Minerály České republiky

Kadlec, T. (2005): Kontaminace granitických pegmatitů se zaměřením na pegmatity pronikající skarnová tělesa. - Bakalářská práce, PřF MU Brno, 33 stran.

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou kontaminace granitických pegmatitů okolní horninou. Jedná se o poněkud opomíjené téma studované jen několika autory (např. Němec 1963a, 1963b, 1976; Staněk 1977, Fechner & Götzinger 1985, Novák 1992, Černý 2004). Tato práce by měla přispět k objasnění kontaminačních procesů a také upozornit na tuto problematiku geologickou veřejnosti.

K výběru tématu bakalářské práce mě vedly dva aspekty. Jednak to, že pegmatity jsou mé oblíbené horniny, a jednak to, že mým bydlištěm jsou Vlastějovice - lokalita s hojnými kontaminovanými pegmatity pronikajícími Fe - skarny.

 

U této příležitosti bych také rád poděkoval za vstřícnou pomoc vedoucímu práce Prof. RNDr. Milanu Novákovi, CSc. Také bych rád poděkoval mým rodičům za absolutní podporu ve studiu geologie.

PROCES KONTAMINACE

Kontaminace je proces, během kterého dochází ke „znečištění“ určitého prostředí přínosem cizorodých chemických látek z okolí. V našem případě se zaměříme na horninové prostředí zahrnující pegmatit a jeho okolní horninu. Důležitým předpokladem je to, že horninové prostředí vystupovalo během svého geologického vývoje jako otevřený systém, který byl schopen komunikovat s okolím. Ve většině případů se nejedná o jednosměrný proces a s projevy kontaminace se zpravidla setkáváme v obou horninových systémech. V dané kontaminované hornině tak mohou vznikat zcela nové minerály nebo může docházet k výrazné změně chemického složení už existujících primárních minerálů. Nejlépe rozpoznatelná je kontaminace v těch případech, kdy se během geologických procesů setkají vedle sebe dvě horniny, jejichž složení jsou výrazně odlišná.

V našem případě se zaměřím na granitické pegmatity. V těchto žilných horninách, které jsou svým složením blízké granitu, lze v mnoha případech pozorovat výrazné projevy kontaminace ve formě novotvořených minerálů, pokud pronikají horninami jako je Fe – skarn, serpentinit, mramor, amfibolit a další.

Stupeň a charakter kontaminace ovlivňuje několik velmi důležitých faktorů:

- chemické složení okolních hornin pegmatitů

- aktivita a složení fluid, která jsou zčásti závislé na p-T podmínkách

- doba trvání kontaminace

Chemické složení okolní horniny je nejdůležitějším faktorem při kontaminačních procesech. Má zásadní vliv na chemický charakter novotvořených kontaminovaných minerálů. V pegmatitech mohou vznikat minerály, které jsou obsaženy v okolní hornině a nebo mohou vznikat zcela nové minerální fáze.

Druhým důležitým faktorem je aktivita a složení migrujících fluid. Ta je závislá na p-T podmínkách kdy kontaminace probíhala. Lze totiž předpokládat, že charakter kontaminace pegmatitu bude odlišný, pokud bude okolní hornina v plastickém stavu, částečně utuhlá nebo zcela utuhlá. Navíc se pohyblivost látek zvyšuje s rostoucí teplotou.

Třetím faktorem je doba trvání kontaminace. Stupeň kontaminace je závislý na tom, po jaký čas panovaly příhodné p-T podmínky pro migraci chemických látek a prvků z jednoho horninového prostředí do druhého.

GRANITICKÉ PEGMATITY

Charakteristika granitických pegmatitů

Granitické pegmatity jsou magmatické horniny se zcela charakteristickými rysy. Jsou to hlavně pegmatitové textury (např. přítomnost velkých krystalů, grafické srůsty), zonální stavba pegmatitových těles, přítomnost vzácných minerálů obsahujících především litofilní prvky a celkové chemické složení blízké granitu.

Pegmatity krystalizovaly ze zbytkových tavenin, které byly v závěru krystalizace magmatu obohaceny fluidní fází. Všechny fáze (pevná, plynná) obsahují zvýšené koncentrace některých kovových kationů, které se mohou uplatnit v produktech tohoto procesu jako hlavní součástí samostatných minerálů. Jde o takové prvky, které se původně vyskytovaly v malém až stopovém množství a pro nedostatek izomorfních vztahů nevstupovaly do mřížek hlavních horninotvorných minerálů. Tuhnutím zbytků silikátové taveniny za přítomnosti relativně vyššího podílu mineralizátorů (voda v nadkritickém stavu; přítomnost F, B a P) vznikají pegmatity, které mohou obsahovat minerály, vyznačující se přítomností mnoha vzácnějších prvků. Tyto minerály obsahují často lehce těkavé složky (OH^-, F^-, Cl^-, BO^3-₃). Zbytek silikátové taveniny krystalizuje obvykle jako ortoklas, kyselé plagioklasy, křemen a s menším podílem muskovitu. Vysoký obsah těkavých složek v tavenině podmiňuje nejen velkou mobilitu, která umožňuje pronikání pegmatitové taveniny do větších vzdáleností od zdroje, ale i snadný pohyb iontů a vznik velkých krystalů křemene, živců i jiných minerálů. Pro pegmatitové magma se obvykle uvádí teplota krystalizace kolem 650 - 450°C (London 1992).

Pro pegmatity je významná přítomnost celé řady vzácných prvků (Li, Be, B, Mn, REE, Sn, Cs, Ti, Zr, Ta, Nb aj.). Často některý z nich převládá nad ostatními a dává tak pegmatitům charakteristický ráz projevující se specifickou minerální paragenezí. Významnější obsah bóru se projeví tvorbou turmalínu, lithia lepidolitu a spodumenu, berylia berylu. Některé pegmatity jsou bohaté na minerály vzácných zemin (monazit, xenotim), někdy bývá nahromaděn Ti ve formě rutilu, ilmenitu nebo titanitu. Přítomnost Zr a Ti popř. Nb a Ta má za následek vznik zirkonu, tantalitu a columbitu. Přebytek hliníku dává podmět ke vzniku andalusitu nebo korundu. Je-li vedle přebytku Al současně i větší množství F, vzniká topaz, kryolit, za specifických podmínek i fluorit. Při vyšší aktivitě fosforu vzniká apatit.

