Abstract
Acidic metavolcanites from vicinity of Táborské skály in Zlaté Hory Ore District (Silesia, Czech Republic) were identified as metamorhosed equivalents of rhyolites or alkali-rhyolites, based on their modal composition and also on major and trace element analyses. Major elements composition of so-called „problematic“ siliceous rocks, accompanying acidic metavolcanites resembles more closely chemistry of sedimentary rocks, but their trace element pattern is virtually identical with investigated metarhyolites; they probably represent strongly altered volcanogenic (probably pyroclastic) rocks. Trace element distribution in acidic metavolcanites is comparable with A-type granites. Based on A-type affinity of studied rocks and position of their analyses in geotectonic discrimination plots after Pearce et al. (1984), confinement of volcanism to divergent geotectonic environment is the most probable.
Úvod
Křemenné horniny představují významnou součást epizonálně metamorfovaného devonského sledu na území zlatohorského rudního revíru, na něž, popř. na jejichž blízké okolí je soustředěna valná většina významnějších rudních těles mono- i polymetalických a komplexních rud. Výše zmíněné křemenné horniny jsou nepochybně polygenetickou skupinou makroskopicky téměř neodlišitelných hornin, představovaných vedle objemově převládajících kvarcitů a kvarcitických břidlic sedimentárního původu (Bernardová 1977; René 1997) také vulkanogenními horninami, označovanými v minulosti jako keratofyrové horniny, metakvarckeratofyry a jejich tufy nebo obecně jako kyselé vulkanity. Poměrně hojně se v revíru vyskytují i tzv. „křemenné horniny problematického původu“, u nichž nelze jednoznačně prokázat sedimentární ani vulkanogenní původ.
Ačkoliv zlatohorským kyselým vulkanitům byla v minulosti věnována poměrně značná pozornost [první zjištění těchto hornin v rámci revíru popisuje Scharm (1964), další informace pak přináší např. Fediuk et al. (1974), Seidl (1977), Tomšík (1986), Schejbalová a Krause (1987) či Staněk a Souček (1988)], zůstává jejich petrografický charakter stále neobjasněný, zejména v důsledku metamorfního přepracování, ale pravděpodobně rovněž i hydrotermální alterace, související se vznikem sulfidického zrudnění. Na základě výše uvedeného se jako nejnadějnější cestou k poznání primárního charakteru těchto hornin jeví zejména jejich geochemické studium, založené na analýzách imobilních stopových prvků, jejichž obsahy by neměly být dotčeny alteračními procesy. I přes značné množství publikovaných analýz hlavních prvků však narážíme na praktickou absenci relevantních údajů o obsazích stopových prvků (s výjimkou Rb, Sr a Ba) ve studovaných horninách. Alespoň částečně překlenout tuto mezeru je tedy klíčovým cílem předkládané práce.
Metodika
Z odebraných vzorků byly zhotoveny výbrusy pro optickou mikroskopii a leštěné nábrusy, které byly po napaření Cr podrobeny studiu za použití autoemisního elektronového mikroskopu FEI Quanta - 650 FEG s EDS analyzátorem EDAX Elect plus. Bodové analýzy jednotlivých minerálních fází byly provedeny za následujících podmínek: tlak 10-4 Pa (vysoké vakuum), napětí 20 kV, průměr svazku 6 μm. Pro identifikaci jednotlivých spektrálních linií byla využita metoda spektrálního rozkladu s použitím funkce halographic peak deconvolution. Pro semikvantitativní vyhodnocení modálního složení a bližší identifikaci draselných živců byla využita prášková RTG difrakce na přístroji Bruker - AXS D8 Advance s polovodičovým detektorem Lynx Eye za následujících podmínek: záření CuK α / Ni filtr, napětí 40 kV, proud 40 mA, krok 0,014° 2Θ, celkový čas na kroku 1,25 s. Odebrané vzorky byly analyzovány metodou XRF na vlnově dispersním spektrometru Bruker S8 v laboratoři VŠB-TU v Ostravě (analytik Ing. M. Nováčková). Ztráta žíháním byla stanovena v elektrické peci při teplotě 1 000 °C. Pro konstrukci některých geochemických diagramů byl využit program GCDkit (Janoušek et. al. 2006).
Terénní situace
Pro bližší studium kyselých vulkanitů zlatohorského revíru byla vybrána lokalita, nacházející se na západním svahu Táborských skal, kde lze kyselé vulkanity a méně zastoupené křemenné horniny problematického původu vymapovat v pásmu cca 150 m širokém o délce až 1 100 m (viz obr. 1). Popisované horniny zde byly zjištěny na větším počtu skalních výchozů ve stratigrafickém nadloží kvarcitů Příčné hory a v sz. části i tzv. svrchních metabazitů (Kalenda 1988) nad i pod lesní cestou, vedoucí od štoly Melchior po jz. svahu masivu Příčné hory.
