Bevezetés a kőzettanba 6. Üledékes kőzetek Földtudományi BSc szak Dr. Harangi Szabolcs tanszékvezető egyetemi tanár ELTE FFI KőzettanKőzettan-Geokémiai Tanszék
0-502 szoba, e-mail: szabolcs.harangi@
[email protected] http:// petrology.geology.elte.hu// http://petrology.geology.elte.hu 20062006-2009. Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 1 / 41
Üledékes kőzetek 6. Üledékes kőzetek típusai és képződésük Üledékes kőzetek a Kárpátmedencében
Felhasználva Dr. Szakmány György (ELTE Kőzettan-Geokémiai Tsz.) és Dr. Hartai Éva (Miskolci Egyetem) tananyagait is Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 2 / 41
1
Üledékes kőzetek: definíció Föld felszínén és felszínközelben alkalmazkodás a fizikai és kémiai környezethez Kőzetek felaprózódnak/ásványai elbomlanak ⇓ a mállott anyag elszállítódik ⇓ az üledék lerakódik, felhalmozódik ⇓ az üledék tömörödik, megfelelő körülmények között kőzetté válik Üledé ledékes ciklus Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 3 / 41
Üledékes kőzetek: definíció
kőzetek mállásával, a mállott anyag szállításával, majd az üledék lerakódását követően a kőzettéválás (diagenezis) folyamata révén létrejött képződmény
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 4 / 41
2
Üledékes kőzetek az üledékes kőzetek megjelenése sokféle…
függ az elbomló kőzettől és az üledékes ciklus folyamataitól Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 5 / 41
Mállás Kőzetek szétesése kisebbkisebb-nagyobb darabokra, darabokra,illetve elegyrészeik oldatba kerülése. kerülése. A mállás fajtái: fajtái: 1.
Fizikai mállás (aprózódás) → kőzettörmelékek, ásványtöredékek keletkezése
2.
Kémiai mállás (+ biológiai folyamatok segítik) oldószer: víz + benne oldott anyagok →savas kémhatás →erős oldóhatás
Atmoszféra Bioszféra
⇔
Litoszféra
Hidroszféra kölcsönhatása
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 6 / 41
3
Mállás Kőzetek szétesése kisebbkisebb-nagyobb darabokra, darabokra,illetve elegyrészeik oldatba kerülése. kerülése.
Hartai É. (2003) nyomán Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 7 / 41
Mállás 1.
Fizikai mállás kőzetek mechanikai aprózódása külső erők hatására (kémiai összetételük nem változik meg)
•
Inszolációs (hőmérséklet változása, napsugárzás)
•
Fagyhatás
•
Szél hatása (defláció)
•
Növények gyökereinek hatása
•
Hullámverés (abrázió)
Elsősorban száraz klímán hat. (A nedves klíma a kémiai mállást segíti elő)
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 8 / 41
4
Mállás 1.
Fizikai mállás kőzetek mechanikai aprózódása külső erők hatására (kémiai összetételük nem változik meg)
Szent György-hegy
Hawaii Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 9 / 41
Mállás 1.
Fizikai mállás kőzetek mechanikai aprózódása külső erők hatására (kémiai összetételük nem változik meg)
Tapolcai-medence
Badacsony
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 10 / 41
5
Mállás 2.
Kémiai mállás kőzetek ásványai felszíni viszonyok között instabillá válnak, vizes közegben feloldódnak (a kőzet kémiai összetétele megváltozik)
Mállási tényezők: •
Esővíz hatása: CO2 oldódása → savas kémhatás (erős oldószer) H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-
•
Élőlények hatása (baktériumok, zúzmók, algák, elhalt élőlények) Élettevékenység + bomlás → erős savak
•
Szulfidok mállása (pl pirit, FeS2) kőzetben kevés, de bomlásukkor igen erős savak keletkeznek
Elsősorban nedves klímán hat
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 11 / 41
Mállás 2.
