Üledékes kőzetek Üledékesnek a természetesen lerakódott üledékből a szárazföldön, a tengerek és óceánok fenekén diagenizált kőzeteket nevezzük
Az üledékképződés a mállás – üledékszállítás – üledék lerakódás – diagenezis
állomásokból áll
Kiinduló kőzet: a magmás, metamorf és az üledékes kőzetek de az élővilág és a vegyi folyamatok is szerepet játszanak. A nyomásnak és a hőmérsékletnek nincsen szerepe (csak közvetetten).
Üledékes kőzetek rendszerezése Üledékes kőzet
Vulkáni üledékes Törmelékes üledékes
-tufa -tufit -tefra
-konglomerátum -homokkő -aleurolit -agyag -lösz -varvit
Vegyi üledékes -sókőzetek -foszforitok -Mn-gumók -vasas üledékek -bauxitok
A kategóriák nem tiszták: lásd márga, tufa, mészkő
Modern osztályozás: -extrabazinális üledékes kőzetek -intabazinális üledékes kőzetek
Biogén üledékes -mészkő -dolomit -márga -kovakőzetek
Mállás Fizikai – kémiai mállás 1. Fizikai mállás
Hatótényezői:
-gravitáció -fagyás-olvadás -növényzet -szél -sókiválás -hőmérséklet ingadozás
Jelentősége: kémiai mállás előkészítése. A kőzet apró darabokra esik: intenzívebb mállás lehetséges
2. Kémiai mállás Kémiai mállás: a légkör a víz és élőlények közti kémiai reakciók, amik megváltoztatják a kőzet részleges, vagy teljes ásványos összetételét. A kémiai mállás fő hatótényezői a víz és a vízben oldott szerves savak. Legfontosabb a szénsav: HCO3-
Típusai: a, Hidrolízis fő kőzetalkotó ásványok mállása:
c, Oldódás főleg mészkőzetekre jellemző
K-földpát+szénsav+víz = kaolin+K+kvarc+víz
kalcit+CO2 = szénsav+Ca2+
Plagioklász+szénsav+víz = kaolin+Ca+Na+kvarc+víz
Eredménye a karsztosodás
b, Oxidáció Pirit+víz+O2 = kénsav+víz+CO2 Kénsav+mészkő=gipsz+víz+CO2 Eredménye: -vízben kolloidok (FeOOH, AlOOH, Si...) -elemek Ca, Mg, K stb. -maradék ásványok kvarc, csillám -másodlagos ásványok: limonit, Mn-oxidok
Szállítás víz-szél-jég
Szállítás módjai
Gravitáció által
Mederhordalék esetében
szuszpenzió
szaltáció szökellés görgetés
A szállítás függ: -szállított anyag mennyisége -szállított anyagszemcsék mérete, alakja -szállított szemcsék anyaga -szállítóközeg viszkozitása -szállítóközeg sebessége
kis és nagyon magas sebesség
Áramló közeg mozgása: közepes sebesség
Üledék lerakódása Üledékszemcse: a lerakódott hordalék anyaga (hordalék, oldatból kicsapódó anyag, szerves anyag, elhalt növények, állatok maradványai)
Üledékszemcsék osztályozása: 1. Idősebb kőzetek szilárd lepusztulási termékei (TERRIGÉN)
Extrabazinális szemcsék
Intrabazinális szemcsék
2. Egyéb szemcsék, amik nem sorolhatók 1-be 2.1. Vulkáni kitörések anyaga (VULKANOGÉN)
2.2. Oldatban érkezik az üledékgyűjtőbe, amit vegyi (KEMOGÉN), vagy élő szervezetekhez köthetı (BIOGÉN) folyamatok választanak ki
Leülepedés Stokes törvénye:
A leülepedés sebessége (V) függ a: -szemcseátmérőtől -szemcsealaktól -a fluidum viszkozitásától De: csak mozdulatlan közegre vagy laminárisan áramló közegre igaz. Valójában számít még a szemcse fajsúlya, alakja, turbulencia. A laboratóriumi kísérletek nehezen vethetők össze egy patakban végbemenő folyamattal
Betemetődés-kőzettéválás Fontos tényező a porozitás és permeabilitás Porozitás: üres hézagtérfogat/ teljes kőzet térfogata