Křemenné horniny jsou na lokalitě zastoupeny jak zjevnými metavulkanity, tak rovněž křemennými horninami problematického původu. Do první skupiny můžeme zařadit jak homogenní, kompaktní šedě zbarvené horniny rohovcovitého vzhledu s lasturnatým lomem bez makroskopicky patrných zrn minerálních součástek, místy s nevýraznými náznaky plošně paralelní textury, představující pravděpodobně původní výlevy ryolitů, popř. homogenní ryolitové tufy, tak také vzácněji se vyskytující výrazně laminované horniny, odpovídající původně zřejmě ryolitovým tufům, popř. tufitům. Křemenné horniny „problematické geneze“ jsou přestavovány makroskopicky velmi odlišnými, hrubozrnnějšími horninami šedozelené barvy s makroskopicky patrným muskovitem, biotitem a vzácnými, ale nápadnými porfyroblasty pyritu. Typickým znakem těchto hornin je břidličnatá a páskovaná textura, místy jsou tyto horniny detailně provrásněny vráskami cm řádu.
Styk mezi těmito „problematiky“ a kyselými vulkanity je vždy ostrý, stratigrafický a bez jakýchkoliv náznaků tektonické modifikace. Mimo samostatných poloh byly homogenní metavulkanity (obr. 2) vzácně zjištěny rovněž jako až 15 cm velké zploštělé útržky – původně vulkanické pumy a lapilly – uzavřené v křemenných horninách problematického původu.
Petrologie
Homogenní metavulkanity se mikroskopicky vyznačují felsitickou strukturou základní hmoty, jež uzavírá čočkovité, protáhlé útvary polykrystalického křemene, jež pravděpodobně představují granulované křemenné vyrostlice, resp. krystaloklasty, známé z kyselých vulkanitů jiných částí revíru. Vzhledem k pokročilé deformaci hornin však nelze zcela vyloučit ani odlišné interpretace (deformované mandle, čočkovité laminy terigenního křemene v tufitech). Hlavními minerálními konstituenty základní hmoty jsou drobná (0,00X–0,04 mm) allotriomorfní zrna křemene, draselného živce (dle mřížkových parametrů vypočtených z práškového difrakčního záznamu mikroklinu) a albitu. Z primárních tmavých minerálů je přítomno pouze malé množství (nízké jednotky %) obvykle silně chloritisovaného biotitu, odpovídajícího na základě EDS mikroanalýz v souladu s klasifikací Riedera et al. (1998) i Tischendorfa et al. (2007) annitu. V podobném množství se v horninách vyskytuje i muskovit, jež je však zřejmě sekundárního původu (sericitizace K-živce). Akcesorie jsou zastoupeny zvláště pseudomorfózami oxihydroxidů Fe po pyritu a poměrně hojnými, až 0,05 mm velkými povětšinou automorfními zrny allanitu-(Ce) a ferriallanitu-(Ce), v některých vzorcích druhotně přeměněnými ve fluorokarbonáty REE, a dále až 0,1 mm velkými tabulkami ilmenitu, poměrně vzácným apatitem a zirkonem.
Mikroskopický obraz křemenných hornin „problematického původu“ se od kyselých metavulkanitů signifikantně odlišuje; lepidogranoblastická struktura těchto hornin je důsledkem intenzivní metamorfní rekrystalizace, jež zcela setřela primární strukturně-texturní znaky. Dominantními minerálními součástkami jsou křemen (0,0X–0,1 mm velká zrna), lupeny muskovitu a chloritu, méně hojný je chloritisovaný biotit (na základě EDS mikroanalýz flogopit) a živce (do 10 % albit-oligoklasu až kyselého andesinu). Nehojné akcesorické minerály jsou zastoupeny zejména Nb-rutilem a zirkonem. Podle v revíru užívané klasifikace Fediuka et al. (1972) je možno tyto horniny označit jako chlorit-muskovitické kvarcitické břidlice.
Geochemie
Z odebraných vzorků bylo pořízeno celkem 8 chemických analýz, z nichž 6 odpovídá petrograficky určeným kyselým metavulkanitům a 2 analýzy představují křemenné horniny „problematického původu“. Petrografickou odlišnost těchto dvou typů velmi dobře demonstruje zastoupení hlavních elementů (tab. 1, obr. 3) – „problematika“ jsou oproti kyselým vulkanitům znatelně obohacena Al2O3, Fe2O3, CaO a obzvláště markantně MgO, zatímco obsahy SiO2 a alkálií (zejména Na2O) jsou relativně sníženy. Chemismus těchto hornin nelze, zvláště pro silně peraluminický charakter (A/CNK cca 1,87) a vysoké poměry MgO/FeOT a MgO/CaO, dobře srovnat se složením žádné běžné primární magmatické horniny, vysoké obsahy Al2O3 a výrazná převaha K2O nad Na2O by naopak mohly nasvědčovat původu hornin ze sedimentárního protolitu, avšak při interpretaci založené na obsazích hlavních oxidů je třeba mít vždy na paměti možnost jejich sekundárního ovlivnění. V porovnání s chemismem průměrné jílovité břidlice (Taylor a McLennan 1986; Krauskopf 1967) i litoklastického pískovce, popř. droby (Pettijohn et al. 1972) se však analýzy problematických hornin vyznačují výrazně sníženým obsahem CaO a Fe2O3 a naopak zvýšeným poměrem K2O/Na2O, čímž se podobají asociovaným kyselým vulkanitům. V diagramu Garrelse a MacKenzieho (1971) se tak průmětné body jejich analýz ocitají nejblíže průměrným břidlicím, ale rovněž nedaleko projekcí analýz kyselých metavulkanitů.
