Elastic anisotropy of eclogites and peridotites from the Bohemian Massif

Abstract

This bachelor thesis describes the structure of the lithosphere and the factors influencing the velocity of P-wave propagation and their anisotropy in rocks. Fundamental aspects of seismic and laboratory methods for the study of elastic properties of rocks are described with particular emphasis on the method of ultrasonic irradiation of spherical samples under high confining stresses. The results of measurements by this method are presented on 18 samples of eclogites and peridotites from the Bohemian Massif. The rock set is separated according to modal composition, compared and then evaluated using graphs showing P-wave velocity, anisotropy and confining stress relationships. Furthermore, the relationship between anisotropy, P-wave velocity of propagation, density and grain size is shown using a correlation matrix. For the sets of studied rocks, the presence of kelyphites, symplectites, and serpentinites decreases the P-wave velocity, and anisotropy decreases with increasing amounts of serpentinites. Eclogites having high seismic velocities have low anisotropy. Keywords: elastic anisotropy, eclogites, serpentinized peridotites, Bohemian Massif

Tato bakalářská práce popisuje stavbu litosféry a faktory ovlivňující rychlost šíření P-vln a jejich anizotropii v horninách. Jsou popsány základní aspekty seismických a laboratorních metod pro studium elastických vlastností hornin a větší pozornost je věnována metodě ultrazvukového prozařování kulových vzorků za vysokých omezujících napětí. Jsou představeny výsledky měření touto metodou na 18 vzorcích eklogitů a peridotitů z Českého masívu. Horninový set je rozčleněn podle modálního složení, porovnáván a následně vyhodnocen pomocí grafů zobrazující vztahy rychlosti P-vln, anizotropie a omezujícího napětí. Dále je prostřednictvím korelační matice zobrazen vztah mezi anizotropií, rychlostí šíření P-vln, hustotou a velikostí zrn. Pro zkoumané sety hornin platí, že přítomnost kelyfitů, symplektitů a serpentinitů snižuje rychlost P-vln a se zvyšujícím množstvím serpentinitů klesá anizotropie. Eklogity mající vysoké seismické rychlosti mají nízkou anizotropii. Klíčová slova: elastická anizotropie, eklogity, serpentinizované peridotity, Český masiv