Pegmatity tvoří žíly, hnízda a šmouhy. Pegmatitová tělesa mají většinou žilný až čočkovitý charakter, vzácně se vyskytují pegmatitové pně a lakolity. Tělesa pegmatitů se často sdružují do tzv. pegmatitových polí.

Charakteristickou vlastností pegmatitů je jejich zonálnost, která v sobě odráží stupeň vývoje celého procesu. Obyčejně se pegmatitová žíla skládá z několika zón, které se od sebe liší mocností, minerálním a chemickým složením, strukturou a texturou.

Klasifikace granitických pegmatitů

Klasifikace granitických pegmatitů může být založena nejrůznějších aspektech. Může být postavena např. na pozici okolních hornin pegmatitu v p-T diagramech, na vztahu k mateřským granitoidům nebo na stupni frakcionace (mineralogické a chemické složení). Na základě texturních znaků stanovil K. A. Vlasov (1952) čtyři typy pegmatitů od jednoduchých ke složitějším:

I. V tomto typu jsou zastoupeny jemnozrnné, stejnoměrně zrnité pegmatity nebo pegmatity s grafickou (písmenkovou) strukturou. Tyto pegmatity jsou složeny ze světlých (křemen, živce, plagioklasy, muskovit) i tmavých (biotit) součástí. Tento typ v pegmatitových polích převládá.

II. Kromě okrajové zóny grafického nebo jemnozrnného pegmatitu obsahuje uvnitř tzv. zónu blokového pegmatitu, která se vyznačuje velkými krystaly živců a křemene a někdy přítomností minerálů se vzácnějšími prvky, jako např. berylu, spodumenu, kasiteritu aj. Tyto minerály jsou v centrální části žíly a jsou obyčejně uzavírány křemenem. V tomto typu se již objevují metasomatické minerály.

1. Je plně diferenciovaný tzn., že vytváří samostatné živcové a křemenné zóny. Minerály vzácnějších prvků jsou nahromaděny na rozhraní živcové a centrální křemenné zóny. Projevuje se již silná metasomatóza.
2. V tomto typu se objevují vedle monominerálních zón i samostatné zóny metasomatické. Metasomatická zóna je nejvýrazněji vyvinuta v okrajových partiích živcové zóny, jejímž zatlačováním se vytváří. Tyto metasomatické zóny jsou složeny hlavně z albitu a muskovitu. V těchto metasomatických partiích se mohou vyskytovat  další minerály jako je beryl, niobotantaláty, minerály obsahující Li, Mn, REE, fosfáty, sulfidy aj.

Jako příklad zonální stavby pegmatitových žil lze uvést lepidolitový pegmatit z Dobré Vody u Velkého Meziříčí (Staněk 2000). V tomto pegmatitu jsou vyvinuty všechny typy pegmatitových textur vyčleněných podle Vlasova.

Pegmatity lze také dělit podle geologické pozice okolních hornin nebo podle vztahu a strukturní pozici k mateřskému granitu (tab. 1.).

Tab.1.: Dělení podle vztahu granitických pegmatitů v závislosti na geologické pozici okolních hornin a podle vztahu k mateřskému granitu (upraveno podle Černý 1991).

Skupina	Typické stopové prvky	Metamorfní podmínky	Strukturní pozice těles
Abysální	U, Th, Zr, Nb, Ti, Y, REE, Mo	vyšší stupeň amfibolitové facie a granulitová facie (4-9 kbar, 700-800oC)	konformní a mobilizované žíly
Muskovitická	Li, Be, Y, REE, Ti, U, Th, Nb>Ta	vysokotlaká amfibolitová facie (5-8 kbar, 650-580oC)	konformní a diskordantní tělesa
Vzácných prvků	Li, Rb, Cs, Be, Ga, Sn, Hf, Nb, Ta, B, P, F,Y, REE, Ti, U, Th, Zr, Nb>Ta, F	nízkotlaká amfibolitová facie až svrchní facie zelených břidlic (2-4 kbar, 650-500°C)	konformní i diskordantní žíly
Miarolitická	Be, Y, REE, Ti, U, Th, Zr, Nb>Ta, F	nízkotlaké podmínky, blízko povrchu (1-2 kbar)	kapsy, čočky, diskordantní žíly

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Skupinu pegmatitů vzácných prvků lze dále podrobněji dělit podle převládajících prvků (tab. 2.).

Tab. 2.: Dělení pegmatitů vzácných prvků (upraveno podle Černý 1991).

KONTAMINOVANÉ PEGMATITY

Výskyty kontaminovaných granitických pegmatitů jsou v Českém masívu vázány především na tělesa metamorfovaných hornin. Nejčastěji se s těmito horninami setkáváme v pestré sérii moldanubické oblasti. Méně časté jsou i v ostatních geologických jednotkách. Metamorfované horniny (tj. skarn, serpentinit, mramor, amfibolit ad.) tvoří vhodné horninové prostředí pro intruze granitických magmat, protože jsou křehké a bývají často rozpukány puklinami. Za příhodných podmínek jsou následně tyto pukliny vyplňovány granitickými magmaty.

Kontaminované pegmatity lze nejlépe dělit podle chemického charakteru kontaminace a podle převládajících novotvořených minerálů v pegmatitu. Novák (2005) vyčlenil v kontaminovaných pegmatitech Českého masívu čtyři základní skupiny (tab. 3.).

Tab. 3: Dělení kontaminovaných granitických pegmatitů podle převládajících novotvořených   kontaminovaných minerálů (upraveno podle Novák 2005).

V závislosti na chemickém složení okolní horniny pegmatitu vznikají v pegmatitech rozdílné novotvořené minerály. Z tabulky 4. lze vyčíst, že se v kontaminačních procesech nejvíce uplatňuje Ca, Fe, Mg a OH skupina. V menší míře je to také F, CO₂ a poměrně vzácně prvky vzácných zemin - REE.

V kontaminovaných granitických pegmatitech se velmi často setkáváme s hydrotermální alterací jak primárních minerálů tak i minerálů vzniklých během kontaminačních procesů. To má za následek vznik dalších pro pegmatity netypických minerálů. Tyto minerály patří sukcesně k nejmladším a jedná se především o minerály zeolitové skupiny, chlority a jiné fylosilikáty a karbonáty (tab. 5.).