Permeabilitás: -folyadékvezető képesség
Függ: -szemcsealak, -osztályozottság -diagenetikus folyamatok
Töréses porozitás kőzetekben
Diagenezis-kompakció
Oka: rétegterhelés
Eredménye: -vízveszteség -szemcsék tömörödése, -pórusméret csökkenése, -szemcsék deformációja (fokozatos átmenet a kissé átalakult kőzetek felé), -egyes részek részleges visszaoldása
agyag:40%, homok: 10% térfogatveszteség
Diagenezis-cementáció
A pórusokban oldatok vándorolnak: kalcit, dolomit, limonit, kova válhat ki
Összefoglalva, a diagenezis által létrehozott változások: 1. kompakció (tömörödés) 2. részleges oldódás és cementáció 3. porozitás csökkenése 4. üledékvastagság csökkenése (agyag, mésziszap 1/2-1/3) 5. az üledék puha állaga kemény lesz (litifikáció) 6. erózióval szembeni ellenállás növekedése (konszolidáció) 7. biogén alkotók fosszilizációja, deformációja 8. konkréció-képződés 9. speciális esetekben kőszénné válás, szapropél keletkezés
Extrabazinális üledékes kőzetek
Vulkáni üledékes kőzetek Piroklasztitok
I.
Autoklasztitok
Epiklasztitok
Piroklasztit: 75%-ban elsődleges vulkáni anyagot tartalmazó kőzetek. Vulkáni kitöréssel kel. Alkotói: -Juvenilis részek jellemzője, hogy hólyagöregesek: -salak (bázisosabb kőzetek) -horzsakő (savanyú kőzetek) -hamu -Kristályok -Kőzetrészek (lehet rokon és idegen)=xenolit
Piroklasztitok rendszerezése méret szerint Méret >64 mm 2-64 mm
laza anyag blokk bomba lapilli
Kőzet piroklaszt breccsa piroklaszt agglomerátum lapillikő
0,0625-2mm <0,0625 mm
durva hamu finom hamu
durvaszemcsés hamu finomszmcsés tufa
Tufa: olyan kőzetté vált vulkáni kőzet amiben a szemcseméret maximum 2 mm. Tefra: nerm konszolidált laza piroklasztos üledék Tufit: 25-75% vulkáni anyag és egyéb üledék A kitörés típusa: Explozív kitörés (juv fluid)
Freatomagmatikus (+víz)
Freatikus kitörés (maar), nincs klaszt
Kitörés folyamata:
Piroklaszt szórás -salak -horzsakő -hamu
Piroklaszt ár (vulkáni felépítmény összeomlása) -Ignimbrit (horzsakő, nagy mennyiség) -Salakár -Blokk és hamuár
Alapi torlóár -keresztrétegzett híg piroklaszt ár
II. Autoklasztitok
Folyva töredezés III. Epiklasztitok
Lahaar
Törmelékes üledékes kőzetek Az osztályozás alapja: -szemcseméret -szemcse anyaga -szemcse koptatottsága A kőzet mállik: -fizikai mállás (aprózódás) -kémiai mállás (oldódás)
Érettség: annak a mértéke hogy a kőzet mennyire sokat szállítódott és mennyire mállott. A teljesen érett homokkő csak kvarcot tartalmaz. Az egyéb anyagban gazdag homokkő a lepusztulási hely közelségét jelzi. Éretlen <5% agyag Kevéssé érett >5% agyag Igen érett: nincs agyag
Az üledékes kőzetek szemcseméret szerinti osztályozása
A törmelékes üledékes kőzetek ásványtani rendszere Kvarc
Földpát
Anyag
Litoklaszt
Mátrix
Szövet
/Homok
Arkóza
Kőzet törmelék /Aleurolit
A homokkő elnevezése: -kvarchomokkő -kőzettörmelékes homokkő -arkóza A kérdés, mennyire közelítünk a Q csúcs felé De ezt befolyásolja a szemcseméret (észlelhetőség)…agyag
Agyag/
A homokkő elnevezése: -homokkő -aleurolit -homokos agyag/aleurolit -wacke A kérdés, mennyire közelítünk a homokkő csúcs felé
De mire jó ez????
