Granity a kontinentální kůra I (klasifikace granitů) David Buriánek pouze pro potřeby výuky • I. 1. Význam granitů pro kontinentální kůru • I. 2. Kontinentální kůra • I. 3. Voda v kontinentální kůře • I. 4. Granity-definice • I. 5. Klasifikace granitů • A. Mineralogické klasifikace • B. Klasifikace založené na hlavních prvcích • C. Klasifikace založené na stopových prvcích • D. Klasifikace spojující více kritérií I. 1. Význam granitů pro kontinentální kůru • Svrchní kontinentální kůra je složena ze sedimentárních, metamorfovaných a magmatických hornin v poměru zhruba 1:4:4 (Wedepohl, 1991). • Podle Wedepohla (1969) tvoří ve svrchní kontinentální kůře granitoidy 86% intrusivních hornin. • 44% granitů a křemenných monzonitů, 34% granodioritů a 8 % tonalitů. Pozice granitů v kontinentální kůře (Chen a Grapes, 2007) • Granitoidy jsou horniny typické pro hlavně pro kontinentální kůru. • Velká část granitoidů je derivována parciálním tavením kůry. • Malá část vzniká i frakcionací bazických hornin. • Většina kontinentální kůry je za normálních podmínek v pevném stavu, aby došlo k tavení musí se odchýlit od běžné geotermy (např. přínos tepla z pláště). 1) kontinentální oblouky – tavení v důsledku přínosu tepla z podložních bazaltů 2) kontinentální rift – přínos tepla z pláště 3) zvětšení mocnosti kontinentální kůry Plášť (Mantle) • 3488 km mocný složený hlavně z peridotitů (Ol + Opx + Cpx). • S hloubkou se mineralogie peridotitů mění. • S narůstajícím tlakem postupně mění složení z Pl na Sp a pak při tlacích kolem 30 kbar Grt. • V hloubkách 400 km a 670 km se mění olivín a pyroxen na vysokotlaké modifikace. Kůra (Crust) • Proměnlivá mocnost a složení. • Kontinentální (10 - 70 km) její průměrné složení odpovídá granodioritům. • Oceánská (8 - 10 km) průměrné složení odpovídá gabrům. http://www.mnh.si.edu/earth/ Plášť (Mantle) • mineralogie peridotitů: • Ol + Cpx + Opx + Pl • Ol + Cpx + Opx + Sp • Ol + Cpx + Opx + Grt Jádro (Core) • Poloměr 2883 km složeno hlavně z Fe a malého množství Ni. I. 2. Kontinentální kůra • Na riftech je mocnost kontinentální kůry malá kolem 27 km. • Mocnost v orogenních pásmech kolem 50 km. • Průměrná kůra odpovídá Qtz dioritu. • Svrchní kontinentální kůra odpovídá granodioritu Mocnosti typické kontinentální kůry a její složení: (a) Normativní diagram Qtz-Or-Ab-An značky pro spodní kůru L a V jsou od různých autorů a jsou odlišné od typické spodní kůry (b) (Chen a Grapes, 2007) a b Svrchní kontinentální kůra - Upper continental crust (UCC) • Je snadno přístupná ale poměrně komplikovaná a diferenciovaná. • Kolem nejstarších prekambrických štítů a platform jsou mladší orogenetické pásy. • Jak určit složení UCC? 1) Na základě geologických map můžeme získat váženým průměrem (Clarke, 1889; Clarke a Washington, 1924). 2) Analyzováním složení vzorků z různých částí světa (Shaw et al., 1967). 