Tab. 5.: Produkty hydrotermální alterace

Kontaminované pegmatity v Fe - skarnech

Pegmatity pronikající skarnová tělesa patří k nejzajímavějším a pro studium kontaminace takřka k nejvhodnějším. Ve skarnech dochází k obohacování pegmatitů Ca, Fe, Mg, REE a zřejmě dalšími prvky a látkami. Charakteristickým znakem je často vysoká aktivita F, a jen místy zvýšená aktivita B a nízká aktivita P.

Hlavními primárními minerály pegmatitů jsou plagioklasy (nejčastěji oligoklas), méně draselné živce (ortoklas, mikroklin) a ještě v menší míře křemen. Dalšími primárními minerály mohou být turmalín nebo apatit. Typickými novotvořenými kontaminovanými minerály jsou: amfiboly (hastingsit, magneziohornblendit), biotit, fluorit, allanit, hedenbergit, andradit – grossular, almandin, magnetit, pyrit, epidot a titanit.

Klasickými lokalitami těchto pegmatitů jsou Vlastějovice nad Sázavou, Županovice, Líšná u Nového Města na Moravě, Malešov u Kutné Hory, Domanínek u Bystřice nad Perštejnem, Budeč u Žďáru nad Sázavou, Kordula a Rešice západně od Moravského Krumlova, Slatina u Hrotovic a Bělčovice na Jemnicku.

Vlastějovice

Nejznámější českou lokalitou s kontaminovanými pegmatity pronikajícími do skarnů jsou Vlastějovice ve středním Posázaví. Výskyt granitických kontaminovaných pegmatitů je vázán na skarnové ložisko na Holém vrchu a na skarnové magdalénské ložisko na vrchu Fiolník severovýchodně od obce. Počet pegmatitů se odhaduje na 150. Vavřín (1962) zaznamenal na 10. patře magdalénského ložiska (stav podzim 1959) 70 pegmatitových žil. Mocnost pegmatitových žil kolísá od několika centimetrů až po 5m. Nejmocnější pegmatitová žíla je vyvinuta na bázi skarnového tělesa na Holém vrchu. Mocnost této žíly na rozhraní skarn - ortorula kolísá od 1m do 5m (Koutek 1950). Takřka všechny žíly byly během svého vývoje okolním skarnem více či méně ovlivněny. Kontaminované pegmatity lze v dnešní době studovat buď v povrchovém lomu na Holém vrchu nebo v dolech na vrchu Fiolník. 

Koutek (1950) poukazuje na značné ovlivnění minerálního složení vlastějovických pegmatitů okolním skarnem. V pegmatitech pozoroval velké krystaly amfibolu, pyroxen, epidot a fialový fluorit (obr. 5.). Dále uvádí černohnědé allanity. Na vzorku pegmatitu z vlastějovických dolů (mezipatří nad Pertoltickou síní) upozorňuje na výskyt skorylu s biotitem a na absenci fluoritu v tomto vzorku. Podle Koutka na vzorku pegmatitu zcela převládaly K-živce.

Bouška et al. (1960) se zaměřil na allanit přítomný hlavně v pegmatitech s černo-fialovým fluoritem. Popisuje allanity až 1cm velké, které podléhají silné alteraci.

Vavřín (1962) rozdělil vlastějovické pegmatity do tří skupin podle jejich minerálního složení:

1. plagioklasové pegmatity – plagioklas ± K-živec ± křemen ± fluorit v kolísavém množství, reakční lem je tvořen amfibolem ± biotitem ± allanitem ± titanitem
2. pegmatit s albitem – pouze jedna žíla, albit je metasomatický, žíla je tvořena převážně mikroklinem a oproti ostatním žilám obsahuje hodně křemene. Přítomen je slabý reakční lem a místy je žíla silně drcena a vyhojena kalcitem. Zjištěná parageneze je (1) mikroklin + biotit + turmalín + fluorit, (2) metasomatické zatlačování mikroklinu albitem, (3) tektonické porušení a následné vyhojení kalcitem
3. pegmatity s granátem, epidotem a kalcitem – velmi vzácné, granát je zarostlý v křemenu poblíž karbonátových poloh, epidot je v křemenu a kalcit je nejmladším minerálem

Ve všech třech případech, které Vavřín vyčleňuje, se prokazatelně jedná o kontaminované pegmatity okolním Fe - skarnem (obr. 3.).

Čech et al. (1981) dělí vlastějovické pegmatity podle různého stupně vývoje pegmatitového procesu:

1. plagioklasové – nejnižší stupeň vývoje a jsou nejvíce kontaminované
2. pegmatity s hojným K-živcem a křemenem – vyšší vývojový stupeň, písmenkové a blokové struktury
3. pegmatity s modrozeleným cleavelanditem – nejvyšší vývojový stupeň, silně diferenciované pegmatity

Mrázek a Vrána (1984) určili vysoké obsahy  Al₂O₃  (až 9,3 hmot.%) ve vlastějovickém titanitu. Rezek a Krist (1985) popsali pyrochlor, zirkon a thorit v pegmatitu na Holém vrchu. Žáček (1985) studoval při okraji skarnového tělesa na Holém vrchu hojné kontaminované pegmatitové žíly s hojným fluoritem a amfibolem v reakčních lemech.

Slabě kontaminovaný byl jediný dosud popsaný elbaitový pegmatit. Kontakt pegmatitu se skarnem byl ostrý. Jen v malé míře se na kontaktu vyskytl biotit. Žíla elbaitového pegmatitu byla tvořena dominantní hrubě zrnitou zónou (křemen, K–živec, albit, černý turmalín často tvořící písmenkový srůst s křemenem; akcesoricky biotit, růžový turmalín,  vzácně fluorit, magnetit, manganokolumbit). Čech (1985) popisuje zonální turmalíny, jejichž jádra tvoří černý skoryl a na něj ostře narůstá až 5 mm mocná okrajová zóna růžového elbaitu.  Žíla se dále skládala z méně mocné písmenkové zóny a zóny blokového K-živce s dutinami. Dutiny v centrální části žíly obsahovaly K-živec, záhnědu, růžový turmalín, albit a danburit. Živce v dutinách byly porostlé pozdním bavenitem a datolitem (Novák & Hyršl 1992). Tento pegmatit je označován jako elbaitový subtyp (Novák & Povondra 1995).