Lepusztulási hely, kor meghatározása a kőzet elhelyezése a Wilson-ciklusban
De mire jó ez???? Lepusztulási hely, kor meghatározása a kőzet elhelyezése a Wilson-ciklusban
Nomenklatúra, osztályozás Klaszt: törmelékes elegyrész Mátrix: a kalsztoknál nagyságrendekkel kisebb elegyrész
Pórus: üres hézagtérfogat
Kék gyantával kitöltött pórus
Cement: Kristályos kiválás a klasztok között, az üledékben képződött
Karbonátcement
Homok a mikroszkóp alatt
0,25mm>ø>0,125 mm
Üledékképződési környezetek
Intrabazinális üledékes kőzetek
Biogén üledékes kőzetek I.
Karbonátok
A., Mészkő: Definíció: Uralkodóan (90%) CaCO3 (kalcit) tartalmú üledékesen képződött kőzet Képződnek tavakban, folyókban, szárazföldön, de legnagyobb mennyiségben a tengerben A mészkövek osztályozása (Folk rendszere): 1. Ortokémiai elegyrészek (üledégyűjtőben keletkeztek) a, Mikrit: biogén eredetű <4µm szemcse b, Mikropátit 4-15µm Mikrit kezdődő átkristályosodásával c, Pátit >15µm Átkristályosodott mikrit 2. Allokémiai elegyrészek: (üledékgyűjtőben keletkezett de szállított elegyrész) a, Intraklaszt: felszakított karbonátiszap b, Peloid: tojásdad alakú krokolit, vagy bioklaszt c, Fosszíliák d, ooidok: kérgezett szemcsék (erősen áramló közeg)
Mikrit
Intrapátit
Oopátit
Pelpátit
Biopátit
Hol képződik a mészkő??? 1. Zátonyokon CaCO3 képződésének feltétele: -jól mozgatott víz -sekély mélység (napfény) -legalább 25°C tengervíz átlagh őmérséklet A mészkő főleg biogén úton, karbonátplatformokon, lagúnákban képződik, tengeri egysejtűek csigák, kagylók, korallok vázából. Hatalmas tömeget alkotnak a nannoplanktonok (egysejtű, fotoszintetizáló növények
mésziszap
Etretat-Franciaország
2. Pelágikus karbonátképződés (mélytengerekban)
Planktonikus mészvázú kokkolitok vázai alkotják az alapvetően jól rétegzett, néhány 100 m vastag mikrites mészkő alapanyagát
sztilolitok és a gumósság a diagenezis során alakul ki (pl. ammonitico rosso, gumós mészkő keletkezése)
3. További mészkőképződési környezetek… Cseppkő, Baradla-barlang
Édesvízi mészkő (tavi) Budai várbarlang
Mésztufagát, Yellowstone NP
…és további mészkőzetek. B., Dolomit: Dolomit CaMg(CO3)2 tartalmú üledékes kőzet amelyik a mészkő diagenezise során képződhet. Bár a tengervíz túltelített dolomitban csak szulfátszegény környezetben, mészkő lecserélésével keletkezhet.
C., Márga: Homok és agyag is keveredik a mészhomokhoz
II. Tűzkő
Tengeri vagy (tavi) képződmény Kemogén úton csak a szárazföldön válik ki: limnoopalit A tengervíz a prekambriumban volt telített SiO2-re: pH változás+vulkáni tevékenység, de nem voltak vázépítő szervezetek
Jelenleg csak kovavázú, planktoni élőlények választják ki: 1. Radioláriák – ebből lesz a radiolarit 2. Diatomák – ebből lesz a diatomit (kovamoszatok) 3. Spongiolit - kovaszivacsok
Kovás iszapok a mélytengerekben képződnek
Szárazföldi eredetű kovatelepek
Vulkánok utómagmás működése: hidrotermális folyamatok
gejzirit, forráskúp, kvarcit Kemogén úton is kicsapódhat!!!
Kemogén üledékes kőzetek
Evaporitok - sókőzetek Képződési környezete: arid forró klíma, tengerpart
A tengervíz nem telített NaCl-re 35%o ez azonos a vérünk sótartalmával Bepárlódás kell Jellemző rétegsora: -Fedősók (szilvin (KCl), karnallit, bischofit) -Kősó (NaCl) -Gipsz -Anhidrit -Mészkő Ehhez teljes bepárlódás kellene, ez ritka. Gyakran ciklikus, a fedősók megjelenése nagyon ritka Gyakran vissza is oldódhat. Élettelen környezet, nincs bioturbáció!