Chemismus ostatních 6 vzorků, tj. kyselých metavulkanitů, velmi dobře odpovídá leukokratním silně kyselým granitoidům, resp. jejich extrusivním ekvivalentům (Ewart 1979; Le Maitre 1976); typické jsou zejména vysoké obsahy SiO2 (72,65 až 76,67 %), Al2O3 a alkálií (Na2O + K2O = 8,58–11,51 %) a naopak velmi nízké zastoupení CaO, MgO a Fe2O3T. Charakteristická je výrazná převaha K2O nad Na2O (K2O:(K2O +Na2O)=0,64–0,84), díky níž vulkanity odpovídají vysokodraselné serii (Peccerillo a Taylor 1976), a rovněž vysoký poměr alkálií k CaO, jehož absolutní obsahy jsou minimální (do 0,32 %) a dobře odpovídají přítomnosti prakticky čistého albitu. Vzhledem k charakteru hornin je poměrně nízký i obsah MgO a mg-hodnota (0,06–0,19), jež dobře koresponduje s extrémně nízkou hořečnatostí biotitu přítomného v těchto horninách (XMg = 0,06–0,09). Z hlediska saturace aluminiem vykazuje většina analýz subaluminický až metaaluminický charakter (A/CNK = 0,927–1,102), případný posun některých analýz směrem k vyšším hodnotám je možno považovat spíše za odraz postmagmatické sericitizace draselného živce, spjaté s odnosem K2O, než za důkaz primárně peraluminického charakteru těchto hornin, což odpovídá mineralogicky potvrzenému vyššímu zastoupení muskovitu a nižšímu poměru K2O/Na2O v předmětných vzorcích.
V diagramu TAS (Le Bas et al. 1986) náleží studované metavulkanity mezi (vysokodraselné) ryolity (obr. 4a), jejichž průmětné body se promítají na obě strany od linie, oddělující subalkalické a alkalické horniny (Irvine a Baragar 1971), při klasifikaci na základě CIPW normativního Ab, An, Or a Q (Barker 1979; Streckeisen a Le Maitre 1979) odpovídají studované horniny díky nízkému obsahu anortitové komponenty v normativním plagioklasu alkalickým granitům. Příslušnost k ryolitům, popř. alkalickým ryolitům [dle vzájemné relace Al2O3 a FeOT (Macdonald 1974) comenditům] dobře demonstrují i pozice analýz v multielementním diagramu R1–R2 (De la Roche et al. 1980), popř. i v klasifikačním diagramu Jensena (1976), založeném na relativně méně mobilních hlavních oxidech (Al2O3, MgO, FeOT + TiO2), jež je však primárně určen pouze pro klasifikaci subalkalických hornin.
Distribuce stopových prvků v kyselých metavulkanitech i v křemenných horninách problematického původu vykazuje na rozdíl od distribuce hlavních oxidů prakticky stejný vzor, do jisté míry odlišná je pouze koncentrace Sr a z ní vyplývající nižší poměr Rb/Sr u problematik a v případě analýzy č. 18 i snížené zastoupení Zr.
Typickým rysem veškerých studovaných hornin pak jsou vysoké obsahy inkompatibilních stopových prvků ze skupiny HFSE (Zr, Nb, Y) i LILE (Rb, Ba) a Ga a rovněž zvýšené zastoupení některých kovů (Zn, Pb), u nichž však není jisté, zda jejich koncentrace odpovídají původním obsahům v nepřeměněných vulkanitech nebo jsou spíše důsledkem pozdějšího hydrotermálního přínosu, spjatého se vznikem rudní mineralizace. Distribuční křivka obsahu stopových prvků, normalizovaných N-MORB (Sun a McDonough 1989) se vyznačuje celkově klesajícím charakterem s vrcholem u Rb, bez patrné Nb anomálie, typické pro magmatity konvergentních deskových rozhraní (Baier et al. 2008), zato s výraznými negativními anomáliemi Sr a Ti a slabou negativní anomálií Ba (obr. 4c). Absolutní obsahy LILE jsou tak ve zkoumaných metavulkanitech oproti MORB zvýšeny přibližně stonásobně, zatímco obsahy HFSE méně než desetinásobně. Obsahy La a Ce vykazují poměrně vysokou variabilitu, jejich zastoupení v jednotlivých vzorcích tak odpovídá zhruba 50–190násobnému obohacení vůči chondritickému standardu (Mc Donough a Sun 1995) v případě La a 30–90násobnému obohacení v případě Ce.