Žáček (1997b) vyčlenil pět typů granátů vlastějovických skarnů, přičemž nejstarší generace grossularu je obohacena o OH (0,6 - 1,2 hmot. %)  a F (až 1,2 hmot. %). Ten byl při metamorfóze zatlačen fluorem chudým granátem. Dá se tedy předpokládat, že F potřebný ke vzniku fluoritu v pegmatitech pochází právě z těchto nejstarší generací granátů (Žáček et al. 2003). Fluorit je nejčastěji v různých odstínech fialové nebo je bezbarvý. Jeho barva je závislá na intenzitě ? - záření pocházející z allanitu.

Selway et al. (1999) stanovila posloupnost krystalizace turmalínu ve vlastějovickém elbaitovém pegmatitu takto: Ca-bohatý skoryl ? Ca-skoryl ? (Ca, Mn) skoryl ? (Ca, Mn) elbait-skoryl ? Mn-bohatý elbait-skoryl ? Mn-bohatý Fe-skoryl ? (Ca, Mn) bohatý elbait ? elbait-liddicoatit. 

Goliáš (2002) studoval produkty alterace allanitu a identifikoval fosfáty LREE-Th o složení rabdofán až brockit, fluorokarbonát LREE bastnäsit, karbonát LREE-Th kalcioancylit, thorogummit, seladonit, montmorillonit, apatit a kalcit. Při vývoji alterace allanitu se nejdříve uplatňovaly roztoky bohaté F^-(CO₃^2-) za vzniku bastnäsitu a později byly hlavními alteračními roztoky bohaté CO₃^2- a PO₄^3-.

Žáček et al. (2003) poukazují na rozdílné složení fluoritu z pegmatitu a z kontaktu pegmatit - skarn.

Ackerman (2004) uvádí 3 základní důvody, podle kterých není fluorit ve vlastějovických pegmatitech hydrotermální, ale je produktem kontaminace pegmatitu okolním skarnem:

1. Texturní znaky jsou hlavním důkazem pro magmatický původ fluoritu. Často písmenkově srůstá s ostatními minerály, či tvoří inkluze v některých minerálech pegmatitu.
2. Zonálnost fluoritu, která je často velmi typická pro fluority hydrotermálního původu, nebyla pozorována jak pod mikroskopem tak ani v katodové luminiscenci.
3. Distribuce vzácných zemin ukazuje výrazné ochuzení REE u fluoritů z kontaktu pegmatit-skarn oproti fluoritům z centrálních partií pegmatitu. To zcela jasně ukazuje, že došlo k silné frakcionaci vzácných zemin, která je možná pouze v taveninách.

Vlastní pozorování - Vlastějovice

Během terénního studia v činném lomu ve Vlastějovicích jsem se zaměřil na texturní vztahy pegmatit - skarn a na projevy kontaminace. Na jednotlivých výchozech a vzorcích byly studovány minerály vzniklé během kontaminace a kontakty pegmatit - skarn.

Výchoz 1

Kontakt pegmatit - skarn (granát - pyroxenický) zcela neostrý. Minerální složení pegmatitu: živce (K - živec převládá nad plagioklasem), křemen je koncentrován v křemenné čočce ve svrchní části žíly (obr. 6.), na kontaktu a prakticky v celé žíle granáty (<10mm), allanit (<22mm), amfibol (<15mm), pyroxen – hedenbergit (<10mm), drobné krystalky epidotu a pyritu, fluorit zcela chybí. Podle dělení Nováka (2005) tento pegmatit spadá do skupiny amfibol – allanit - fluoritové.

Výchoz 2

Tento pegmatit (obr. 7.) lze také zařadit do amfibol - allanit - fluoritové skupiny (Novák 2005). Na kontaktu s okolním granátickým skarnem  vyvinut v pegmatitu 2cm mocný reakční lem tvořený hlavně amfibolem (<20mm) a fluoritem (<50mm). Z dalších novotvořených minerálů zjištěn allanit (<3mm) a titanit (<12mm). Allanit často hydrotermálně alterován na bastnäsit - (Ce). Vlastní pegmatit dále obsahuje vysoké množství křemene v porovnání s ostatními pegmatity. K - živce převládají nad plagioklasy.

Vzorek 1

Na vzorku 1 je zachycen kontakt pegmatit - skarn (obr. 8.). Pochází z 5. lomové etáže kamenolomu na Holém vrchu. Na kontaktu je vyvinut 15cm mocný reakční lem tvořený amfibolem, fluoritem, titanitem a allanitem. V samotném pegmatitu se amfibol už takřka neobjevuje a z kontaminovaných minerálů je zastoupen pouze fluorit, titanit a allanit. V pegmatitu převládají plagioklasy nad K - živci. Křemen zastoupen v nepatrném množství. Pegmatit podle patří do amfibol - allanit - fluoritové skupiny (Novák 2005).                                                                                                                                                                                 

Vzorek 2

Vzorek pochází ze 4. lomové etáže kamenolomu na Holém vrchu a reprezentuje kontakt pegmatit - amfibolit (obr. 9.). Z novotvořených minerálů jsem identifikoval pouze amfibol a titanit. Velikost automorfně omezených krystalů amfibolů v pegmatitu dosahovala až 18cm. Fluorit nebyl pozorován. Ve vlastním pegmatitu převládají plagioklasy nad K - živci. Křemen zastoupen v podřadném množství.     

Vzorek 3

Na kontaktech pegmatit - skarn mohou novotvořené minerály tvořit poměrně velké automorfně omezené krystaly (obr. 10.). Nejčastějším minerálem reakčních lemů je amfibol (hastingstit). Amfibol je vždy doprovázen automorfně omezeným titanitem, který do něj velmi často zarůstá.  