3) Geochemický přístup – analýzy jemnozrnných sedimentů (břidlice a spraše) pro zjištění nerozpustných prvků. Odhadnutí ostatních prvků na základě geochemických principů (Goldschmidt, 1933; Taylor a McLennan, 1985; Rudnick a Fountain, 1995). Obsahy hlavních prvků v UCC Rudnick a Gao (2004) Mocnost kůry (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ca/Topo.jpg) • Kůra Země reprezentuje pouhých sedm desetin procenta objemem u této planety. • Kůry neovlivňuje celkové složení Země co do obsahu hlavních prvků (Si, O, Al, Fe, Mg, Ca). • Voda umožňuje komunikaci mezi svrchním pláštěm, oceánskou a kontinentální kůrou. • Termín růst kontinentální kůry znamená akreci (nahloučení, shluknutí menších součástek k vytvoření tělesa většího) "kontinentální kůry" (obyčejně ostrovního oblouku) k existujícímu kontinentálnímu jádru. • Kontinenty obsahují stará jádra (kratony) obklopená mladšími útvary. Představy o kontinentálním růstu vyjádřené v grafu závislosti objemu kontinentální kůry na jejím stáří (Převzato Jakeš, Vesmír 74, 83, 1995/2). • Křivky typu F (W. Fyfe) reprezentují náhlý vznik velkého množství kůry a vlastně i atmosféry. • Křivky H, R (Hurley a Rand) anebo V, J (Veizer a Janssen) reprezentují víceméně kontinuální přirůstání. • Epizodické přirůstání s maximem přírůstku v pozdním archaiku reprezentuje křivka M, T (McLennan a Taylor). • Kůra se mohla vytvořit jako následek jednorázového diferenciačního procesu v prvopočátku Země a od té doby se její rozsah nemění (jen se recykluje). • Distribuční koeficienty prvků mezi taveninou a krystaly a mineralogie svrchního pláště indikují, že tvorba kontinentální kůry nemůže být jednorázovým procesem a přirůstá v průběhu geologických dob. • Granity jsou v zemské kůře běžné až v posledních 2,5 miliardách let. • Archaická kůra obsahovala granodiority, tonality a tronhjemity blízké svým složením horninám vulkanických oblouků. • Dominantním procesem byla frakční krystalizace bazických hornin. • Typické granity ale vznikají parciálním tavením metapelitů. • Archaická kůra měla poněkud jiný geotermální gradient. • Na hranici MOHO byly teploty kolem 750 až 950ºC. • K tavení vodou nasycených bazaltů docházelo již v hloubce 25 km. • Během vývoje země množství kontinentální kůry roste MAGMA • Je to přírodně vzniklá tavenina z níž krystalizují vyvřelé horniny. • Magma obsahuje: Kapalná fáze - je složena z celé řady iontů Fe2+ (ferrous), Fe3+ (ferric), Mg2+, Na+ Si, Al a O. Plynná fáze - plyn rozpuštěný v tavenině H2O, CO2, H2S, CH4 (metan), NH3 (amoniak). Pevná fáze - krystaly, xenokrysty, xenolity cizorodých hornin. http://volcanoes.usgs.gov TEPLOTA MAGMATU • Extruzivní magma = výlevné horniny, magma je uvolněno do atmosférického nebo vodního prostředí a je jen málo, nebo vůbec závislé na tlaku. Teplota krystalizace je tedy závislá jen na složení magmatu (bazalty například 900-1500°C). • Intruzivní magma = plutonické horniny, magma je pod povrchem a tak je jeho teplota krystalizace závislá i na tlaku. S nárůstem tlaku teplota krystalizace klesá. http://volcanoes.usgs.gov CHLADNUTÍ • Krystalizace magmatu probíhá v teplotním intervalu u většiny granitů to je 1000-600°C. • Rychlost chladnutí závisí na hloubce, tvaru magmatického krbu, a krystalujících fázích. • Magma chladne exotermicky a uvolňuje teplo do okolních hornin či atmosféry. • Magma je otevřený systém, který uvolňuje do okolí plyny nebo fluida. DŮLEŽITÉ PROBLÉMY GRANITŮ • Původ magmatu. • Transport magmatu. • Vmístění magmatu. • Krystalizace magmatu. RYCHLOST VÝSTUPU A CHLADNUTÍ • Tyto vlastnosti závisí na fyzikálních a strukturních charakteristikách magmatu (velikost tělesa, tvar, viskozita, složení). • Největší rychlost výstupu