Zastoupení petrogeneticky významných imobilních stopových prvků a jejich vzájemné poměry dobře potvrzují příslušnost studovaných metavulkanitů mezi kyselé diferenciáty granitového magmatu. V klasifikačním diagramu Nb/Y-Zr/TiO2 (Pearce 1996) tak vesměs spadají průmětné body analýz obou horninových typů do pole alkalického ryolitu (obr. 4b), podobně jako v dalších diagramech, založených na vzájemných poměrech Zr, Ti, Ga a Ce (Winchester a Floyd 1977), kde odpovídají vesměs ryolitům, popř. comenditům/pantelleritům. Svým poměrem Nb/Y zde metavulkanity odpovídají mírně alkalickým až subalkalickým horninám.
Diskuze
Zatímco výsledky analýz hlavních oxidů studovaných křemenných hornin zcela ospravedlňují petrografické rozdělení na kyselé metavulkanity a křemenné horniny problematického původu, distribuce imobilních stopových prvků, jejichž koncentrace by neměly být dotčeny alteračními či metamorfními pochody, je v obou skupinách prakticky stejná, což poukazuje na jejich genetickou souvislost. Zatímco makrochemismus kyselých metavulkanitů (včetně obsahu alkálií) zcela odpovídá jejich charakteru, indikovanému na základě distribuce imobilních elementů a vylučuje tedy jejich významnější postižení alteračními pochody, interpretace procesů, jež vedly ke vzniku křemenných hornin problematického původu je již komplikovanější. Jak ukazuje shodný vzorec distribuce imobilních stopových prvků v obou skupinách hornin, je nutno oprávněně předpokládat, že křemenné horniny problematického původu byly derivovány ze zdroje chemicky ekvivalentního studovaným kyselým metavulkanitům a tedy jde o horniny v širším slova smyslu vulkanogenní (tj. vulkanity nebo pyroklastika) a nikoliv o klastické metasedimenty, derivované ze zcela odlišného zdroje. Charakter výskytu ve vrstevním sledu, přítomnost lapillů a bombiček nepřeměněných metavulkanitů a absence přechodných typů mezi oběma skupinami hornin přitom vylučují alternativu, že by se jednalo o pouze silně alterované efusivní vulkanity, a naopak svědčí pro pyroklastický původ těchto hornin, jejichž modální složení a tedy i makrochemismus, byly na rozdíl od kyselých metavulkanitů signifikantně dotčeny postdeposičními procesy (halmyrolysa, hydrotermální alterace), v jejichž důsledku odpovídá zastoupení hlavních oxidů v těchto horninách spíše písčito-jílovitým sedimentům než nepřeměněným vulkanitům. Pro vulkanogenní původ těchto hornin svědčí mimo jiné i poměr Zr/TiO2 (0,16–0,20), jež v prostoru zlatohorského rudního revíru umožňuje poměrně dobrou diskriminaci mezi křemennými horninami sedimentárního původu (kvarcity a kvarcitické břidlice, Zr/TiO2 typicky < 0,13) a kyselými metavulkanity (Zr/TiO2 typicky > 0,2), ačkoliv snížená hodnota tohoto poměru v případě analýzy č. 18 může již nasvědčovat určité minoritní příměsi terigenního materiálu. Na základě srovnání chemismu kyselých metavulkanitů a křemenných hornin problematického původu (problematika jsou signifikantně ochuzena o Na2O a SiO2 a obohacena o MgO a méně i o FeO) lze předpokládat, že hlavním procesem, zodpovědným za největší změny v chemismu byl rozklad původních živců (zvláště albitu), popř. i skla na jílové minerály, schopné ve svých mezivrstevních prostorech dobře vázat K, ale již méně efektivně Na a následná chloritizace za účasti hydrotermálních roztoků, spjatých pravděpodobně se vznikem sulfidického zrudnění revíru. K dalším změnám chemismu pak případně mohlo dojít i v průběhu regionální metamorfózy, která je zodpovědná za setření veškerých reliktních struktur a textur v těchto horninách a za metamorfní blastesu muskovitu, biotitu (pravděpodobně podle rovnice K-živec + chlorit = biotit + křemen + H2O), plagioklasu a rekrystalizaci křemene.
Po chemické stránce se tyto horniny do značné míry podobají některým křemenným horninám, jež z ložiska Horní Benešov popisuje Patočka (1984) a pro něž je rovněž charakteristický vysoký poměr Al2O3/Na2O+K2O, nízký obsah Na2O a zejména vysoký poměr MgO/FeOT. Jejich mikrochemismus však rovněž velmi dobře odpovídá pokročilým diferenciátům granitoidního magmatu, resp. asociujícím kyselým metavulkanitům.