Shrnutí poznatků z vlastního pozorování ve Vlastějovicích

Během pozorování jsem se zaměřil na 10 pegmatitových žil ve skarnu a na 2 žíly na kontaktu skarn - ortorula. Pegmatity pronikající skarnem byly všechny více či méně ovlivněny okolním skarnem. Nejběžnějším kontaminovaným minerálem je amfibol (hastingstit, magneziohornblend). Ten může někdy dosahovat značných rozměrů. Amfibol je nejčastěji doprovázen titanitem. Z dalších novotvořených minerálů jsem zaznamenal allanit, fluorit, granát, biotit, magnetit, pyrit, epidot, pyroxen (hedenbergit). Ve třech žílách byla zcela zřejmá hydrotermální alterace jak původních tak kontaminovaných minerálů. Ortoklas byl sericitizován, plagioklasy byly nahrazovány prehnitem, apofylitem a kalcitem, allanit pravděpodobně bastnäsitem -(Ce) a biotit zlatě zbarveným hydrobiotitem. 

Závěrem lze říci, že všechny kontaminované pegmatity spadají do skupiny amfibol - allanit - fluoritové skupiny (Novák 2005). V kontaminovaných pegmatitech jsou časté produkty hydrotermální alterace. A z výsledků pozorování jsme sestavil diagram kontaminačních a alteračních procesů (obr. 11.). 

Další lokality pegmatitů v Fe - skarnech

Líšná

Staněk (1977) rozděluje pegmatity pronikající skarnem u Líšné do dvou kategorií: 1. pegmatity s dominantními K-živci a s velmi malým obsahem plagioklasů a bez akcesorických minerálů, 2. plagioklasové pegmatity s amfibolem a akcesorickými minerály. K-živcové pegmatity nejsou kontaminované skarnem. Na rozdíl od nich plagioklasové pegmatity obsahují vedle základních minerálů typické minerály kontaminačních procesů: amfibol, fluorit, titanit, allanit, zirkon, hedenbergit, granát, klinozoisit a epidot. Staněk dodává, že plagioklasové pegmatity jsou pravděpodobně mladší než K-živcové pegmatity.

Domanínek

Němec (1993) popisuje minerály kontaminovaných pegmatitů z kopce Chocholuša u Domanínku nedaleko Bystřice nad Perštejnem. Pegmatity označuje jako kontaminované. Zjistil pegmatity s amfibolem a pegmatity s REE minerály. Minerály REE jsou zastoupeny allanitem a REE bohatým titanitem. Přičemž allanit a titanit jsou běžnou součástí okolního skarnu. Bouška (1969) jako první zaznamenal, že se allanit a titanit v REE pegmatitech akumulují v reakčních amfibolových zónách na styku se skarnem.

Županovice

Němec (1963b) rozlišuje na skarnovém ložisku u Županovic pegmatity na dva typy. Na pegmatity s obsahem amfibolu a s podřadným množstvím pyroxenu a na slídnaté pegmatity. Slídnaté pegmatity dělí dále na pegmatity chudé slídou, které obsahují biotit i muskovit a odpovídají obvyklým nekontaminovaným pegmatitům, a na pegmatity značně kontaminované skarny, charakteristické vysokým obsahem biotitu a nepatrným obsahem křemene. Amfibolové pegmatity řadí k silně kontaminovaným pegmatitům a obsah křemene a K-živců je v nich velmi nízký nebo tyto minerály zcela chybí. Na kontaktech s pyroxenickými skarny popisuje úzké reakční lemy hrubozrnného amfibolu nebo biotitu, zřídka granátu.

Němec (1963a) se zabýval výskyty axinitu v pegmatitech pronikající skarnová tělesa na lokalitě Mirošov, Rešice, Věcov a Nedvědice. Axinit se vyskytuje na kontaktu pegmatitových žil s okolními skarny. Také v tomto případě se prokazatelně jedná o kontaminační procesy.

Němec (1963b) uvádí další lokality s výskyty kontaminovaných pegmatitů, a to Budeč, Bělčovice, Slatina, Kordula, Věchnov. Pegmatity přiřazuje k amfibolovým. 

Shrnutí poznatků o kontaminovaných pegmatitech ve skarnech

Pegmatity pronikající skarnová tělesa Českého masívu mají často velmi svérázné minerální složení. Kontaminace vede ke vzniku minerálů a minerálních asociací, které odrážejí vliv složení okolního Fe - skarnu a které nejsou v nekontaminovaných taveninách podobného složení reálné. Jde především o výrazné obohacení Ca, Fe, Mg, F, REE a možná i jinými prvky (Novák 2005). Pro většinu kontaminovaných pegmatitů ze skarnů lze vyčlenit několik základních charakteristických vlastností:

1. plagioklasy převládají nad K-živci
2. typické novotvořené minerály – amfiboly (hastingstit, magneziohornblendit), hedenbergit, biotit, granáty (andradit - grossular, almandin)
3. většinou nízký obsah křemene v pegmatitech
4. časté procesy hydrotermální alterace primárních minerálů

Kontaminované pegmatity v mramorech

Také pegmatity pronikající tělesa mramoru jsou ve většině případů okolním mramorem při svém vývoji značně ovlivněny. Jedná se především o kontaminaci prvky - Ca, Mg a v menší míře i CO₂. Podle Nováka (2005) můžeme tyto pegmatity dělit podle minerálního složení na diopsidové nebo skapolitové pegmatitů. Diopsidové pegmatity jsou charakteristické nízkou aktivitou B a F a místy zvýšenou aktivitou CO₂. Pro skapolitový typ je typická nízká aktivita B, F, P a ve větší míře než v diopsidových pegmatitech se uplatňuje CO₂.

Dominantními minerály diopsidových pegmatitů jsou K-živce. Dále mezi primární minerály patří v podřadném množství křemen a plagioklasy. V důsledku ovlivnění okolními mramory se v pegmatitech tohoto typu běžně vyskytuje novotvořený diopsid, aktinolit, titanit a flogopit. Vzácně se může objevit kalcit, dravit, biotit, apatit a allanit.

Ve skapolitových pegmatitech tvořenými primárními K - živci, plagioklasy a křemenem se objevuje skapolit, a to jako jeden z vedlejších nebo popřípadě i hlavních minerálů pegmatitu. Většinou je sekundární a zatlačuje plagioklasy, ale pravděpodobně je primární.

Produkt hydrotermální alterace diopsidu bývá nontronit a někdy aktinolit (Novák 2005). Z dalších minerálů vzniklých hydrotermální alterací je to chlorit, muskovit, skapolit, apofylit, prehnit nebo kalcit. 