Vasas üledékek 1. BIF (banded iron formation) azaz sávos vasércek. -Csak a prekambriumban képződtek (2,5-1,8 milliárd év) -kemogén úton a tengerből váltak ki: savas közeg, reduktív pH, magas Fe tartalom Eredménye: több 100 m vastag vasérctelep. Lelőhely: Svédország, Szibéria, Ukrajna, Pilbara, Minnesota Rétegsora (oszcilláló): -Tűzkő -agyag -Fe2O3 (hematit) -Fe3O4 (magnetit) A vasoxidban kötött O2 hússzoros a légköri O2-nek Képződés kezdete: O2 krízis Vége: Sudbury becsapódás
2. Minette (oolitos vasérc): Luxemburg, Franciaország, jura korú anyaga: limonit, chamozit
Mangánérc
1. Mangángumók -mélytengerek mélyén -lassú görgetődés, koncentrikus kiválás -3 mm/év növekedési ráta
2. Karbonátos mangánérc -euxin medencékben, Mn a hidrotermákból és a folyókból -MnCO3 (rodokrozit) CO3 a tengervízből -radioláriákkal váltakozó Mn rétegek -Mo.: Úrkút, Eplény
3. Ooidos mangánérc -sekélytenger, hullámverés övben -Mn2+ Mn4+ oxidációjával -MnO2 ooidok
Foszfátos kőzetek Összetétel: Cl- és F- tartalmú apatit (Ca5/F,Cl,OH/PO4/3) Megjelenés: akár 25 cm-es gumók, vagy több 100 m vastag rétegek Eredet: kemogén - oolitok; biogén - pelletek (koprolit) Felhasználás: mőtrágya, gyufa, lıpor gyártás
Metaszomatív guanotelepek pl.: Chile partjai
Kausztobiolitok (szénkőzetek, kőolaj, földgáz) A., Szénkőzetek
B., Szénhidrogének Kiindulási anyag
magasabb rendű szárazföldi vagy mocsári növények: fák, bokrok
elhalt, betemetődött tengeri plankton
cellulóz, lignin
zsír, olaj Képződési környezet
Paralikus vagy limnikus
Mangrove mocsár
Sekély, euxin medence
Szénkőzetek (érés (diaganezis) sorrendjében)
Tőzeg
Képződés: vagy nagyon intenzív vegetáció ami lépést tart a lebontással vagy megfelelően hideg környezet
Lignit -Víztartalma 75% alá csökken -Levelek, gyümölcsök még szabad szemmel felismerhetőek Lelőhely: Torony, Bükkábrány, Gyöngyösvisonta
p, T, t
növekvő fűtőérték
-még üledék -sok növényi alkotóelem, levelek, ágak felismerhetők
Barnakőszén -szilánkos hasadás, kagylós törés -fekete, sávos -35-10% víztartalom Lelőhely: Várpalota, Dorog...eocén medencék
p, T, t
-77% széntartalom -<10% víztartalom -fekete karcszín Lelőhely: Mecseki kőszén: Komló, Pécs
Antracit -enyhén metamorf Lelőhely: Vily-vitány (ÉK-Magyarország)
növekvő fűtőérték
Feketekőszén
Szénhidrogének Képződési környzet: -kontinentális self: sok autotróf plankton gyors betemetődés -euxin medence pl. Fekete-tenger
Kiindulási anyaga magas szervesanyag tartalmú agyagpala A planktonokból kerogén lesz: az üledékes kőzet szerves oldószerekben oldhatatlan anyaga. Mi kell a kőolajhoz és a földgázhoz: a kerogén érése. Feltételei: 1., idő (földtörténeti) 2., hőmérséklet (50°C tól)
Szoros kapcsolat...fordított arányosság
Mélység: általában 1,5-3 km kőolaj esetében 3-4 km földgáz esetén
Miután megért a szénhidrogén....
Akkumuláció: szerkezeti vagy sztratigráfiai csapdában
Köszönöm a figyelmet!!!