Jak již bylo řečeno, chemismus kyselých metavulkanitů nebyl na rozdíl od problematik výrazněji dotčen postmagmatickými procesy (s výjimkou slabé sericitizace K-živce, spjaté s mírným přínosem Na2O), o čemž svědčí již relativně nízké hodnoty ztráty žíháním (0,40–1,06 %) a poměrně vyrovnaný celkový obsah alkálií a jejich vzájemný poměr. Zachovány tak zřejmě zůstaly dokonce i primární magmatické obsahy Rb, Ba a Sr, jež jsou v průběhu alteračních procesů obecně značně mobilní (Verma 1992) a jejichž vzájemný poměr nejlépe odpovídá normálním až silně diferencovaným granitům (El Bouseily a El Sokkary 1973). Přítomnost výrazných negativních anomálií Ti a Sr, popř. i slabé negativní anomálie Ba v MORB-normalizovaných křivkách distribuce stopových prvků odpovídá uplatnění frakční krystalizace Fe-Ti oxidů a plagioklasu, popř. i alkalického živce (Hanson 1978; Halliday et al. 1991) při vývoji mateřského magmatu studovaných metavulkanitů.
Vysoké zastoupení inkompatibilních stopových prvků a vysoký poměr Ga/Al ve studovaných metavulkanitech pak nasvědčuje jejich příslušnosti k diferenciátům A-typového granitoidního magmatu (Loiselle a Wones 1979), s nimiž dále vykazují celou řadu shodných znaků (Whalen et al. 1987), a to jak chemických (vysoký poměr FeOT/MgO, (Na2O + K2O)/CaO, převaha K2O nad Na2O, vysoký obsah SiO2), tak i petrografických (nízký obsah tmavých minerálů, přítomnost alkalických živců, železem bohatý biotit jako dominantní tmavý mineríál). Absolutní obsahy Nb, Zr, Zn a Ga ve studovaných vzorcích pak velmi dobře odpovídají jejich obsahům v A-typových granitech (Collins et al. 1982; Whalen et al. 1987), zatímco obsahy La a Ce a zčásti i Y jsou pak i přes jejich značnou variabilitu znatelně sníženy. I přes tuto skutečnost však v diskriminačních diagramech Whalena et al. (1987) spadají průmětné body veškerých analýz do polí A-typových granitů (obr. 5).
Při podrobnější rozdělení A-typových granitoidů dle Ebyho (1992) na subtypy A1 (anorogenní granitoidy kontinentálních riftů nebo horkých skvrn) a A2 (postorogenní A-typové granitoidy ovlivněné materiálem kontinentální kůry) odpovídají studované metavulkanity na základě svého poměru Y/Nb spíše druhému subtypu (Y/Nb = 1,10–2,28), avšak tato skutečnost nemusí nutně svědčit o vzniku mateřského magmatu parciální anatexí korového materiálu, popř. o jeho krustální kontaminaci, neboť ryolity subtypu A2 jsou popisovány (Furman et al. 1992) i z nepochybně oceánských podmínek.
Bez ohledu na kontroverze ohledně petrogenese A-typových magmat a jejich korové či plášťové provenience (srov. Bonin 2007; Creaser et al. 1991; Turner a Rushmer 2010) a také příslušnost k A1 či A2 subtypu indikuje A-typový charakter metavulkanitů zlatohorského revíru spolu s pozicí jejich analýz v geotektonických diskriminačních diagramech dle Pearce et al. (1984) (obr. 4d) vazbu vulkanismu na extensní geotektonický režim, což dobře odpovídá představám Součka (1978) či Tomšíka (1984), jež předpokládají vazbu basického vulkanismu zlatohorského revíru na prostředí redukované kontinentální kůry, popř. až kůry oceánské. V rozporu s touto interpretací však je geochemický charakter metabasitů [pravděpodobně prvního vulkanického cyklu sensu Tomšík (1984)] studovaných Patočkou (1987), které odpovídají tholeitickým, popř. vápenatoalkalickým basaltům se zřetelnou afinitou k magmatismu ostrovních oblouků. Vazbě veškerých devonských metabasitů zlatohorského revíru na konvergentní deskové rozhraní však odporují zvýšené obsahy P2O5 a TiO2, obzvláště v metabasitech druhého vulkanického cyklu (Schejbalová 1988; Souček 1978), jež dobře odpovídají vnitrodeskovým basaltům.
Zajímavé je srovnání chemismu studovaných hornin s A-typovými kyselými a intermediárními vulkanity jižních částí devonu vrbenské zóny (Janoušek et al. 2014; Patočka a Valenta 1990), jež na základě svého poměru Nb/Y odpovídají subtypu A1. Vyšší poměr Nb/Y spolu s celkově vyšším zastoupením inkompatibilních stopových prvků v horninách jižní části vrbenského pásma může dobře odpovídat jejich původně alkaličtějšímu charakteru, jejž lze vysvětlit vznikem mateřského magmatu parciálním tavením svrchnoplášťového zdroje za podmínek relativně vyšších tlaků (Green a Ringwood 1967), resp. větší mocnosti kontinentální kůry. Výskyt inkompatibilními prvky méně nabohacených a jen mírně alkalických kyselých vulkanitů v s. části vrbenského pásma tak velmi dobře odpovídá polaritě devonského vulkanismu Jeseníků, konstatované již Jakešem a Patočkou (1982), kteří prokázali trend růstu poměru K2O/Na2O, K2O/SiO2, ale i La/Yb ve směru SSV–JJZ, jež však interpretovali v kontextu polarity magmatismu ostrovních oblouků.
