchní kůry. Nepřímá pozorování nebo interpretace založené na malém množství dat vedou často k nepodlozeným spekulacím a kontroverzním závěrům. Tento projekt si klade za cíl lépe pochopit rannou historii vzniku granitických magmat od doby jejich vzniku v hloubce do doby jejich transportu do magmatických komor ve svrchní kůře.

GAČR 14-15632S - Dynamika migrace tavenin a deformace hornin ve spodní kůře orogenů (2014-2016)

Cílem navrhovaného grantu je pochopení mechanismů deformace a porézního toku taveniny v prostředí orogenní felsické spodní kůry během kontinentální kolize. Tyto procesy mají mimořádný význam pro vývoj architektury a dynamiku kolize orogenů, ve kterých se natavené horniny orogenní „infrastruktury“ mobilizují vlivem deformačních gradientů a vystupují podél sutur kolidujících bloků. Procesy změkčení taveninou a transportu taveniny v infrastruktuře orogenu budou studovány z mikrostrukturního a petrologického záznamu na příkladu anatektických ortorul oherského krystalinika a na jedinečné kolekci vzorků z orogenu Coast Mountains v Kanadě. Úspěšný výsledek této studie vyžaduje provázanost metod strukturního mapování, termodynamického modelování, komplexního mikrostrukturního výzkumu, geochemických analýz a datování zirkonových a monazitových krystalů.

GAČR 13-16315S - Prográdní metamorfóza, korové ztluštění a spodnokorový tok: nový koncept budování kořene variského orogenu (2013-2016)

Projekt je zaměřen na studium mechanismů korového ztluštění a redistribuce spodní kůry v Českém Masivu prostřednictvím řešení tři základních otázek: 1) Jak může byt rozeznán metamorfní záznam korového ztluštění od subdukčního záznamu? 2) Jaká jsou časová měřítka subdukce, ztluštění suprastruktury a laterální redistribuce infrastruktury? 3) Co řídí horizontální redistribuci infrastruktury? První dvě otázky jsou řešeny pomocí petrologie, Ar–Ar geochronologie a strukturní analýzy Tepelsko-Barrandienské jednotky a pomocí konstrukce prográdních metamorfních gradientů HP granulitů a rul, Lu–Hf, a Sm–Nd datováni granátů a U–Pb datování zirkonových inkluzí v Moldanubické jednotce. Třetí otázka je řešena mapováním zirkonových stáří v granulitových masivech, modelováním rozpouštění a krystalizace zirkonu a kvantitativní petrologickou analýzou interakcí HP granulitů, eklogitů a peridotitů. Mechanické propojení mezi supra- a infrastrukturou během korového ztluštění a spodněkorového toku bude charakterizováno pomocí numerického modelování.

GAČR 205/09/0539 - Vnitřní deformační stavba a reologie orogenních peridotitů a okolních krustálních hornin (2009-2012)

Projekt byl zameřen na stanovení geometrie a kvantifikaci interní deformační stavby vybraných těles svrchněplášťových hornin Českého masívu měřením mřížkových přednostních orientací olivínu, ortopyroxenu a klinopyroxenu, a jejich srovnání s vysokoteplotní stavbou v okolních horninách kontinentální kůry. Projekt navázal na dlouholeté terénní, petrologické a mikrostrukturní studie vysokoteplotních krustálních hornin interní orogenní zóny Českého masívu. Další detailní mikrostrukturní a petrologické studie byla zaměřena na lokality, kde taková data doposud chyběla. Nová data byla využita ke zhodnocení reologického vývoje a deformačního propojení svrchního plášte a kontinentální kůry během Variské orogeneze v Českém masívu a posloužila k vytvoření modelu vmístění peridotitových těles do kontinentální kůry (Kusbach et al., 2012; Maierová et al., 2012).

GAČR 205/09/1041 - Vývoj suprastruktury-infrastruktury v čase – role tranzientní reologie na dynamiku kontinentální tektoniky v Západních Karpatech (2009-2011)

Gemerská a veporská jednotka v centrálních Západních Karpatech představuje unikátní příklad tektonického vztahu suprastruktury a infrastruktury. Tato korelace vychází ze záznamu starších vzpřímených struktur gemerské suprastruktury (Lexa et al., 2003) vznikajících během korového ztluštění a mladších subhorizontálních struktur ve veporské infrastruktuře odpovídajících spodno-korovému duktilnímu toku (Jeřábek et al., 2007). Recentně bylo prokázáno, že duktilní tok paralelní s osou orogenu ve veporské infrastruktuře koreluje se záznamem prográdní metamorfózy ukazující teplotně-tlakový nárůst až 400 °C a 4 kbar (Jeřábek et al., 2008). V našem pojetí není duktilní tok ve veporské infrastruktuře asociován s termálním změkčením a exhumací veporské kůry, ale s metamorfně-reologickým změkčením veporika souvisejícím s přesouváním gemerské jednotky. V rámci tohoto projektu byla charakterizována role tranzientní reologie na dynamiku kontinentální tektoniky na příkladu křídové kolize v Západních Karpatech (Jeřábek et al., 2012).