E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení

Výzkumný tým metamorfní petrologie

Výzkumný tým metamorfní petrologie (MPRG - Metamorphic Petrology Research Group) sestává z vědecko-pedagogických pracovníků Ústavu petrologie a strukturní geologie a jejich post-graduálních studentů. Naším společným cílem je studium texturních a fázových vztahům mezi minerály metamorfovaných hornin. Za tímto účelem využíváme moderní metody výzkumu, zejména popis distribuce a chování prvků v minerálech během metamorfózy, geospeedometrii, termodynamické modelování a jiné. Výsledkem našeho bádání má být porozumění procesům vzniku a exhumace vysoko- až ultravysokotlakých hornin a geodynamice kolizních orogenních zón.

Hlavní témata výzkumu

 

Lidé

 

Shah Wali Faryad

Vedoucí týmu, profesor

Profesor petrologie

Fázové a texturní vztahy v metamorfních minerálech, UHPM horniny

​

František Hrouda

profesor

Profesor geofyziky

Anisotropie magnetické susceptibility v mafických a ultramafických horninách

 

Radim Jedlička  

vědecký pracovník

Operátor mikrosondy a elektronového mikroskopu   

Distribuce hlavních a vedlejších prvků v metamorfních minerálech   

 

Martin Racek

vědecký pracovník

Operátor mikrosondy a elektronového mikroskopu

Termodynamické modelování, HP a HT metamorfóza

 

Jan Kulhánek

Ph.D. student

Látková bilance prvků během metamorfních procesů, vysokotlaké horniny

 

Tereza Zelinková

Ph.D. studentka

Metasomatické a metamorfní procesy na kontaktu felsických a mafických litologií

 

Hezbullah Moiny

Ph.D. student

Vysoce metamorfované horniny Západního Hindu-Kushe

 

 

 

Vybavení

Členové našeho týmu jsou vedoucími laboratoří vybavených skenovacím elektronovým mikroskopem TESCAN Vega a elektronovou mikrosondou FEG-EPMA JXA 8530F od výrobce JEOL. Tyto přístroje umožňují načítání kvalitativních a kvantitativních analýz hlavních a vedlejších prvků v pevných substatních, stejně jako kompoziční mapování či pořizování snímků pomocí detektorů SE, BSE, CL, EBSD.

 

Výzkum

Exhumace UHP hornin v kolizních orogénech

Výsledky našeho výzkumu ze subdukčních a kolizních orogénů, zvlášť z Českého masívu, ukázaly, že korové horniny spolu s úlomky částečně zchladlého nadložního pláště (a) podléhají rekrystalizaci během subdukce do (U)HP podmínek (dráhy 1 a 1b v b). Exhumace těchto hornin (dráha 2 v b) je řízena edukcí nadnášejícího se krustálního materiálu a odlomením desky, které vede k vystoupení horkého pláště (c) a k přehřátí částečné exhumovaných (U)HP hornin (dráha 3 v b).

Vybrané publikace:

  • Faryad, S.W., Baldwin, S.L. Jedlicka, R. and Ježek, J. 2019. Two-stage garnet growth in coesite eclogite from the southeastern Papua New Guinea (U)HP terrane and its geodynamic significance. Contributions to Mineralogy and Petrology. doi.10.1007/s00410-019-1612-4.
  • Sizova, E., Hauzenberger, C., Fritz, H., Faryad, S.W. and Gerya, T. 2019. Late orogenic heating of (ultra)high pressure rocks: slab rollback vs. slab breakoff. Geosciences, 9(12), 499.
  • Faryad, S. W., Jedlicka, R., Hauzenberger, C. Racek, M. 2018. High-pressure crystallization vs. recrystallization origin of garnet pyroxenite-eclogite within subduction related lithologies. Mineralogy and Petrology, 112, 603-616. 
  • Faryad, S.W, Kachlík, V ., Sláma J., Jedlicka, R. 2016. Coincidence of gabbro and granulite formation and their implication for Variscan HT metamorphism in the Moldanubian Zone (Bohemian Massif), example from the Kutná Hora Complex. Lithos 264, 56-69.
  • Faryad, S.W., Žák, J. 2016. High-pressure granulites of the Podolsko complex, Bohemian Massif: An example of crustal rocks that were subducted to mantle depths and survived a pervasive mid-crustal high-temperature overprint. Lithos 246-247, 246-260.

