MINERÁLY - HORNINOTVORNÉ - MINERÁLY -
Environmentální geologie sylabus 2
MINERÁL – JE anorganická homogenní přírodnina, složená z prvků nebo jejich sloučenin o stálém chemickém složení, uspořádaných do krystalové mřížky nebo amorfní (bez krystalové struktury) HORNINA – seskupení různých minerálů, popř. organické hmoty, od minerálů se liší svojí látkovou a strukturní heterogenitou
Ladislav Strnad
HORNINOTVORNÉ MINERÁLY V současné době asi 3500 minerálů Pouze ca 200 tvoří podstatnou část hornin
Krystal
– je pevné těleso jehož stavební prvky (atomy, ionty, molekuly) jsou v prostoru pravidelně periodicky uspořádány
krystalové soustavy Prvky souměrnosti – střed, osa , rovina
Z toho je ca 15 – 20 nejhojnějších, které tvoří drtivou část hornin na zemském povrchu Minerály se liší fyzikálními i chemickými vlastnostmi -barva, tvrdost, štěpnost, krystalový tvar, vryp optické vlastnosti
+ trigonální (klencová)
- chemické složení
Mineralogický systé systém Rozdě Rozdělení lení na zá základě kladě chemické chemického slož složení ení Praktické Praktické uká ukázky
1) Prvky – Au, Ag, Pt, Hg, C-grafit a diamant.. 2) Sulfidy – nejběžnější FeS2, PbS a ZnS 3) Halogenidy – NaCl (halit), CaF2 (fluorit) 4) Oxidy – SiO2(křemen a jeho bar.odrůdy), Al2O3(korund a drahokamové odrůdy) Fe2O3(hematit), skupina spinelů, např. Fe3O4(magnetit) nebo také H2O! Uraninit – UO2
5) Silikáty (křemičitany) – základní strukturní jednotkou je tetraedr (SiO4)4- s atomem Si v centru a 4 atomy kyslíku na jeho vrcholcích - tvoří většinu horninotvorných minerálů Nejběžnější jsou: - skupina živců - 1. draselné - KAlSi3O8 (orthoklas) - 2. sodno-vápenaté - (např. albit, labradorit) - sk. slíd – muskovit a biotit - jílové minerály – kaolinit, mastek - pyroxeny – augit, diopsid - amfiboly – obecný amfibol - granáty – almandin(Fe3Al2(SiO4)3)-nejběžnější, pyrop(Mg3Al2(SiO4)3) – český granát
- sk. Olivínu – (Mg,Fe)2SiO4 (řada forsterit/fayalit) - zirkon ZrSiO4
1
6) Karbonáty (uhličitany) – modifikace CaCO3
HORNINY HORNINOVÝ CYKLUS
(kalcit, aragonit),
MgCO3(magnezit) 7) Sírany – BaSO4(baryt), CaSO4.2H2O(sádrovec) 8) Fosforečnany – Ca5(PO4)3 (apatit) hydroxyapatit – zubní tkáně 9) Organolity – jantar, přírodní asfalt.. A jiné) např. dusičnany, iodidy, arsenidy…
Vyvřelé horniny – MAGMATITY -HLUBINNÉ
Např. žula, diorit, gabro
(intruzivní)
-VÝLEVNÉ (extruzivní)
- Žilné
Např. ryolit, dacit, andezit, bazalt
(tvoří „žíly“, nebo menší tělesa)
Např. žulové aplity, pegmatity (z hlediska objemu pouze malá část magmatitů)
Dva nejč nejčastě astější typy magmatitů magmatitů: (pamatovat!☺ (pamatovat!☺) Z hlubinných – granit (žula) slož ,slídy složení ení: kř křemen,K-živec i plagioklas,slí NEJZNÁMĚJŠÍ ČESKÁ ŽULA: - Mrákotínská žula (Obelisk na Pražském Hradě) -„Liberecká žula“ (velké vyrostlice načervenalých K-živců; např. obklady pražské metro)
Z výlevných – bazalt (čedič edič) slož složení ení: pyroxen, oliví olivín, plagioklas NEJZNÁMĚJŠÍ ČESKÝ BAZALT: Vrch Kozákov, okr. Semily (olivinický bazalt) Vrch Říp (nejedná se úplně o typický bazalt)
V zemské kůře drtivě převažují hlubinné a výlevné magmatity
Typické (primární) deformace magmatických těles
TVARY MAGMATICKÝCH TĚLES
Kvádrovitá odlučnost granitických hornin
Výlevné ČR: Jizera (Jizerské hory)
Žilné
Austrálie: jv. pobřeží Tasmánie
Sloupcovitá odlučnost čedičových hornin
Hlubinné
ČR: Kamenický Šenov
Austrálie: vých. pobřeží Tasmánie
2
(též „metamorfity“)
fylity, zelené břidlice
- vysokoteplotní přeměna
granulity, eklogity
aj. -Dokumentují: -staré kolizní/subdukční zóny neboli konvergentní okraje
Fylit
Rula ca 400 – 600°C Konvergentní okraj Ocean/kontinent
plá sť
vá
Slabě metamorfované
Fylit
Modrá břidlice Amfibolit Eklogit
Silně metamorfované
(chem.)