Závěr
Metavulkanity od Táborských skal ve zlatohorském rudním revíru představují metamorfované ekvivalenty ryolitů, popř. alkalických ryolitů, jejichž chemismus byl jen nepatrně ovlivněn alteračními procesy a látkovou remobilisací v průběhu regionální metamorfózy. Velmi výrazně byl naopak alteračními procesy pozměněn chemismus křemenných hornin problematického původu (vzorky č. 18 a 19), jež na základě analýz hlavních oxidů odpovídají nejlépe horninám sedimentárního původu. Shodné rysy distribuce imobilních stopových prvků s metavulkanity však ukazují na společný původ obou horninových typů. Problematické horniny tak pravděpodobně representují silně alterované (původně argilitisované a chloritisované) horniny vulkanogenního (zřejmě pyroklastického) původu, jejichž současná minerální parageneze je ryze metamorfogenní.
Geochemická signatura studovaných hornin, odpovídajícím výlevným ekvivalentům A-typových granitů pak spolu s pozicí analýz v geotektonických diskriminačních diagramech podle Pearce et al. (1984) nasvědčuje vazbě vulkanismu na divergentní deskové rozhraní, jež je možno vzhledem k litologii doprovodných sedimentů (Patočka a Sczepański 1997) kvalifikovat nejpravděpodobněji jako intrakontinentální rift. Detailní zhodnocení petrogenese kyselých vulkanitů zlatohorského revíru a jejich vztahu k rudní mineralizaci však bude možné až po vyhodnocení statisticky representativnějšího souboru analytických dat, zahrnujících stanovení širší škály stopových prvků včetně prvků vzácných zemin a eventuálně i dat o izotopických poměrech Sr a Nd.
Poděkování
Výzkum, jehož výstupem je předkládaná práce, byl podpořen projektem SGS SP 2024/101 „Multidisciplinární výzkum magmatogenních a hydrotermálních ložiskových těles“. Autor by dále rád poděkoval dr. D. Matýskovi za vyhotovení analýz na elektronové mikrosondě a za přínosné konzultace a Ing. M. Kašingovi, PhD. za grafické zpracování obrazových příloh.
Literatura
Baier, J., Audétat, A., Keppler, H. (2008). The origin of the negative niobium tantalum anomaly in subduction zone magmas. – Earth and Planetary Science Letters, 267, 290–300. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2007.11.032
Barker, F. (1979). Trondhjemite: definition, environment and hypothesis of origin. In: Barker, F. (ed): Trondhjemites, Dacites and related rocks. Elsevier, Amsterdam, 1–12. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-41765-7.50006-X
Bernardová, E. (1977). Distinguishing features between sedimentary quartzites and “quartzites” of volcanosedimentary origin in the Jeseníky Mts., Czechoslovakia. – Věstník Ústředního ústavu geologického, 52, 137–145.
Bonin, B. (2007). A-type granites and related rocks: evolution of concept, problems and prospects. – Lithos, 97, 1–2, 1–29.
https://doi.org/10.1016/j.lithos.2006.12.007
Creaser, R. A., Price, R. G., Wormald, R. J. (1991). A-type granites revisited: Assessment of a residual source model. – Geology, 19, 163–166. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1991)019<0163:ATGRAO>2.3.CO;2
Collins, W. J., Beams, S.D., White, A. J. R., Chappell, B. W. (1982). Nature and origin of A-type granites with particular reference to south-eastern Australia. – Contributions to Mineralogy and Petrology, 80, 189–200. https://doi.org/10.1007/BF00374895
De la Roche, H., Leterrier, J., Grandclaude, P., Marchal, M. (1980). A Classification of volcanic and plutonic rocks using R1-R2 diagram and major element analyses. – Chemical Geology, 29, 3–4, 183–210. https://doi.org/10.1016/0009-2541(80)90020-0
Eby, G. N. (1992). Chemical subdivision of the A-type granitoids: Petrogenetic and tectonic implications. – Geology, 20, 641-644. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1992)020<0641:CSOTAT>2.3.CO;2
El Bouseily, A. M., El Sokkary, A.A. (1973). The relation between Rb, Ba and Sr in granitic rocks. – Chemical Geology, 16, 3, 207–219. https://doi.org/10.1016/0009-2541(75)90029-7
Ewart, A. (1979). A review of the mineralogy and chemistry of Tertiary - Recent dacitic, latitic, rhyolitic, and related salic volcanic rocks. In: Barker, F. (ed): Trondhjemites, Dacites and related rocks. Elsevier, Amsterdam.
https://doi.org/10.1016/B978-0-444-41765-7.50007-1
Fediuk, F., Pouba, Z., René, M., Tomšík, J. (1974). Kvarcity, metasilexity a metakeratofyry zlatohorského rudního revíru. – Acta Universitatis Carolinae: Geologica, 2, 185–202.