Kémiai mállás kőzetek ásványai felszíni viszonyok között instabillá válnak, vizes közegben feloldódnak (a kőzet kémiai összetétele megváltozik) Oldódás
pl. karsztosodás folyamata: karbonátos kőzetek feloldása, barlangok, üregek kialakulása CaCO3 + H2CO3 → Ca2+ + 2 HCO3-
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 12 / 41
6
Mállás 2.
Kémiai mállás kőzetek ásványai felszíni viszonyok között instabillá válnak, vizes közegben feloldódnak (a kőzet kémiai összetétele megváltozik) Oxidáció Oxigén jelenlétében megváltozik bizonyos ionok vegyértéke pl. 4 FeO + O2 + 2 H2O → 4 FeO(OH) 2 FeO(OH) → Fe2O3 + H2O
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 13 / 41
Mállás 2.
Kémiai mállás kőzetek ásványai felszíni viszonyok között instabillá válnak, vizes közegben feloldódnak (a kőzet kémiai összetétele megváltozik) Hidrolízis Kőzetalkotó ásványok átalakulása gyengén savas vízzel való reakció során pl. H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3⇓
ásványokban lévő alkáli- és alkáli földfém elemeket kiszorítja, helyettesíti; a Na+-t, K+-t és Ca2+-t a víz elszállítja például: 4 KAlSi3O8 + 4 H+ + 2 H2O → 4 K+ + Al4Si4O10(OH)8 + 8 SiO2 kaolinit
agyagásványképződés (sziallitos mállás)
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 14 / 41
7
Mállás 2.
Kémiai mállás
Mállékonysági sorrend •
Színes elegyrészek: Olivin > Piroxén > Amfibol > Biotit
•
Színtelen elegyrészek: Ca plagioklász > Na plagioklász > káliföldpát > kvarc
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 15 / 41
Mállás 2.
Kémiai mállás
Kőzetüveg-gazdag tufából ⇒ montmorillonit-tartalmú kőzet (bentonit)
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 16 / 41
8
Mállás 2.
Kémiai mállás kőzetek ásványai felszíni viszonyok között instabillá válnak, vizes közegben feloldódnak (a kőzet kémiai összetétele megváltozik) Hidrolízis További intenzív mállás meleg, nedves éghajlaton, trópusi környezetben: Al4Si4O10(OH)8 + 2 H2O → 2 Al(OH)3 + 2 AlO(OH) + 2 SiO2 gibbsit, goethit Al-gazdag üledék képződése → bauxit (allitos mállás)
Laterites talaj Braziliában Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 17 / 41
Mállás: talaj Felszíni kőzetek felső részének fizikai és kémiai mállása, a kőzetmálladék keveredése a biológiai hatásra keletkező szerves anyaggal Szerves anyag forrása: elhalt növényi és állati maradványok
A-réteg: kilúgzási szint B-réteg: felhalmozódási szint
C-réteg: aprózódó szálkőzet
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 18 / 41
9
Mállás: talaj Felszíni kőzetek felső részének fizikai és kémiai mállása, a kőzetmálladék keveredése a biológiai hatásra keletkező szerves anyaggal Szerves anyag forrása: elhalt növényi és állati maradványok
Hartai É. (2003) nyomán Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 19 / 41
Szállítás
Erózió: szállítás közben a szállító közeg energiájától függően kivési a felszínt
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 20 / 41
10
Szállítás
Folyóvízi szállítás és erózió
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 21 / 41
Szállítás Szállított üledék szemcsemérete, osztályozottsága függ a szállító közeg energiájától Jég → Víz → Szél Osztályozottság nő Szemcseméret csökken
Durvatörmelékes moréna
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
Szélfújta homok
dia - 22 / 41
11
Üledék lerakása Fizikai vagy kémiai gát
Szállító közeg energiája nagy mértékben csökken
Környezet (pH, redox viszonyok, hőmérséklet stb.) megváltozása
⇓
⇓
Szemcsék leülepedése
Oldott anyag kicsapódása