 

Eklogity a ultra-vysokotlaké horniny Českého masívu

Většina eklogitů a UHMP hornin, jež se vyskytuje v kolizních orogénech, prošla re-ekvilibrací v ranulitové nebo amfibolitové facii a jejich prográdní minerální složení je přetištěno nízkotlakými asociacemi. Rychlý vývoj v mikro- a nanotechnologiích nám umožňuje studovat pevné a fluidní inkluze a reakční textury. Díky tomu jsme schopni rekonstruovat před-granulitový (amfibolitový) vývoj hornin zavlečených do subdukčních zón nebo vynořených z plášťových hloubek. Český masív je jednou z nejlépe prostudovanou oblastí variského kolizního orogénu. Čočky a budiny eklogitů a plášťových peridotitů se zde nachází v různých litotektonických jednotkách. UHP podmínky byly potvrzeny pouze pro některé z nich, ale minerální textury a termodynamické modelování naznačuje, že většina těchto hornin prošla subdukčními procesy během svého vývoje. Náš výzkumný tým se zaměřuje na výzkum pevných inkluzí a jejich produktů za účelem sledování teplotně-tlakové historie těchto hornin.

Vybrané publikace:

  • Faryad, S. W., Jedlicka, R., Perraki, M., 2019. Apatite with lamellae of sulfide and other phases in UHP eclogites from Nové Dvory, Moldanubian Zone, Czech Republic; are they formed in open system? Mineralogical Magazine, 83-1, 95-105; 1-22. doi:10.1180/mgm.2018.146; IF = 1.744​
  • Faryad, S. W., Jedlicka, R., Hauzenberger, C., Racek, M., 2018. High-pressure crystallization vs. recrystallization origin of garnet pyroxenite-eclogite within subduction related lithologies. Mineralogy and Petrology, 112, 603-613; https://doi.org/10.1007/s00710-018-0557-z. IF = 1.236​
  • Jedlicka, R., Faryad, S. W., 2017. Felsic granulite with layers of eclogite facies rocks in the Bohemian Massif; did they share a common metamorphic history? Lithos, 286-287, 408-425. DOI: 10.1016/j.lithos.2017.06.027; IF = 3.677​
  • Faryad, S. W., Kachlík, V., Sláma, J., Jedlicka, R., 2016. Coincidence of gabbro and granulite formation and their implication for Variscan HT metamorphism in the Moldanubian Zone (Bohemian Massif), example from the Kutná Hora Complex, Lithos, 264, 56-69. DOI: 10.1016/j.lithos.2016.08.005; IF = 3.723
  • Jedlicka, R., Faryad, S. W., Hauzenberger, C., 2015. Prograde metamorphic history of UHP granulites from the Moldanubian Zone (Bohemian Massif) revealed by major and Y+REEs zoning in garnets. Journal of Petrology, 56, 2069-2088. DOI: 10.1093/petrology/egv066; IF = 3.768​
  • Faryad, S.W.  2012. High-pressure polymetamorphic garnet growth in eclogites from the Mariánské Lázně Complex (Bohemian Massif). European Journal of Mineralogy, 24, 483–497.
  • Faryad, S.W., 2011. Distribution and geological position of high-/ultrahigh-pressure units within the European Variscan Belt: a review, in: Dobrzhinetskaya, L., Faryad, S.W., Wallis, S., Cuthbert, S. (Eds.), Ultrahigh Pressure Metamorphism: 25 Years After the Discovery of Coesite and Diamond, Elsevier, p. 361–397.
  • Faryad, S. W., Jedlička, R., Ettinger, K., 2013. Subduction of lithospheric upper mantle recorded by solid phase inclusions and compositional zoning in garnet: example from the Bohemian Massif. Gondwana Research, 23, 3, 944-955.

 

Petrologické aspekty spojené s částečným tavením granitických hornin v (U)HP podmínkách