Furman, T., Frey, F. A., Meyer, P. S. (1992). Petrogenesis of evolved basalts and rhyolites at Austurhorn, southeastern Iceland: the role of fractional crystallisation. – Journal of Petrology, 33, 6, 1405–1445. https://doi.org/10.1093/petrology/33.6.1405
Garrels, M., MacKenzie, F.T. (1971). Evolution of sedimentary rocks. – W.W. Norton Co. New York. 397 pp.
Green, D. H., Ringwood, E. A. (1967). The genesis of basaltic magmas. – Contribution Min. Petrol., 15, 103–196.
https://doi.org/10.1007/BF00372052
Grygar, R., Kalenda, F. (1992). The structural and stratigraphic aspects of the ore mineralisation controle at the Zlaté Hory ore district. – Sborník vědeckých prací VŠB (Ostrava), řada hornicko-geologická, 38, 1, 73–88.
Halliday, A. N., Davidson, J. P., Hildreth, W., Holden, P. (1991). Modelling the petrogenesis of high Rb/Sr silicic magmas. – Chemical Geology, 92, 107–114. https://doi.org/10.1016/0009-2541(91)90051-R
Hanson, G. N. (1978). The application of trace elements to the petrogenesis of igneous rocks of granitic composition. – Earth Planet Science Letters, 38, 26–43. https://doi.org/10.1016/0012-821X(78)90124-3
Irvine, T. N., Baragar, W. R. A. (1971). A Guide to the Chemical Classification of the common Volcanic Rocks. – Canadian Journal of Earth Sciences, 8, 523–548. https://doi.org/10.1139/e71-055
Jakeš, P., Patočka, F. (1982). Compositional variation of the Devonian volcanic rocks of the Jeseníky Mts.. – Věstník Ústředního ústavu geologického, 57, 4, 193–204.
Janoušek, V., Farrow, C. M., Erban, V. (2006): Interpretation of whole-rock geochemical data in igneous geochemistry: Introducing Geochemical Data Toolkit (GCDkit). – Journal of Petrology, 47, 6, 1255–1259. https://doi.org/10.1093/petrology/egl013
Janoušek, V., Aichler, J., Hanžl, P., Gerdes, A., Erban, V., Žáček, V., Pecina, V., Pudilová, M., Hrdličková, K., Mixa, P., Žáčková, B. (2014). Constraining genesis and geotectonic setting of metavolcanic complexes: A multidisciplionary study of the devonian Vrbno Group (Hrubý Jeseník Mts., Czech Republic). – International Journal of Earth Sciences, 103, 455–483. https://doi.org/10.1007/s00531-013-0975-4
Jensen, I. S. (1976). A new cation plot for classifying subalkalic volcanic rocks. – Ontario Div. Min. MP 66, Ottawa.
Kalenda, F. (1988). Zlaté Hory - Prognózy II, závěrečná zpráva s výpočtem zásob. – MS, Unigeo Ostrava.
Krauskopf, K. B. (1967). Introduction to geochemistry. – McGraw-Hill. New York, St. Louis, San Francisco, Toronto, London, Sydney, 721 pp.
Le Bas, M. J., Le Maitre, R. W., Streckeisen, A. Zanettin, B. (1986). A Chemical Classification of Volcanic Rocks Based on the Total Alkali-Silica Diagram. – Journal of Petrology, 27, 745–750. https://doi.org/10.1093/petrology/27.3.745
Le Maitre, R. W. (1976). The chemical variability of some common igneous rocks. – Journal of Petrology, 17, 589–637.
https://doi.org/10.1093/petrology/17.4.589
Loiselle, M. C., Wones, D. R. (1979). Characteristics and origin of anorogenic granites. – Geological Society of America, Abstracts with Programs, 11, 468.
Macdonald, R. (1974). Nomenclature and petrochemistry of the peralkaline oversaturated extrusive rocks. – Bulletin Volcanologique., 38, 498–516. https://doi.org/10.1007/BF02596896
McDonough, W. F., Sun, S. S. (1995). The composition of the Earth. – Chemical Geology, 120, 223–253.
https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
Patočka, F. (1984). Chemismus křemitých hornin z ložiska sulfidických Zn-Pb-rud Horní Benešov. – Věstník Ústředního ústavu geologického, 56, 9, 331–342.
Patočka, F. (1987). The Geochemistry of metavolcanics: Implication for the origin of the Devonian massive sulfide deposits at Zlaté Hory, Czechoslovakia.– Mineralium Deposita, 22, 144–150. https://doi.org/10.1007/BF00204692
Patočka, F., Szczepański, J. (1997). Geochemistry of the quartzites from the eastern margin of the Bohemian Massif (the Hrubý Jeseník Devonian and the Strzelin crystalline Massif): provenance and tectonic setting of deposition. – Polskie Towarzystwo Mineralogiczne – Prace specjalne, 9, 151–154.
Patočka, F., Valenta, J. (1990). Geochemie metatrachytů a metaryolitů jižní části devonu vrbenské skupiny v oblasti Horního Města: tektonické prostředí vzniku protolitumetavulkanitů. – Časopis pro mineralogii a geologii, 35, 1, 41–64.