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 23 / 41
Üledék lerakása Fizikai vagy kémiai gát
Szállító közeg energiája nagy mértékben csökken
Környezet (pH, redox viszonyok, hőmérséklet stb.) megváltozása
⇓ Szemcsék leülepedése
⇓ Oldott anyag kicsapódása
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 24 / 41
12
Üledék lerakása
Hartai É. (2003) nyomán
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 25 / 41
Üledék lerakása
A gyengén szénsavas vizek oldóképessége üregbe érkezve lecsökken, és az oldott ionok kiválnak: pl. cseppkövek képződnek
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 26 / 41
13
Üledékképződési környezetek
Hartai É. (2003) nyomán
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 27 / 41
Üledékképződési környezetek
Hartai É. (2003) nyomán Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 28 / 41
14
Kőzetté válás (diagenezis) A laza, általában nagy víz-tartalmú üledék tömörödés (vízvesztés) és cementáció következtében tömör kőzetté alakul Lerakódás ⇓ Betemetődés ⇓ Tömörödés (pórustérfogat csökken) ⇓ Összenyomódás (kompakció) ⇓ Cementáció (a pórusokban tárolódó, majd onnan kipréselődő vizek/oldatok reakcióba lépnek az üledékanyaggal, ún. cementáló ásványok jönnek létre, mint pl. kvarc, kalcit, agyagásványok, hematit) Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 29 / 41
Üledékes kőzetek: osztályozás
Törmelékes üledékes kőzetek További osztályozás szemcseméret szerint: • agyagkő • homokkő • breccsa, konglomerátum
Vegyi és biogén üledékes kőzetek
Szerves üledékes kőzetek
További osztályozás összetétel szerint:
További osztályozás összetétel szerint:
• karbonátos kőzetek (mészkő, dolomit
• kőszén • kőolaj
• sókőzetek (evaporitok) • kovakőzetek
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 30 / 41
15
Törmelékes üledékes kőzetek
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 31 / 41
Törmelékes üledékes kőzetek
breccsa
homokkő Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
konglomerátum
aleurolit dia - 32 / 41
16
Törmelékes üledékes kőzetek Konglomerátum, breccsa, homokkő:
Agyagkőzetek
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 33 / 41
Vegyi és biogén üledékes kőzetek
Hartai É. (2003) nyomán
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 34 / 41
17
Vegyi és biogén üledékes kőzetek Karbonátos kőzetek
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 35 / 41
Szerves eredetű üledékes kőzetek
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 36 / 41
18
Üledékes kőzetek Magyarországon Konglomerátum: Kőszegi-hegység (Cák) Upponyi-hegység (Nekézseny) Mecsek (Jakab-hegy) Bakony
A nekézsenyi konglomerátum
A jakab-hegyi konglomerátum
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 37 / 41
Üledékes kőzetek Magyarországon Homokkő: Balaton-felvidék Mecsek Budai-hegység
A cserdi (Mecsek hg) homokkő
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
A balaton-felvidéki vörös homokkő
dia - 38 / 41
19
Üledékes kőzetek Magyarországon Mészkő: Pilis
Mecsek
Bakony
Villányi-hegység
Gerecse
Soproni-hegység
Bükk
Aggteleki-karszt
Domoszlói mészkő
Sümegi mészkő
Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 39 / 41
Üledékes kőzetek Magyarországon Dolomit:
Budai-hegység Pilis Bakony Gerecse
Tipikus ún. fődolomit a Bakonyból Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 40 / 41
20
Üledékes kőzetek Magyarországon Márga:
Budai-hegység Pilis Bakony
Az arácsi márga a Bakonyból Harangi Sz. (2006-2009): Bevezetés a kőzettanba: 6. Üledékes kőzetek
dia - 41 / 41
21