Kontaminované pegmatity v mramorech jsou známy z Bližné u Černé v Pošumaví, ze Žulovska, z okolí Písku, Strakonic, Sušice, Volyně a Prosetín u Olešnice. Skapolitový pegmatit je uváděn ze Studnice u Nového Města. Zvláštní postavení zaujímá korundový pegmatit u Pokojovic na Třebíčsku.

Lokality s kontaminovanými pegmatity pronikajícími mramory

Bližná I

Frakcionovaný elbaitový pegmatit od Bližné u Černé v Pošumaví proniká dolomit - kalcitové mramory. Projevy kontaminace byly nejlépe dokázány studiem turmalínů. Turmalíny (uvit, dravit, liddicoatit) jsou obohacené Mg a Ca (Novák 2000). Novák (1998) ukazuje na neobvyklý výskyt vláknitého modrého dravitu, který narůstá popř. zatlačuje elbait a považuje to za důkaz další fáze přínosu Mg z okolní horniny. Na zvýšenou aktivitu Ca v pegmatitu poukazuje výskyt diopsidu, titanitu, manganaxinitu a kalcitu. Plagioklasy jsou ale téměř výhradně Ca - chudé (albit). Vzácný je andezín (Černý 2004).

Okolí Moravských Budějovic

O pegmatitech a jejich minerálech z mramorů z okolí Moravských Budějovic pojednává Švábenský (1933). Pegmatity této oblasti Novák (2005) řadí do skupiny diopsidových pegmatitů. 1m mocné pegmatitová žíla s hojným pyroxenem – diopsid je známa z Lukova. Žíla dále obsahovala aktinolit, skapolit, titanit, apatit, muskovit, kalcit, laumontit a nontronit. Z jv. straně Lukovské hory se vyskytují pegmatity, které mají na kontaktu s okolní horninou vyvinuty reakční lemy tvořeny wollastonitem a zoisitem (Čech et al. 1981). Stejná situace je v okolí Milatic.

Pokojovice

Korundový pegmatit u Pokojovic na Třebíčsku lze také počítat mezi kontaminované pegmatity. Pegmatitová žíla s korundem pronikala draslíkem bohatým amfibolitem a mramorem.

Komunikací pegmatitu a okolních hornin se zabýval Němec (1976). Tvrdí, že výměnnou reakcí pegmatitu s okolím se ztratil křemen a vznikl korund. Z dalších kontaminačních minerálů se v žíle vyskytl častý amfibol, diopsid, biotit, chlorit, titanit a skoryl. Trnka a Houzar (1993) považují tento pegmatit za primitivní, ve kterém se v důsledku výskytu korundu musela uplatnit velká aktivita hliníku nebo dealkalizace.

Studnice u Nového Města na Moravě

Nejlépe odkrytá  pegmatitová žila skapolitového typu pochází od Studnice. Žíla má zonální stavbu s křemenným jádrem obsahující sloupcovité nedokonale vyvinuté krystaly skapolitu (mejonit) až kolem 50 cm dlouhé (Novák 2005). Žíla pegmatitu přechází postupně do skapolitové žíly s aktinolitem, kalcitem a titanitem.

Shrnutí poznatků o kontaminovaných pegmatitech v mramorech

Hlavními prvky dotované z okolních mramorů do pegmatitů jsou Ca a Mg. Nejběžnějším novotvořeným minerálem je diopsid a skapolit, který může být primární i sekundární. Proto tyto pegmatity řadí Novák (2005) do skupiny diopsidových a skapolitových pegmatitů. Pegmatity v mramorech bývají zčásti desilikované.

Kontaminované pegmatity v serpentinitech

Pegmatity v serpentinitech se vyznačují velmi nízkým obsahem křemene. V malých množstvích se objevují také křemen a K-živce a někdy mohou zcela chybět. Často bývá křemen rozpuštěn až po primární krystalizaci a odnesen. V takových případech po něm zůstávají prázdné prostory nebo jsou tyto prostory druhotně vyplňovány sekundárními minerály. Dnes jsou pegmatity označovány jako desilikované, Rosický a Kokta (1930-1931) je nazývali jako plagioklasové. Z plagioklasů majoritně převažuje oligoklas a v některých případech se spolu s oligoklasem objevuje andezín (Nová Ves) nebo albit (Věžná I., II.). Čech et al. (1981) označují tyto pegmatity jako oligoklasity.

K typickým novotvořeným minerálům vzniklých během kontaminačních procesů patří antofylit, flogopit, aktinolit, biotit, korund, cordierit a chlority. Plagioklasy bývají hydrotermální alterací přeměněny na minerály skupiny zeolitů, skapolit, prehnit,  kalcit, zoisit nebo sericit.

K lokalitám s výskytem pegmatitů kontaminovaných okolním serpentinitem patří Drahonín u Tišnova, Věžná, Heřmanov, Mohelno, Hrubšice a Nová Ves u Oslavan. V Rakousku je lokalita Klein Heinrichschlag, na které byla kontaminace podrobně zpracována (Fechner & Götzinger, 1985).  

Lokality s kontaminovanými pegmatity pronikající serpentinity

Věžná

V okolí Věžné byly v serpentinitech studovány dva výskyty kontaminovaných berylových pegmatitů (Černý 1965; Černý & Novák 1992, Novák et al. 1998 ad.); lokality jsou označovány jako Věžná I a Věžná II (obr. 12.).

Věžná I

Desilikovaný pegmatit ve Věžné I je složen hlavně z oligoklasu (okraje pegmatitu) a v menší míře z albitu (jádro pegmatitu), ale i křemen a K-živce jsou zastoupeny ve velkém množství. Na kontaktu se serpentinitem je vyvinut reakční lem tvořen antofylitem, tremolitem, aktinolitem a flogopitem. Typický pro pegmatit jsou automorfně omezené krystaly biotitu (obr. 13.).

Pro pegmatit jsou typické minerály Be (beryl, Be-cordierit) a Nb-Ta (Nb-rutil, ferrocolumbit). Berylnatý cordierit a beryl jsou  nahrazovány mladšími minerály jako jsou adulár, křemen, milarit, seladonit, v menší míře jsou to albit, bavenit, epididymit, eudidymit a vzácně dále apatit, muskovit, mikrolit a fluorit. Černý a Novák (1992) řadí pegmatit k beryl – columbitovému pegmatitovému subtypu. Černý a Povondra (1967) uvádějí, že nejvíce vzácných minerálů (Be-cordierit, beryl, Nb-rutil, ferrocolumbit, oyamalit, monazit, xenotim, zirkon) je soustředěna podél tektonických poruch a v blokové zóně.  Pegmatit je zonální s mocným křemenným jádrem (obr. 14.).

