Textural analysis of granites from the Western Krušné hory/Erzgebirge pluton: implications for crystallization kinetics and crystal-melt interactions

Abstract

České shrnutí Textura vyvřelých hornin, tj. velikost, tvar a distribuce zrn, představuje konečný záznam kinetických a mechanických procesů působících během výstupu a konečném vmístění magmatu. Tradiční geochemické ani petrografické studie nedokáží posoudit ani ověřit fyzikální procesy tuhnutí magmatu, a to zejména rychlosti nukleace a růstu, příp. i zotavení krystalů nebo mechanické interakce mezi krystaly a taveninou. V této práci se zabývám aplikací stereologických metod pro kvantitativní charakterizaci textur a následnou interpretací krystalizační historie granitových hornin v západních Krušných horách a Vogtlandu. Západokrušnohorské granity sestávají ze tří suit: biotitové granity (Kirchberg), muskovit- biotitové mikrogranity (Walfischkopf) a topaz-zinnwalditové alkalickoživcové granity (Eibenstock), které sestávají z osmi intruzivních jednotek a dvou sad aplitových žil. Tato granitová sekvence zdánlivě představuje extrémní a téměř kontinuální diferenciační řadu, ale ve skutečnosti je diferenciační trend nezávislý pro každou suitu a individuální intruzivní jednotky v rámci každé suity jsou od sebe navzájem zřetelně chemicky liší. Granity obsahují 29 až 43 obj. % křemene, 20 až 30 obj. % plagioklasu, 22 až 31 obj. % K-živce, 2-9 obj. % biotitu, < 2 obj. % muskovitu a podružného topazu a apatitu. Všechny...

Texture of igneous rocks, which includes size, shape and spatial distribution of grains, represents the final record of kinetic and mechanical processes operating during ascent and final emplacement of a magma. However, traditional geochemical approaches cannot assess and verify the physical processes of magma solidification, in particular, crystal nucleation and growth, textural coarsening, or mechanical crystal-melt interactions. In this work, I apply stereological methods to quantitatively characterize the textures and to interpret the crystallization history of granitic rocks in the Western Krušné hory/Erzgebirge and Vogtland. The Western Krušné hory/Erzgebirge granites consist of three suites: biotite granites (Kirchberg), muscovite-biotite microgranites (Walfischkopf), and topaz-zinnwaldite alkali- feldspar granites (Eibenstock), which consist of eight intrusive units and two aplite dyke sets. The entire granite sequence exhibits an extreme and nearly continuous differentiation range, but in detail the evolutionary trends of each suite are independent, and individual intrusive units are also clearly compositionally separated. The granites consist of 29-43 vol.% quartz, 20-30 vol. % plagioclase, 22-31 vol. % K-feldspar, 2-9 vol. % biotite, <2 vol. % muscovite, and minor topaz and apatite. All...