Přijměte pozvání na průzkum xenolitů v blocích hrubě opracované žuly, která je součástí kulturní památky, blanenského pomníku hrdinům od Zborova v parku na nábřeží řeky Svitavy. Socha legionáře z blanenských železáren z roku 1937 dle předlohy akademického sochaře Karla Babky je umístěna na vysokém odstupňovaném soklu tvořeném z žulového kamene. Na základě poznatků, které se naučíte z listingu, proveďte charakterizaci xenolitů a odpovězte na otázky.
Obrázek: Detail xenolitu, jehož velikost dosahuje až 40 cm.
Magmatické (vyvřelé) horniny
Vyvřelé horniny vznikají z taveniny krystalizací za vysokých teplot. Podle jejich umístění v zemské kůře se rozlišují horniny hlubinné (plutonické), žilné (subvulkanické) a výlevné (vulkanické). V této earthcache nás budou zajímat právě hlubinné vyvřeliny. Žula (odborníci říkají granit) je typickou hlubinnou vyvřelinou, čedič (basalt) zase typickou výlevnou. Vyvřelé horniny pojmenováváme podle nerostného a chemického složení. Rozhoduje obsah oxidu křemíku, procento křemene, živců a tmavých nerostů (amfibolu, pyroxenu, a tmavé slídy). Žuly mají hodně křemene a živce, a přibývá-li tmavých minerálů a ubývá křemene, přecházejí do granodioritů, syenitů, dioritů až téměř úplně černých gaber. V hlubinných vyvřelinách tak bylo u nás rozpoznáno až 20 typů hornin. Velkým tělesům hlubinných vyvřelin říkáme pluton. Největším plutonem u nás je moldanubický, který zasahuje Českomoravskou vrchovinu, část Šumavy, ale jeho hlavní část je v Rakousku. Další menší žulové masivy najdeme severněji od Krušných hor až po Brno. Přestože žula je náš oblíbený kámen domova, odborníci spočítali, že pokrývá jen 10 % území naší republiky.
Obrázek: Bowenovo reakční schéma udávající pořadí krystalizace minerálů z magmatu.
Vznik hlubinných vyvřelin
Hlubinné vyvřelé horniny vznikají tuhnutím magmatu hluboko několik kilometrů pod povrchem. Teplota tavení žuly závisí na okolním tlaku a přítomnosti vody. Za tlaku kolem 4-5 kbar (400-500 MPa) a za přítomnosti vody začíná tavení při teplotě kolem 650 °C, teploty ale mohou dosáhnout mnohem vyšších hodnot až přes 1000 °C. Granitová magmata vznikají tavením nejrůznějších hornin zemské kůry. V reálných podmínkách dochází k částečnému tavení a oddělování nataveného magmatu od zbytkových neroztavených složek. Magma pak uniká do oblastí nižšího tlaku (obvykle vzhůru), tuhne velmi pomalu (řádově měsíce až roky) v mělčích a chladnějších částech zemské kůry jako hlubinná tělesa, proto dochází k vytváření větších krystalů minerálů. Během petrologických procesů může docházet i k mísení magmatu a změnám složení. Z taveniny se vytváří krystaly minerálů při snižujících se teplotách postupně podle Bowenova reakčního schématu, které sestavil kanadský geolog a petrologa Norman L. Bowen a publikoval v roce 1928 pod názvem The Evolution of the Igneous Rocks. Křemen krystalizuje jako poslední při teplotě 570 °C.
Obrázek: Struktura zemského tělesa.
Xenolity, autolity a jejich asimilace
Dříve existující hornina, která byla začleněna do krystalizujícího magmatu bez tání (s ostrými obrysy) se nazývá xenolit (slovo pochází ze starořeckého xeno - cizí a lithos - kámen). Materiál xenolitů je obvykle vytržen ze zemského pláště během vulkanické erupce nebo tektonických procesů, proto má odlišné složení. Hornina podobného typu uzavřená v magmatu se nazývá autolit. Z našich hornin jsou typickým příkladem xenolitů tmavé diority a kvarcdiority, které jsou součástí velkých plutonických těles např. ve kdyňském komplexu, v mutěnínkém tělese v západních Čechách, a ve středočeském plutonu v oblasti Štěnovickeho masív u Plzně. Významný proces změny složení původního magmatu je asimilace xenolitu. Jedná se o proces, při němž magma roztavuje a rozpouští cizorodý materiál. Uplatňuje se především ve velkých hloubkách za vysokých teplot. Cizorodý materiál se stává součástí magmatu a je pohlcován podle postavení minerálů v Bowenově schématu. Xenolity mohou být pohlceny zcela (např. granitoidní xenolity v bazickém magmatu), nebo mohou být částečně asimilovány jen některé jejich minerály. Nedokonalá asimilace se projevuje přítomností xenolitů se šmouhovitými texturami na jejich obrysu.
Požadavky pro logování (otázky)/Logging requirements:
Pro úspěšné absolvování této earthcache je nutné odeslat všechny odpovědi přes profil a až poté se zalogovat. Nečekejte na odpověď - pokud bude něco špatně, ozvu se vám sám./To successfully complete this earthcache, you must submit all answers via my profile and then log.
- LR 1 Zdůvodněte, díváme-li se na xenolity nebo autolity? / Justify if we are facing xenoliths or autoliths.
- LR 2 Jak se xenolity do horniny dostaly? / How xenoliths in the rock were formed?
- LR 3 Jsou zrna uvnitř xenolitu větší nebo menší než u okolní horniny? / Is the grain of the xenoliths larger or smaller than the grain of the surrounding rock?
- LR 4 Jaký význam má studium xenolitů pro pochopení složení zemského pláště? / What is the significance of studying xenoliths in understanding the Earth's mantle composition?
- LR 5 V horním kvádru pomníku najděte xenolit, který je částečně asimilován (hned vedle toho největšího), popište jak vypadá? / In the upper block of the monument, find a xenolith that is partially assimilated (right next to the largest one), describe what it looks like.
- LR 6 Který z minerálů (křemen, živec, slída) xenolitu bude asimilován jako první, zdůvodněte. / Explain which of the minerals (quartz, feldspar, mica) of the xenolith will be assimilated first.
- LR 7 Pro evidenci, že jste byli na místě, najděte na zadní straně pomníku xenolit tvaru rovnostranného trojúhelníku a změřte jeho stranu./ For evidence that you've been there, find an equilateral triangle-shaped xenolith on the back side of the monument and measure its side.
- LR 8 Přiložte vaši fotografii na místě, tak abyste nenapovídali./Attach your photo on the spot so you don't spoil.
Literatura a zdroje:
DANĚK T. Petrologie - Zemské těleso. http://geologie.vsb.cz/
JELÍNEK J. Nauka o Zemi pro technické obory - Primární geologická tělesa. Vysoká škola báňská, TU Ostrava. http://geologie.vsb.cz/
KUKAL Z. S geologem po České republice. Česká geologická služba. Praha 2014.
WIKIPEDIE. Bowenovo reakční schéma. https://cs.wikipedia.org/
MERGL M. Petrografie. Západočeská univerzita v Plzni. https://www.cbg.zcu.cz/