Název:
Numerický model pro vznik magmatických textur a jeho využití ve smrčinském granitovém batolitu
Překlad názvu:
Numerical model for the origin of magmatic textures and its application to the Fichtelgebirge/Smrčiny granite batholith
Autoři:
Špillar, Václav ; Dolejš, David (vedoucí práce) ; Ježek, Josef (oponent) ; Žák, Jiří (oponent) Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok:
2011
Jazyk:
eng
Abstrakt: [eng][cze] Magmatic processes are major agents responsible for the formation and differentiation of the Earth's crust. In contrast to extensive efforts to improve understanding and utility of igneous geochemistry, physical processes of magma differentiation and solidification remain largely unclear. Large variability of igneous textures provides record of these processes and intensive parameters governing the crystallization. In this thesis, we develop quantitative methods, which allow us to better interpret igneous textures in the framework of physics of solidification. We have developed a new three-dimensional model of crystallization from one- component melt driven by homogeneous and heterogeneous nucleation and crystal growth. The predicted textures are quantitatively characterized by crystal size distributions, spatial distribution functions and parameters representing grain contact relationships. The model employs high resolution in a large volume simulation domain in order to produce statistically stable results. Our simulations, performed for various functional forms of nucleation and growth rates with respect to time, imply that (i) crystals are ordered (anti-clustered) on short length scales. This reflects that other crystals already have a finite size at the time of nucleation of younger crystal,...Shrnutí Magmatické procesy představují hlavní činitele podílející se na diferenciaci zemské kůry. Navzdory velkému množství geochemických dat a vysokému stupni porozumění geochemii magmatických hornin, zůstává fyzikální podstata vzniku, diferenciace a krystalizace magmatu do značné míry neobjasněna. Široká variabilita textur magmatických hornin nicméně poskytuje citlivý záznam fyzikálně chemických procesů a vývoje intenzivních proměnných během krystalizace. V této práci se zabývám vývojem kvantitativních metod pro přímé modelování magmatických textur a jejich interpretaci na základě hlavních činitelů - rychlosti růstu a nukleace. Současně jsou výsledky využity pro interpretaci krystalizační historie smrčinského granitového batolitu. Je vyvinut a implementován nový třírozměrný numerický model pro simulaci krystalizace pevné fáze z jednosložkové taveniny, která probíhá mechanizmy homogenní a heterogenní nukleace a růstu zrn. Simulované textury jsou následně charakterizovány pomocí distribuce velikostí zrn, prostorových distribučních funkcí a kontaktních vztahů. Nový model umožňuje provádět simulace velké oblasti taveniny ve vysokém rozlišení, což poskytuje vysokou míru statistické reprodukovatelnosti vypočtených dat. Naše simulace prováděné pro různé funkční závislosti rychlosti nukleace a růstu na čase...
Klíčová slova:
distribuce velikostí zrn; granit; kvantifikace; Magmatická krystalizace; nukleace; numerické modelování; Smrčiny; textury; crystal size distribution; CSD; Fichtelgebirge; granit; Magmatic crystallization; nucleation; numerical modeling; quantification; textures