mají kymberlity (40 km/h), nejnižší rychlost je kolem několika cm/1000 roků. • Rychlost chladnutí: batolit o rozměrech 10,000 km3 potřebuje asi 10 million let. http://volcanoes.usgs.gov Vyrostlice Kfs v granitu (Pirin) • Klasifikace IUGS pro plutonity je klasifikací kvatnitativně-mineralogická. • Pro vulkanity se používají jak mineralogického tak i chemického klasifikačního principu (prostřednictvím diagramu TAS). • Jako hlavní a primární klasifikační kriterium pro granity použít (modální) minerální složení hornin: • Q = křemen; • A = alkalický živec (ortoklas, mikroklin, perthit, anortoklas, albit An 00 až 05); • P = plagioklas An 05 až 100, skapolit; • F = foidy (leucit a pseudoleucit, nefelin, minerály sodalitové skupiny, analcim); • M = mafické minerály, (slídy, amfiboly, pyroxeny, olivín, opakní minerály, akcesorie jako zirkon, apatit, titanit apod., epidot, ortit, granáty, melilit, monticellit, primární karbonáty atd. • Podle SiO2 na vyvřeliny:  kyselé (nad 65% SiO2)  intermediární (65-52% SiO2)  bazické (52- 44% SiO2)  ultrabazické (pod 44% SiO2) Rozdělení vyvřelých hornin (klasifikace IUGS) • Nasycení (saturovaní) SiO2 : minerály můžeme rozdělit na 2 skupiny: a) minerály nasycené SiO2: jsou kompatibilní s křemenem a dalšími modifikacemi SiO2 (tridymit)-živce, amfiboly. b) minerály nenasycené SiO2: nemohou se vyskytovat s primárním křemenem např. Mgolivín, nefelin a další foidy. Nenasycené minerály by v přítomnosti SiO2 reagovaly na nasycené: • 2SiO2 + NaAlSiO4 ===> NaAlSi3O8 • Qtz + Ne ===> Albit • SiO2 + Mg2SiO4 ===> 2MgSiO3 • Qtz + Ol ===> En • Horniny na základě tohoto kritéria rozdělujeme na: • Přesycené - obsahují křemen • Nasycené - neobsahují ani křemen ani nenasycené minerály • Podsycené - obsahují nenasycené minerály Podle nasycení SiO2 Index tmavosti (Color index) Celkový obsah mafických minerálů (v objem. %). olivín, pyroxeny, amfiboly, biotit, běžné granáty, melilit, ilmenit, magnetit 10% amfibolu + 12% biotitu = index tmavosti 22 I. 3. Voda v kontinentální kůře • Množství vody v kontinentální kůře ovlivňuje možnosti jejího tavení • Voda výrazně ovlivňuje transport prvků v kůře. • Volná voda je na puklinách, v pórech, inkluzích a na zrnech jako tenký film. • V kontinentální kůře se voda jako fluidní fáze vyskytuje běžně do hloubek 4-5 km kde je teplota kolem 100-200 °C. • Ve větších hloubkách se setkáváme vysoce temperovanými fluidy. • Ve svrchní kůře mohou fluida komunikovat s povrchem ve větších hloubkách je systém uzavřen • Ve střední a spodní kůře je většina vody vázána v minerálech. • Obsah vody ve spodní kůře je méně než 0,1 % tedy v podstatě bez volné vody. • Model pro vývoj tlaku fluid v závislosti na hloubce: • A. Kůra saturovaná fluidy: tlak fluid roste s růstem hloubky z hydrostatického tlaku ve svrchní kůře do litostatického tlaku ve spodní kůře. • B. Suchá kůra: ve svrchní kůře je tlak hydrostatický, díky minerálním reakcím je v kůře spodní velmi nízký (Chen a Grapes, 2007) • Místa kde se koncentrují fluida. a. Miarolitická dutina v granitu (několik cm). b. Asymetricky zonální pegmatitová žíla ve spodní části je aplit (několik desítek cm mocné). c. Asymetricky zonální pegmatitová žíla (několik m mocné). Jahns and Burnham (1969). Econ. Geol., 64, 843-864. Fluida • Pegmatitová žíla (Mongolsko) • Pegmatitová žíla (Mongolsko) • Pegmatitová žíla (Mongolsko) Křemenný granit granit tonalit granodiorit alkalickýgranit křemenný syenit křemenný monzonit křemenný monzodiorit křem. monzogabro syenit monzonit Alkalické živce Plagioklas Křemen 60 20 5 10 35 65 90 alkalický syenit monzodiorit monzogabro křemenný diorit křemenné gabro křemenný anortozit diorit gabro anortozit, , I. 4. Granity-definice • Dnes jsou granity většinou chápány ve smyslu klasifikace komise IUGS, tedy jako hrubě až středně zrnité horniny s obsahem křemene 20 - 60% a poměrem plagioklasy/alkalické živce 0,1 až 0,65 (Streckeisen, 1976). QAP diagram s vymezeným polem granitů (Streckeisen, 1976) Color index je založen na obsahu minerálů s Fe a Mg : • Leukokratní (Leucocratic): světlá barva 0-30 % tmavých minerálů. • Mesokratní (Mesocratic): 30-60 % tmavých minerálů. • Melanokratní (Melanocratic): 60-90 % tmavých minerálů. • Hypermelanokrátní (Hypermelanic): 90-100 % tmavých minerálů. Phonolites NEPHELINE SYENITES Trachytes SYENITES Trachyandesites/latites MONZONITES Rhyolites GRANITES Dacites GRANODIORITES Andesites DIORITES Hawaiites Phonolitic nephelinites IJO LITES NEPHELINE SYENITES Phonolitic tephrites NEPH ELINE SYEN ITES Nephelinites IJOLITES Basanites& tephrites THERALITES ESSEXITES Alkali olivine basalts Mugearites Benmoreites MONZODIORITES/ MONZOSYENITES SYENITES Trachybasalts M ONZO G ABBR OS/ SYENO GA BBRO S Basalts GABBROS Picrite basalts Tholeiitic or subalkaline basalts 40 50 60 70 0 2 4 6 8 10 12 14 16NaO+KO(wt.%)22 SiO (wt.%)2 Strongly alkaline Alkaline Tholeiitic/calc-alkaline Basalticandesites DIORITES I. 5. Klasifikace granitů • Během posledních zhruba třiceti let se objevila celá řada snah klasifikovat granitoidy podle různých kritérií. • Ne všechny klasifikace se ujaly a navíc některá klasifikační kritéria nejsou vzájemně porovnatelná. • A) Mineralogická klasifikace • B) Klasifikace založené na hlavních prvcích • C) Klasifikace založené na stopových prvcích • D) Klasifikace spojující více kritérií (genetická) • E) Pojmenování geografické (např. "mrákotínský typ", „táborský syenit„) zahrnuje horninu nebo skupinu hornin které jsou definovány petrograficky a regionálně. Q A P Alkali feldspar granite Granite Syeno- granite Monzogranite Qz diorite or Qz gabbro or Qz anorthosite Diorite or gabbro or Anorthosite Granodiorite Tonalite Quartz syenite Quartz monzoniteAlkali feldspar syenite Qz alkali feldspar syenite Syenite Monzonite Monzodiorite Quartz gabbro or Qz monzodiorite 20 60 6535 5 Phonolites NEPHELINE SYENITES Trachytes SYENITES Trachyandesites/latites MONZONITES Rhyolites GRANITES Dacites GRANODIORITES Andesites DIORITES Hawaiites Phonolitic nephelinites IJO LITES NEPHELINE SYENITES Phonolitic tephrites NEPH ELINE SYEN ITES Nephelinites IJOLITES Basanites& tephrites THERALITES ESSEXITES Alkali olivine basalts Mugearites Benmoreites MONZODIORITES/ MONZOSYENITES SYENITES Trachybasalts M ONZO G ABBR OS/ SYENO GA BBRO S Basalts GABBROS Picrite basalts Tholeiitic or subalkaline basalts 40 50 60 70 0 2 4 6 8 10 12 14 16 NaO+KO(wt.%)22 SiO (wt.