Studium vysoce metamorfovaných metagranitoidů z oháreckého krystalinika (hranice saxoturingika a tepelsko-barrandienské oblasti českého masivu) odhalilo záznam prográdní metamorfózy spojené s narůstajícím parciálním tavením z podmínek střední kůry to ultra-vysokých tlaků a ukázalo některé důležité vztahy mezi zaznamenaným tlakem a obsahem minoritních prvků v granátu. Metamorfní stavba přítomných litologií je charakterizována přítomností monominerálních pásků, kdy se střídá křemen, K-živec, plagioklas a slídy s granátem. Páskovaná textura graduálně přechází do jemnozrnného homogenního granofelsu a granulitu, které jsou charakterizovány ztrátou páskování a mícháním fází. Granofels obsahuje zvýšený obsah bílé slídy ve srovnání s páskovanou ortorulou, zatímco obsah biotitu se snižuje. Granulity obsahují "suchou" minerální asociaci bez muskovitu ale s kyanitem. Petrologické studium ukazuje záznam nárůstu metamorfních podmínek indikovaný především: 1) nárůstem obsahu Si v muskovitu spojeným s úbytkem biotitu, 2) přítomnost granátů s vysokým obsahem Na a P, 3) přítomnost coesitu v granátech s vysokým obsahem Na-P. Tyto charakteristiky jsou konzistentní se záznamem nárůstu podmínek z 680°C a 10 kbar do cca 1000°C a 30 kbar. Dále pak pozorování potvrzuje, že Na-P substituce v granátu může být indikátorem (U)HP podmínek.

Vybrané publikace:

  • Závada P, Schulmann K, Racek M, Hasalová P, Jeřábek P, Weinberg RF, Štípská P, Roberts A (2018): Role of strain localization and melt flow on exhumation of deeply subducted continental crust. Lithosphere, 10 (2): 217-238, DOI: 10.1130/L666.1

 

Hmotnostní bilance a zonalita hlavních a stopových prvků v atolových granátech eklogitové facie

Studované granáty pocházejí ze vzorků metamorfovaných hornin eklogitové facie z centrální části Krušných hor (saxothuringikum, Český masiv). Pomocí kompozičního mapování a profilů zrny granátu jsme rozlišili dvě části, starší (I) a mladší granát (II). Starší granát I, vyskytující se v jádru a plášťové části zrn, obsahuje vyšší zastoupení Ca a Mn a nižší Mg a Fe než granát II, který roste hlavně na okrajích granátu nebo nahrazuje granát I ve střední části. Zrno granátu s nahrazeným středovým granátem I jinými minerály tvoří atolovou texturu. Podle Faryada et al. (2010) vznikly atolové granáty za infiltrace fluid, přičemž docházelo k výměně prvků mezi starším granátem I a minerály základní hmoty během prográdního vývoje v podmínkách eklogitové facie. Pro ověření této myšlenky byly analyzovány stopové prvky (zejména Y a REE), které mají velmi nízké difúzní koeficienty a jsou vysoce kompatibilní v granátu (Spear a Kohn, 1996; Carlson, et al. 2014). Látková bilance Y+REE v granátu I a II byla vypočtena pro samostatná granátová zrna i pro větší pole v rámci výbrusu, obsahující vysoký počet granátových zrn, za účelem získání reprezentativního obsahu prvků vztaženého k procentuálnímu objemu granátu I a II. Vypočtené množství uvolněného Y+REE (hlavně Y+HREE) z rozpuštěného granátu I odpovídá počtu těchto prvků v mladším granátu II.

 

 

Záznam metamorfních a metasomatických procesů na kontaktu felsických a mafických litologií v HT podmínkách

Kontakt felsických granulitů s granátickými pyroxenity je v některých případech doprovázen výskytem mafických a intermediálních granulitů. Podobnost granátických pyroxenitů s mafickými granulity a felsických granulitů s intermediálními granulity v jejich chemickém složení, minerálním zastoupení a P-T vývoji naznačuje, že tyto hybridní horniny vznikly díky metasomatickým a metamorfním interakcím mezi chemicky kontrastními litologiemi. Fluida pocházející z felsických granulitů mohly modifikovat okolní granátické pyroxenity, což se projevuje výskytem K-nabohacené sítě, která je přítomna podél hranic zrn, vznikem specifické symplektitické textury tvořené plagioklasem, ortopyroxenem a klinopyroxenem a prorůstání plagioklasu granátem a to především podél okrajů granátu. Fluida pocházející z granátických pyroxenitů mohou modifikovat felsické granulity na intermediální granulity, což je charakterizováno přítomností ortopyroxenu v matrix a rozpadem kyanitu na směs korundu a klinozoisitu s granátovým lemem. Výsledky termodynamického modelování ukazují, že granátické pyroxenity a mafické granulity prodělaly izotermální dekompresi z 25 kbar a 900 °C do 10 kbar. Felsické a Intermediální granulity prodělaly dekompresi při zvýšení teplot z podmínek 13–16 kbar a 800 °C do podmínek 6–11 kbar a 900–1000 °C.