Kontaminace se projevuje téměř ve všech texturně-paragenetických jednotkách vysokým poměrem Mg/Fe v biotitu, cordieritu a turmalínu, zvýšené obsahy Mg byly zjištěny také v berylu a v odmíšeninách ferrocolumbitu v niobovém rutilu (Černý & Povondra 1966, 1967;  Černý 1984, Černý et al. 2000).

Věžná II

Žíla je tvořena hlavně oligoklasem a v podřadném množství křemenem. K - živce zcela chybí. Dále obsahuje beryl a z vzácnějším minerálů Ta - rutil. Časté jsou produkty hydrotermální alterace.

Hydrotermální alterací vznikal prehnit, skapolit, vermikulit, seladonit, karbonáty (kalcit, dolomit, aragonit), minerály skupiny serpentinu, zeolity (thomsonit, harmatom, phillipsit, chabazit) a hydrotalkit (Novák 2005). 

Klein Heinrichschlag - Rakousko

Tuto zahraniční lokalitu zahrnuji do výčtu lokalit proto, protože Fechner a Götzinger (1985) velmi detailně popisují minerální asociace pegmatitu pronikající serpentinitové těleso. Na kontaktu pegmatit - serpentinit je vyvinut mocný reakční lem tvořený antofylitem, biotitem, cordieritem, chloritem a vermikulitem (obr. 16.).

Autoři uvádějí minerální složení pegmatitu a kontaminační a hydrotermální procesy takto:

1. primární pegmatit - K - živce, oligoklas, křemen, muskovit I, turmalín I, apatit I, biotit I (vermikulit I)
2. desilifikovaná zóna - bohatá Al - andezín, sillimanit, andalusit, korund, biotit II (vermikulit II)
3. reakční zóna pegmatit - serpentinit - cordierit, rutil, biotit III (vermikulit III), antofylit, zelený chlorit
4. serpentinit - serpentin, ortopyroxen, magnetit
5. produkty hydrotermální alterace - albit, muskovit II, turmalín II (hnědý, zelený, modrý), apatit II, leuchtenbergit (= klinochlor), prehnit, stevensit

Fechner a Götzinger (1985) se domnívají, že reakční zóna mezi SiO₂ - bohatým pegmatitem a Mg - bohatým serpentinitem vznikla vzájemnou chemickou výměnou těchto látek.

Další lokality

Černý (1958) studoval pegmatity v okolí Drahonína u Tišnova a dělí je do dvou skupin. První označuje jako oligoklasity. Jsou tvořeny dominantním plagioklasem a podružným křemenem. Křemen a plagioklas spolu někdy písmenkově srůstají. K-živce nebyly vůbec zjištěny. V nepatrném množství jsou zastoupeny skoryl, turmalín blízký dravitu, biotit a apatit. Druhý typ pegmatitů je lemován mocnými obrubami kontaktních minerálů. Tento typ má buď vyvinuté plagioklasové jádro a lemy kontaktních minerálů, nebo jsou žíly tvořeny pouze novotvořenými kontaktními minerály. Druhý typ zcela převládá. Reakční lemy obsahují hlavně antofylit a aktinolit.

Shrnutí poznatků o kontaminovaných pegmatitech v serpentinitech

Pegmatity pocházející ze serpentinitových těles jsou nejlepším příkladem kontaminace vůbec. Střetávají se zde dvě horniny zcela odlišného chemického složení. Na jedné straně serpentinit a na druhé straně pegmatit jako granitická žilná hornina.

Hlavním minerálem pegmatitů je plagioklas, přesněji oligoklas. Křemen je zastoupen v malém množství. Během procesu kontaminace dochází k obohacení pegmatitu především hořčíkem. Typickým novotvořeným minerálem je cordierit, dravit, antofylit, aktinolit a  Mg - biotit.

ZÁVĚR

Rešeršní část této práce i vlastní výzkum na lokalitě Vlastějovice ukazují, že procesy kontaminace jsou v granitických pegmatitech převážně v Moldanubiku v České Republice poměrně rozšířené. Lze říci, že každý granitický pegmatit pronikající do skarnu, mramoru nebo serpentinitu byl během svého vývoje více či méně okolní horninou ovlivněn. V pegmatitech se potom setkáváme s minerály pro ně zcela atypickými. A domnívám se, že problematika kontaminace je poměrně opomíjeným tématem a proto bych se chtěl v budoucnu s touto problematikou nadále zabývat.

POUŽITÁ LITERATURA

Ackerman, L. (2004): Pegmatity ve Vlastějovicích, Diplomová práce, PřF UK Praha, 142 stran

Bouška, V., Čech, F., Johan, Z. (1960): Study of some Czechoslovak metamict orthites, Acta Univ. Carol., Geol., 3-22

Čech, F. (1985): Mineralogie žulových pegmatitů české části Českého Masívu, Doktorská rigorózní práce, PřF UK Praha

Čech, F., Staněk, J., Dávidová, Š. (1981):  Minerály pegmatitů. In: Bernard J.H. (ed.) Mineralogie Československa. Academia Praha. 98-183 

Černý, P. (1958): Desilikované pegmatity od Drahonína. Práce Brněnské zákl. ČSAV, 370: 161-202

Černý, P. (1965): Mineralogie dvou pegmatitů ze serpentinitu ve Věžné. MS kandidátská disertační práce, Geol. ústav. ČSAV, Praha.