%)2 Strongly alkaline Alkaline Tholeiitic/calc-alkaline Basalticandesites DIORITES A. Mineralogické klasifikace • Podle poměru hlavních světlých minerálů (křemen, alkalické živce, plagioklasy) vyneseného do QAP diagramu je možné určit k jaké horninové sérii magmatické těleso (masiv, batolit) patří. Základní magmatické asociace v QAP diagramu podle Lameyre & Bowden (1982), převzato Hanžl, (1995) • Je třeba vynést modální složení pokud možno ze všech horninových typů tvořících toto těleso. Lameyre a Bowden (1982) vyčlenili v QAP diagramu tyto horninové série: 1. vápenato-alkalická serie 2. alkalická serie 3. tholeiitická serie 4. krustální mobilizáty • Pro klasifikaci lze využít i jednotlivé minerály. • Podle chemizmu (MgO, FeO, Al2O3) rozděluje Albdel-Rahman (1994) biotity na: 1. biotity v horninách vápenato-alkalických orogenetické suity 2. biotit v horninách anorogenetické alkalické suity 3. biotit v horninách peraluminické (včetně S-typů) suity Klasifikační diagram pro biotity v magmatických horninách s vyčleněním magmatických suit (Albdel-Rahman, 1994) Diagram Al-Fe/(Fe+Mg) pro klasifikaci biotitů s vyznačeným polem do nějž spadá většina přírodních biotitů (Deer et. al., 1992) Biotit • Na základě studia opákních minerálů japonských granitoidů vyčlenil Ishihara (1977) magnetitovou a ilmenitovou serii. • Také Whalen a Chappell (1988) zjistili v australských granitech I-typu asociaci magnetit+ilmenit, zatímco v S-typech asociaci ilmenit+sulfidy. • Asociaci v S-typech vysvětlují redukčními podmínkami při vzniku, díky přítomnosti síry a uhlíku v původních sedimentech. • Zmínění autoři potvrdili, že magnetitová série většinou odpovídá I-typy granitů, zatímco S-typy granitů vesměs spadají do ilmenitové série. • Ale toto rozdělení neplatí vždy, protože výskyt magnetitu nebo ilmenitu výrazně ovlivňuje fugacita kyslíku. I typ S typ Ilmenit-magnetit Zirkon • Typologie zirkonů (Pupin, 1985). Diagram vytvořený tímto autorem umožňuje odhadnout interval teploty krystalizace zirkonu a stupeň alkalinity mateřské taveniny. Navíc na základě tvarové diverzity zirkonu v hornině je možné zařadit tuto horninu do magmatické suity. V diagramu je vyčleněno několik hlavních trendů: 1. aluminické anatektické granity 2. hybridní korovo-plášťové vápenato-alkalické a subalkalické granity 3. plášťové alkalické nebo tholeitické granity 4. charnockity a) Četnost zirkonů (vzrůstá se sytostí); b) T.E.T. je označen šipkou. Bílé kolečko představuje tzv. střední bod zirkonové populace (Dozbaba, 2003). 1 – peraluminické leukogranity, 2 – (sub)autochtonní monzogranity a granodiority, 3 – peraluminické monzogranity a granodiority, 4(a,b,c) – granity smíšeného korového a plášťového původu (hybridní granity), 5 – granity subalkalické suity , 6 – granity alkalické série, 7 – granity tholeitické série, ch – čarnokity, Mu – vyjadřuje hranici, pod níž není v granitech přítomen muskovit (upraveno podle Pupina 1980). Zircon typological classification and corresponding geothermometric scale proposed by Pupin (1980). Index A reflects the Al/alkali ratio, controlling the development of zircon pyramids, whereas temperature affects the development of different zircon prisms. Pupin (1980) • Chemické složení zirkonu může poskytnout celou řadu důležitých informací (Belusova et al. 2002). • Jádra některých zirkonů nesou informaci o původu protolitu granitů. • Někdy mohou granity obsahovat xenokrysty, které dokazují míšení magmat. • Množství