Závěrečná zpráva grantu 223/2002/B-GEO/PřF

Název projektu:	Exhumace vysokotlakých hornin v orogenní kořenové zóně (na příkladu Sněžnické klenby)
Hlavní řešitel:	Mgr. Pavla Štípská, PhD.
Spoluřešitelé:	RNDr. Karel Schulmann, CSc.; RNDr. František Hrouda, CSc.; Mgr. Ondrej Lexa; RNDr. Josef Ježek, CSc.
Období řešení:	2002-2003
Celková dotace:	250 tis. Kč

Souhrn výsledků

Cílem projektu bylo dešifrování mechanismu exhumace hornin v orogenní kořenové zóně Sněžnické klenby během Variské orogeneze. Byly studovány tři oblasti: 1) pás omfacitických granulitů, 2) pás stroňské skupiny u Javorníka a 3) dva profily zahrnující pás eklogitů a pás stroňské skupiny v oblasti Králíků a Miedzygorie. Za účelem definování časových limitů, strukturního a metamorfního PT vývoje byla kombinována řada geovědních disciplín, jako je strukturní analýza, metamorfní petrologie, modelování fázových vztahů a geochronologie.
Za nejvýznamnější výsledek považujeme publikování dvoufázové exhumace HP granulitů v oblasti Rychlebských hor západních Sudet. První fáze je charakterizována vertikálním výstupem, který je řízen laterální V-Z kompresí. Vertikální extruze je dokumentována strukturními daty a kvantifikace tohoto vertikálního výstupu hornin z ~65km do ~35 km je dokumentována petrologickými daty a modelováním fázových rovnováh v programu VERTEX. U-Pb a Pb-Pb zirkonová stáří určená na c. 340 Ma datují vrcholné metamorfní podmínky HP granulitů. Druhá fáze exhumace je spjata s indentací rigidní jednotky staroměstského pásma, které bylo již dříve interpretováno jako relikt intra-kontinentálního riftu. Indentace způsobuje v kořenové zóně sněžnické klenby vznik vějířovité struktury plošších staveb v hloubkách okolo 35km, podél kterých exhumace pokračuje. Tento hlavní strukturní přechod ze strmých do plošších staveb je časově korelován se syntektonickou intruzí granodioritu na rozhraní sněžnické klenby a staroměstského pásma (c. 339 Ma). V postatě shodná stáří intruze granodioritu a vrcholné metamorfózy granulitu ukazují na velmi krátkou dobu pro exhumaci HP hornin, která byla vypočtena na 7mm/rok během vertikálního výstupu a 24-40mm/rok během pokračující exhumace podél vějířovitých střižných zón.
V metapelitech stroňské skupiny umožnilo studium orientace inkluzních stop v porfyroblastech a vývoje minerálních asociací korelovat vývoj asociací s vývojem makroskopicky pozorovaných strmých a plochých struktur. Strmé stavby souvisí s vývojem asociací grt-st-ky, ploché stavby jsou spjaty s krystalizací sillimanitu. Pro určení PT podmínek obou staveb byla zkonstruována pseudosekce (t.j. petrogenetická mřížka pro konkrétní chemické složení horniny) v programu THERMOCALC. Modelované izoplety složení minerálů byly korelovány s pozorovaným chemismem a zonalitou fází. Podmínky přechodu strmých staveb do staveb plochých byly určeny na ~8kbar a ~600°C. Strukturní a metamorfní vývoj zachycuje vertikální stavby, které jsou výsledkem V-Z komprese, během které byly horniny zanořeny do hloubek odpovídajících 35km. Strmé stavby odráží i počáteční vertikální výstup hornin do ~8kbar. V hloubce odpovídající ~8kbar dochází ke kolapsu vertikální struktury ve stavbu plochou. Subhorizontální stavby buď reflektují gravitační kolaps vertikálně extrudujícího materiálu, nebo jsou důsledkem bočního subhorizontálního toku materiálu díky indentaci reologicky tvrdého staroměstského pásma. Obě strukturní fáze jsou důsledkem konvergentního procesu, který není spjatý s regionální extenzí. Porovnáním metamorfně-tektonického vývoje oblasti HP granulitu a sousední stroňské skupiny vychází najevo, že zanořování a následná exhumace hornin v orogenní kořenové zóně je diferenciální. Vertikálními pohyby mohou být exhumovány malé porce HP hornin a vmístěny těsně vedle středněkorových hornin, které nikdy HP metamorfózu neprodělaly a přesto vykazují podobnou sukcesi struktur. Tento mechanismus se markantně odlišuje od obecně uznávaných mechanismů exhumace velkých porcí HP hornin pomocí korových příkrovů.