Pearce, J. A. (1996). A user’s guide to basalt discrimination diagrams. – In: Wyman, D.A. (ed.): Trace element geochemistry of volcanic rocks: applications for massive sulphide exploration, Geological Association of Canada, short course notes 12, 79–113.
Pearce, J. A., Harris,N. B. W., Tindle, A. G. (1984). Trace Element Discrimination Diagrams for Tectonic Interpretation of Granitic Rocks. – Journal of Petrology, 25, 4, 956–983. https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956
Peccerillo, A., Taylor, S. R. (1976). Geochemistry of the Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastmonu area, northern Turkey. – Contributions to Mineralogy and Petrology, 58, 63–81. https://doi.org/10.1007/BF00384745
Pettijohn, F. J., Potter, P. E., Siever, R. (1972). Sand and sandstone. – Springer. Berlin, Heidelberg, New York, 618 pp.
https://doi.org/10.1007/978-1-4615-9974-6
René, M. (1997). Petrogeneze kvarcitů zlatohorského rudního revíru. – Geologické Výzkumy na Moravě a ve Slezsku v roce 1996, 81–82.
Rieder, M., Cavazzini, G., D´Yakonov, Y. S., Frank - Kamenetskii, U. A., Gottardi, G., Guggenheim, S., Koval, P. V., Müller, G., Neiva, A. M. R., Radoslovich, E. W., Robert, J. L., Sassi, F. P., Takeda, H., Weiss, Z., Wones, D. R. (1998). Nomenclature of micas.– Canadian Mineralogist, 36, 905–912.
Seidl, K. (1977). Keratofyrové horniny z ložiska Pb-Zn Zlaté Hory-Východ ve Slezsku.– Časopis Slezského Muzea (A), 26, 77–87.
Scharm, B. (1964). Poznámka k výskytu keratofyr-porfyroidů u Heřmanovic ve zlatohorském rudním revíru. – Acta Musei Silesiae (A), 13, 117–120.
Schejbalová, K., Krause, J. (1987). Nové poznatky o geologii a petrografii podloží ložiska Zlaté Hory-Východ. In: Jeseníky 1987, 72–73.
Schejbalová, K. (1988). Petrografie hornin zlatohorského rudního revíru. – MS, Geofond. Praha.
Souček, J. (1978). Metabazity vrbenské a rejvízké série, Hrubý Jeseník. – Acta Universitatis Carolinae Geologica, 3–4, 323–349.
Staněk, S., Souček, J. (1988). Petrologický výzkum pyroklastik ze štoly Nový Hackelberg. – Acta Universitatis Carolinae. Geologica, 3, 289–314.
Streckeisen, A., Le Maitre, R. W. (1979). A chemical approximation to the modal QAPF classification of the igneous rocks. – Neues Jahrbuch fur Mineralogie, Abhandlungen, 136, 169–206.
Sun, S. S., McDonough, W. F. (1989). Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implication for mantle composition and processes. – In: Sauders, A. D., Norry, M. J. (eds): Magmatism in ocean basins, 313–345, Geological Society, London, Special Publications 42, London.
Taylor, S. R., McLennan, S. M. (1986). Kontiněntalnaja kora, ee sostav i evoljucija. – Mir. Moskva. 370 pp.
Tischendorf, G., Forster, H. J., Gottesmann, B., Rieder, M. (2007): True and brittle micas:composition and solution series. – Mineralogical Magazine 71, 3, 285–310. https://doi.org/10.1180/minmag.2007.071.3.285
Tomšík, J. (1984). Devonské vulkanické cykly, sedimentace a zrudnění ve zlatohorském rudním revíru. – Věstník Ústředního ústavu geologického, 59, 1, 11-19.
Tomšík, J. (1986). Křemenné horniny zlatohorského rudního revíru. – Sborník geologických věd, Ložisková geologie, Min., 27, 203–232.
Turner,S., Rushmer, T. (2010). Similarities between mantle-derived A-type granites and voluminous rhyolites in continental flood basalt provinces. – Earth and Environmental Science Transactions of the Royal Society of Edinburgh, 100, 51–60. https://doi.org/10.1130/2010.2472(04)
Verma, S. P. (1992). Seawater alteration effects on REE, K, Rb, Cs, Sr, U, Th, Pb and Sr-Nd-Pb isotope systematics of mid-ocean ridge basalt. – Geochemical Journal, 26, 159–177. https://doi.org/10.2343/geochemj.26.159
Whalen, J. B., Currie, K. L., Chappel, B. W. (1987). A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis. – Contributions to Mineralogy and Petrology, 95, 407–419. https://doi.org/10.1007/BF00402202
Winchester,J. A., Floyd, P. A. (1977). Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. – Chemical Geology, 20, 325–343. https://doi.org/10.1016/0009-2541(77)90057-2
Žitný, T. (2023). Geochemie hornin zlatohorského rudního revíru. – MS, diplomová práce, VŠB-TU Ostrava.