stopových prvků v zirkonech roste od ultramafických hornin k granitoidům. Hypersolvní a subsolvní granity • Granity můžeme rozdělit podle chování živců při krystalizaci. • Protože celou situaci komplikuje přítomnost An komponenty používá se tato klasifikace jen pro alkalickoživcové granity (alkali feldspar granites) podle klasifikace IUGS. • Hypersolvní: při krystalizaci z vodou nasycené granitové taveniny za nízkých tlaků vzniká jeden alkalický živec za vysokých teplot a vyznačuje se úplnou mísivostí. Při chladnutí pak zůstane jeden perthitický draselný živec (hypersolvus granites). • Subsolvní (subsolvus granites) za vyšších tlaků vznikají na dva minerály (albit a ortoklas). B. Klasifikace založené na hlavních prvcích • Rozdělení na peraluminické, metaluminické a peralkalické zavedl Shand (1947). • Založeno na molárním poměru Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) a Al2O3/(Na2O+K2O). Diskriminační diagram A/NK a A/CNK (Mainar-Piccoli, 1989) založený na rozdělení granitů podle Shanda (1947) 1 2 1 2 3 Al2O3/(CaO + Na2O + K2O) (molar) Al2O3/(Na2O+K2O)(molar) Maniar & Piccoli 1989 Metaluminous Peraluminous Peralkaline Peraluminické (peraluminous)  Al2O3 > (CaO + Na2O + K2O)  Al2O3 bohaté minerály jako muskovit [KAl3Si3O10(OH)2], korund [Al2O3], topaz [Al2SiO4(OH,F)2], nebo Al2SiO5- (kyanit, andalusit nebo sillimanit) Metaluminické (metaluminous)  Al2O3 < (CaO + Na2O + K2O) a Al2O3 > (Na2O + K2O)  tyto granity jsou nejběžnější  pyroxeny a amfiboly Peralkalické (peralkaline)  Al2O3 < (Na2O + K2O)  horniny bohaté na alkalie (Na2O + K2O)  aegerin [NaFe+3Si2O6], riebekit [Na2Fe3 +2Fe2 +3Si8O22(OH)2], arfvedsonit [Na3Fe4 +2(Al,Fe+3)Si8O22(OH)2 ] Podle Clarka (1992). Granitoid Rocks. Chapman Hall. Charakteristiky Shandovy klasifikace shrnuté podle Clarka (1992) převzato Hanžl (1995) Diskriminační diagram K2O a SiO2 (Peccerillo-Taylor, 1976) • Další klasifikaci jejíž základ tvoří diagramy La Rocheho et al (1980) publikovali Bachelor a Bowden (1985), kteří pro geotektonickou klasifikaci granitů využili parametry R1 a R2. Diskriminační diagram R1-R2 (Batchelor-Bowden, 1985): 1) plášťové plagiogranity, 2) předdesková kolize, 3) postkolizní výzdvih, 4) pozdně orogenní, 5) anorogenní, 6) synkolizní, 7) postorogenní. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 500 1000 1500 2000 2500 R1 = 4Si - 11(Na + K) - 2(Fe + Ti) R2=6Ca+2Mg+Al Batchelor & Bowden 1985 1 1 - Mantle Fractionates 2 2 - Pre-plate Collision 3 3 - Post-collision Uplift 4 4 - Late-orogenic 5 5 - Anorogenic 6 6 - Syn-collision 7 7 - Post-orogenic • Na poměru hlavních prvků spočívá princip klasifikace Debona a Le-Forta (1983). • Autoři na základě parametrů, použitých La Rochem (1978) A, B, F. • A=Al-(K+Na+2Ca), • B=Fe+Mg+Ti, • F=555-(Q-B), • Q=Si/3-(K+Na+2Ca/3) (2) (3a) (3b) (4) (5a) (5b) (6*) (7*) (8*) (9*) (10a*) (10b*) (6) (7) (8) (9) (10a) (10b) 0 20 40 60 80 100 01020304050 ANOR Q' Q'-ANOR diagram (Streckeisen & Le Maitre 1979) 2 alkali feldspar granite 3 granite 4 granodiorite 5 tonalite 6* quartz alkali feldspar syenite 7* quartz syenite 8* quartz monzonite 9* quartz monzodiorite/quartz monzogabbro 10* quartz diorite/quartz gabbro 6 alkali feldspar syenite 7 syenite 8 monzonite 9 monzodiorite/monzogabbro 10 diorite/gabbro Peridot