Černý, P. (1984): Geochemistry and petrology of feldspar crystallization in the Věžná pegmatite, Czechoslovakia, Can. Mineral., 22, 631 – 651

Černý, P. (1991a): Rare-element granitic pegmatites. I. Anatomy and internal evolution of pegmatite deposits. Geosci. Canada, 18: 49-67

Černý, P. (2004): Vliv kontaminace z okolních hornin na chemické složení turmalínů granitických pegmatitů v okolí Černé v Pošumaví.MS diplomová. práce, PřF Karlova universita Praha, 78 stran

Černý, P., Novák, M. (1992): Locality No. 2: Věžná near Nedvědice, a pegmatite dike of the beryl-columbite subtype penetrating serpentinite. International symposium on granitic pegmatites Lepidolite 200, Nové Město na Moravě, August - September 1992, Field trip guidebook  (Novák, M., Černý, P.  eds.): 27-32

Černý P., Novák M., Chapman R., Masau M. (2000): Chování niobového rutilu z Věžné, Česká Republika: model pro odmíšení fází s Fe²⁺>> Fe³⁺. In.: Journal the Czech Geological Society 45/1-2, Praha, 21-36

Černý, P., Povondra, P. (1966): Beryllian cordierite from Věžná: (Na,K) + Be = Al. Neues Jb. Mineral., Mh., 36-44.

Černý, P., Povondra, P. (1967): Cordierite in West-Moravian desilicated pegmatites. Acta Univ. Carol., Geol., 203-221

Fechner K., Götzinger M. A. (1985): Zur Mineralogie eines Korund - führenden Pegmatites und seiner Reaktionszonen zum Serpentinit , Klein Heinrichschlag W. Krems, Niederösterreich, Mitt. Österr. Miner. Ges., 130, 45 - 56

Goliáš, V. (2002): Thoriová mineralizace Českého Masívu, Doktorská práce, PřF UK Praha

Koutek, J. (1950): Ložisko magnetovce skarnového typu u Vlastějovic v Posázaví, Rozpr. ČSAV, Ř. mat. přír. Věd, 60, 27

London, D. (1992): The application of experimental petrology to the genesis and crystallizetion of granitic pegmatites. Can. Mineral., 30: 499-540

Mrázek, Z., Vrána, S. (1984): Highly aluminian titanite from plagioklase-fluorite pegmatite in skarn at Vlastějovice, Czechoslovakia, N. Jb. Min. Mh., S, 251-256

Němec, D. (1963a): Axinit in westmährischen Skarngesteinen und seine genetische Stellung. Akademie - Verlag, Berlin, 568 - 575

Němec, D. (1963b): Eruptivgesteine in westmährischen Skarnen und ihre genetische Stellung. Neues Jb. Mineral., Abh., 100: 203-224

Němec, D. (1976): Versuch einer paragenetischen Analyse der Pegmatite Böhmens und Mährens. Chem. D. Erde, 35: 126-157

Němec, D. (1993): Some exotic mineral assemblages of West - Moravian pegmatites. Acta Mus. Moravia, Sci. nat., 78: 13 - 19

Novák, M. (1998): Fibrous blue dravite; an indicator of fluid composition during subsolidus replacement processes in Li-poor granitic pegmatites in the Moldanubicum, Czech Republic. - Journ. Czech Geol. Soc., 43: 24-30

Novák, M. (2000): Compositional pathways of tourmaline evolution during primary (magmatic) crystallization in complex (Li) pegmatites of the Moldanubicum, Czech Republic. Mem. Soc. Italiana Scienze Nat. Mus. Civ. Storia Nat, Milano, 30: 45-56

Novák, M. (2005): Granitické pegmatity Českého masivu (Česká republika); mineralogická, geochemická a regionální klasifikace a geologický význam. Acta Mus. Moraviae, Sci. Geol., 90, v tisku 

Novák, M., Hyršl, J. (1992): Vlastějovice near Zruč nad Sázavou, pegmatites with fluorite penetrating skarn. In.: Lepidolite 200, field trip guidebook, Nové Město na Moravě, 33-37

Novák, M., Povondra, P. (1995): Elbaite pegmatites in the Moldanubicum: A new subtype of the rare-element class, Mineral. Petrol., 55, 159-176

Rezek, K., Kryst, P. (1985): Předběžná zpráva o výskytu nerostů U-Th, Ti-Zr a Nb-Ta v pegmatitu na Holém vrchu u Vlastějovic, zsz. od Ledče nad Sázavou, Čas. Miner. Geol., 30, 434

Rosický, V., Kokta, J. (1931): O povaze plagioklasů z pegmatitů, procházejících hadce na západní Moravě, Sborník Přírodovědecké Společnosti v Mor. Ostravě, 97 - 108

Selway, J.B., Novák, M., Černý, P., Hawthrone, F.C. (1999): Compositional evolution of tourmaline in lepidolite-subtype pegmatites, Eur. J. Mineral., 11, 569-584

Staněk, J. (1977): Pegmatites from skarn Líšná, western Moravia. Acta Universitates Carolinae - Geologica, Slavík Vol., No. 1 - 2, Pag. 145 - 149

Staněk, J. (2000): Minerály pegmatitů. In: J.H. Bernard, Minerály České republiky – stručný přehled. 26-50. Academia Praha

Švábenský, L. (1933): O některých nerostech z okolí Mor. Budějovic, Příroda, 26 

Trnka, M., Houzar, S. (1993): Corundum pegmatite from Pokojovice near Třebíč. Acta Mus. Moraviae, Sci.nat., 78:  3-12

Vavřín, I. (1962): Pegmatity magdalénského skarnového ložiska u Vlastějovic nad Sázavou, Sbor. Nár. Muz. (Praha), Ř. B, 18, 89-105

Vlasov, K. A. (1952): Teksturno - paragenetičeskaja klassifikacija granitnych pegmatitov, Izv. AN SSSR, ser. geol., 2, 30 - 55

Žáček, V. (1985): Mineralogie skarnu u Vlastějovic, Diplomová práce, PřF UK Praha

Žáček, V. (1997b): Compositional evolution of garnet in regionally metamorphosed Moldanubian skarn, Vlastějovice, Bohemia – evidence of the preservation of early stages pre-dating regional metamorphism, Věst. Čes. Geol. Úst., 72, 1, 37-48

Žáček, V., Novák, M., Raimboult, L., Zachariáš, J., Ackerman, L. (2003): Locality No. 8: Vlastějovice near Ledeč nad Sázavou. Fe-skarn, barren fluorite pegmatite. Minerals of interest: garnet (F,OH), hastingsite (F), titanite (F,OH), fluorite. – International symposium on light elements in rock forming minerals LERM 2003, Nové Město na Moravě, June 2003, Field trip guidebook  (Novák, M. ed.): 61-70.