 

Jurská meliatská zóna (Západní Karpaty)

Meliatská zóna s ofiolity a horninami facie modrých břidlic se nachází podél tektonicklé zóny mezi panonskou pánví a Západními Karpaty. Ta byla vytvořena ve triasu uzavřením meliatsko-hallstattské oceánské pánve, jež náležela k Tethys. Modré břidlice zde tvoří izolovaná tělesa překrývající podložní jednotky a vytvářejí tak tektonické bloky spolu se slabě metamorfovanými sedimenty. HP/LT horniny jsou zastoupeny mramory s čočkami a vrstvami metabazitů a fylitů. Jsou zde přítomny také zbytky podložních hornin amfibolitové facie, nyní přetištěné metamorfózou ve facii modrých břidlic. Indexové minerály facie modrých břidlic v metabazitech jsou glaukofán, epidot, albit, fangit a vzácně paragonit, granát a sodný pyroxen s obsahem jadeitové komponenty až 70%. Pelitické horniny mohou navíc obsahovat chloritoid. Geochronologická data ukazují středně jurský věk pro metamorfózu ve facii modrých břidlic a svrchno jurský věk pro slabě metamorfovanou mélanž základní hmoty.

Vybrané publikace:

  • Faryad, S.W. and Frank, W. 2011. Textural and age relations of polymetamorphic rocks in the HP Meliata Unit (Western Carpathians). Journal of Asian Earth Sciences, 42, 111-122
  • Faryad, S.W. and Henjes-Kunst, F. (1997): K-Ar and Ar-Ar age constraints of the Meliata blueschist facies rocks, the Western Carpathians (Slovakia). Tectonophysics, 280, 141-156.
  • Faryad, S.W (1995b): Phase petrology of mafic blueschists of the Meliata Unit (West Carpathians)-Slovakia. J. metamorphic Geol, 13, .432-448.
  • Faryad, S.W. (1995a): Low-grade high-pressure metapelites and metapsammites of the Meliata Unit (West Carpathians) - Slovakia. Eur.J. Mineralogy, 7, 57-74.

 

Xenolity v metagranitech údolí Panšíru (západní Hindu-Kush)

Západní Hindu-Kush je zhruba 220 km dlouhý horský segment táhnoucí se východo-západně a pokračující přes Centrální a Východní Hindu-Kush až ke Karakoramu. Na východě je ohraničen panšírským zlomem a na západě zlomem Bamiyan–Shibar. Odkryté horniny jsou především proterozoické a spodně paleozoické horniny středního až nízkého stupně metamorfózy. Do nich jsou vmístěny plutony granitového až granodioritového složení. V jižní části Západního Hindu-Kushe byly popsány čtyři různé metamorfní události. Na základě porovnání podložních jednotek a karbonských příkrovů bylo určeno, že první dvě metamorfní události (facie amfibolitová a zelených břidlic) jsou proterozoického, respektive před-karbonského stáří. Třet metamorfní událost byla popsána na triasových a křídových granitických horninách panšírského údolí blízko kontaktu s kábulským blokem. Metamorfóza proběhla v podmínkách amfibolitové facie. Čtvrtá událost je eocenního stáří a dosáhla maximálně podmínek amfibolitové facie. Cílem našeho výzkumu je objasnit původ xenolitů a efekt granitového magmatu na jejich minerální sukcesi. Předběžné výsledky říkají, že metamorfóza v amfibolitové facii měla minimální efekt na změny v texturách a minerálních složeních.

Vybrané publikace:

  • Faryad, S.W., Collett, S., Finger, F. Sergeev, S.Čopjaková, R., Siman, P. 2016. The Kabul Block (Afghanistan), a segment of the Columbia Supercontinent, with a Neoproterozoic metamorphic overprint. Gondwana Research, 34, 221-240.
  • Collett, S. and Faryad, S.W.  2015. Pressure–temperature evolution of Neoproterozoic metamorphism in the Welayati Formation (Kabul Block), Afghanistan. Journal of Asian Earth Sciences, 111, 698-710.
  • Collett, S., Faryad, S.W. Mosazai, A.M. 2015. Polymetamorphic evolution of the granulite-facies Paleoproterozoic basement of the Kabul Block, Afghanistan. Mineralogy and Petrology, 109, 463-484.
  • Faryad, S.W., Collett, S. Petterson, M., Sergeev, S.V. 2013. Magmatism and metamorphism linked to the accretion of continental blocks south of the Hindu Kush, Afghanistan. Lithos, 175–176, 302–314.

 

Akce dokumentů