gabbro Gabbro Gabbroic diorite Diorite Granodiorite Granite Syenite Quartz monzonite Monzonite Monzo diorite Monzo- gabbro Foid gabbro Foid monzo- gabbro Foid monzo- syenite Foid syenite Foidolite Tawite/Urtite/Italite Quartzolite 40 50 60 70 80 90 051015 Middlemost (1985) SiO2 Na2OK2O • Základní dělení je na vyvřeliny alkalické a subalkalické série • Subalkalické se dělí na sérii tholeiitické nebo sérii alkalickovápenaté. • Tholeiity a alkalickovápenatoalkalcké vyvřelin jsou dobře oddělitelné v diagramu AFM. AFM (vynáší se v molekulárních nebo hmotnostních procentech) A = Na2O + K2O, F = FeO (+Fe2O3), M = MgO • Maniar a Piccoli (1989) zavedli klasifikaci založenou na poměru hlavních prvků uváděné v hmotnostních procentech. • Diagramy MgO-FeO, SiO2-FeO/(FeO+MgO), SiO2-K2O, SiO2-Al2O2, CaO-FeO+MgO umožňují oddělit od sebe několik typů granitů: 1. IAG-granitoidy ostrovních oblouků 2. CAG-granitoidy kontinentálních oblouků 3. CCG-granitoidy kontinentální kolize 4. POG-postorogenní granitoidy 5. RRG-granitoidy spojené s rifty 6. CEUG-granitoidy kontinentálního epiorogenetického zdvihu 7. OP-oceanské plagiogranity Klasifikační diagram K2O-SiO2 (Maniar a Piccoli, 1989) C. Klasifikace založené na stopových prvcích • Whalen et al.(1987) navrhli dva klasifikační diagramy určené především pro odlišení Atypů granitu. • Oba jsou založeny na poměru mezi Zr + Nb + Ce + Y (udávané v ppm) na jedné ose diagramu a (K2O+Na2O)/CaO či Fe/Mg na druhé ose diagramu. • Oxidy jsou uváděny v hmotnostních procentech. Diagram pro odlišení FG a OTG granitů (Whalen et al.,1987) • Diagram obsahuje pole: • FG (A-typy granitů a frakcionované granity) • OTG (nefrakcionované S, I a M-typy) • Pro určení geotektonické pozice jsou vhodné diagramy Pearce et al. (1984) Rb-(Y+Nb), Rb-(Yb+Ta), Y-Nb, Yb-Ta, Rb-Y-Nb, Rb-Yb-Ta. • Často užívaným je především diagram Rb-(Y+Nb). • V diagramu bylo později vyčleněno také pole postkolizních granitů Pearce (1996). • Nově byla diagram Rb-(Y+Nb) testována Förstrem et al. (1997). Nevýhodou je především velký přesah mezi polem VAG a COLG. • Také bylo zjištěno, že hornina nemusí spadat do odpovídajícího pole, pokud prošla vysokým stupněm frakcionace. • Konečně výsledné chemické složení granitu může být ovlivněno zdrojovými horninami. Například bude-li jako protolit pro tavení vnitrodeskových granitů sloužit materiál, který pocházel ze starého vulkanického oblouku, ponesou vzniklé granity se znaky VA granitů. Diagram Rb-(Y+Nb) Pearce (1996) V diagramech byly vyčleněny tyto typy granitů: 1. ORG-granity oceánských hřbetů 2. WPG-granity vnitrodeskové 3. VAG-granity ostrovních oblouků 4. COLG-kolizní granity 5. Post-COLG-postkolizní granity Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. • Na další úskalí tohoto diagramu upozorňuje Rollinson (1993). • Rubidium patří mezi prvky, které jsou poměrně mobilní během interakce horniny s hydrotermálními fluidy. • Proto je třeba určité opatrnosti při použití tohoto diagramu v alterovaných granitech. • Klasifikační diagramy Harrise et al. (1986) využívají Rb. • Jde o trojuhelníky, do nichž se vynáší poměry Hf-Ta x 3-Rb/20 nebo (Rb/10). Diskriminační diagram pro granity HfRb/20-Ta x 3 (Harris et al., 1986) • autoři zde vyčleňují pole: 1) granity vulkanických oblouků, 2) vnitrodeskové, 3) synkolizních granitů 4) pozdně kolizní a postkolizní Přehled zkratek • AGT - Anorogenic Granite Type - anorogenní typ granitu • CAG - Continental Arc Granitoids - granitoidy kontinentálních oblouků • CCG - Continental Collision Granitoids - kontinentálně kolizní granitoidy • CEUG - Continental Epeirogenic Uplit Granitoids -kontinentální granitoidy epeirogenetických zdvihů • FG - Fractionated Felsic Granites - frakcionované leukogranity • IAG - Island Arc Granitoids - granitoidy ostrovích oblouků • OGT - Orogenic Granite Type - orogenní typ granitu • OP - Oceanic Plagiogranites - oceánské plagiogranity • ORG - Ocean Ridge Granites - granity oceánských hřbetů • POG - Postorogenic Grantitoids - postorogenní granitoidy • RRG - Rift-Related Granitoids - granitoidy vázané na rifty • syn-COLG - Syn-Collision Granitoids - synkolizní granitoidy • WPG - Within Plate Granites - vnitrodeskové granity D. Klasifikace spojující více kritérií • Chappell a White (1974) vyčlenili dva typy granitů: I-typy (I = igneous) derivované tavením starších vyvřelin, S-typy (S = sedimentary) vzniklé anatexí sedimentárních hornin. • Dalším typem jsou granity M-typu (M = mantle derived) odvozené z plášťového zdroje (White, 1979; Pitcher, 1987). • Whalen et al. (1987) vyčlenili A-typy (A = anorogenic), granitů vzniklé parciálním tavením granulitového rezidua po vytavení orogenních granitů ve spodní kůře. • H-typ hybridní granity se řadí k postorogenním granitůmTable 18-3. The S-I-A-M Classification of Granitoids Type SiO2 K2O/Na2O Ca, Sr A/(C+N+K)* Fe3+ /Fe2+ Cr, Ni 18 O 87 Sr/86 Sr Misc Petrogenesis M 46-70% low high low low low < 9‰ < 0.705 Low Rb, Th, U Subduction zone Low LIL and HFS or ocean-intraplate Mantle-derived I 53-76% low high in low: metal- moderate low < 9‰ < 0.705 high LIL/HFS Subduction zone mafic uminous to med. Rb, Th, U Infracrustal rocks peraluminous hornblende Mafic to intermed. magnetite igneous source S 65-74% high low high low high > 9‰ > 0.707 variable LIL/HFS Subduction zone high Rb, Th, U metaluminous biotite, cordierite Supracrustal Als, Grt, Ilmenite sedimentary source A high Na2O low var var low var var low LIL/HFS Anorogenic  77% high peralkaline high Fe/Mg Stable craton high Ga/Al Rift zone High REE, Zr High F, Cl * molar Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) Data from White and Chappell (1983), Clarke (1992), Whalen (1985) Sr a Nd isotopické složení I- a S-typových granitů Lachlan Fold Belt, rozdíly vychází z rozdílných zdrojových hornin (McCulloch a Chappell 1982) Earth Planet Sci Lett 58, 51-64. Chappell 1999 A Classification of Granitoid Rocks Based on Tectonic Setting. After Pitcher (1983) in K. J. Hsü (ed.), Mountain Building Processes, Academic Press, London; Pitcher (1993), The Nature and Origin of Granite, Blackie, London; and Barbarin (1990) Geol. Journal, 25, 227-238. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. • O syntézu data mineralogických, geochemických i izotopických se ve své klasifikaci pokusil Barbarin (1999). • Skupiny vyčleněné tímto autorem se mnohdy shodují se skupinami vyčleněnými dříve jinými autory (Pitcher, 1987; Pearce et al.,1984; Maniar a Piccoli; 1989). • Jednotlivým skupinám se autor pokusil přiřadit pozici v geotektonickém Wilsonově cyklu.