složení:
Svor Pararula, ortorula Granulit
Během metamorfózy (přeměny hornin) se zásadně nemění původní chemické složení horniny (pokud nedochází k reakci s jinými horninami nebo roztoky), nýbrž dochází k minerální přeměně. Minerály původní horniny se stávají v nových podmínkách (teplota a tlak) nestabilními a přeměňují se (rekrystalizují) v nové fáze, které odpovídají novým termodynamickým podmínkám. Vše je dále silně ovlivněno faktorem ČASu, reakce neprobíhají okamžitě a mají určité časové zpoždění a to směrem do hloubky i k povrchu.
1.Zvětrávání
2.transport
Fyzikální & chemické
3.sedimentace
4.zpevnění/litifikace
- Důležité faktory – vzdálenost transportu
Eklogit
dm-cm
Velikost zrn
µm
Brekcie, slepenec, pískovce, prachovce, jílovce
Složení: granát, pyroxen
ků ra
hn
granitoidního
Klastické sedimenty Nárůst tlaku a teploty
Složení: křemen, plagioklas, granát, biotit (tm.slída)
vrc
složení:
Usazené (sedimentární) horniny
Slabá přeměna tlakem i teplotou (200 – 300°C)
Ne js
(chemického)
ruly, amfibolity
- vysokotlaká přeměna
Ba zal to
bazaltového
Zelená břidlice, fylit
-Dělí se podle teploty a tlaku, při které přeměna neboli rekrystalizace proběhla; Např. - nízkoteplotní přeměna
Příklady metamorfitů vzniklé převážně z hornin:
Teplota a tlak
Přeměněné (metamorfované) horniny
Silná přeměna tlakem (30 kbar) i teplotou (>700°C), setřen původní charakter horniny, zachováno pouze chem.složení
ějš í
Pískovcová „skalní města“
Evapority – vzniklé odpařováním mořské vody např.vrstvy solí (NaCl, KCl) nebo sádrovec
(CaSO4.2H2O)
Ukládání klastických sedimentů přinesených např. říčními toky z pevniny
Hrubá zrna Nejjemnější zrna
ČR: pískovcové skalní město Adršpach
AU: vrstvy soli kamenné, Solná jezera, J.Austrálie
ČR: pískovcové Prachovské skály AU: vápnité pískovce tvořící pobřeží Jižní Austrálie erodované činností moře poskytují znovu materiál pro vznik nových klastických sedimentů (viz. horninový cyklus)
Ukládání odumřelých organizmů probíhá po obou stranách útesu
Korálov ý útes
Vznik karbonátů v okolí korálového útesu Vznikají typické organodetritické vápence
Ukládání evaporitů srážením z mořské vody
V částečně uzavřené pánvi tropické oblasti dochází k silnému odparu a srážejí se evapority; např. vrstvy NaCl, KCl nebo sádrovce.
3
Princip superpozice v sedimentárních horninách - je zachován pouze pokud není narušen tektonickými pohyby!
Idealizovaný profil – Grand kaňon Zjevně přerušený sled hornin (např. vrásněním, erozí aj.) s následnou sedimentací nových vrstev = vzniká úhlová diskordance vrstev
Sekvence sedimentárních hornin
„Mladší sedimenty“
„starší sedimenty“
Starší sedimenty jsou ukloněny, erodovány a nasedají na ně vodorovně mladší vrstvy sedimentů.
U nás funguje např. v tzv. platformním pokryvu (sedimentární sled od Permu po holocén), který není výrazně tektonicky postižen
V podloží (nejstarší z celého profilu) jsou černé metamorfity s žílami intruziv.
Nejmladší horninou je bazaltová žíla s výlevem – Proč ? (proráží horninový sled a vylévá se na dno vodní erozí vzniklého koryta řeky Colorado)
GEOSYNKLINÁLA
VRÁSOVÉ DEFORMACE HORNIN
Rozsáhlý sedimentační prostor s velkou mocností sedimentů Boční tlak na pánev, způsobený např. pohyby zemských desek
antiklinála synklinála
Např. konvergentní okraje (oblasti kolize desek) PŘESMYK
Příklad „ležaté vrásy“
PROCES PŘI KTERÉM VZNIKAJÍ VRÁSY = VRÁSNĚNÍ
PŘÍKLAD TÉMĚŘ SYMETRICKÝCH VRÁS z ALPINSKÉ MEDITERÁNÍ OBLASTI (Řecko)
V minulosti např: Tzv. praoceán Tethys a Paleotethys (oceán mezi Gondwanou a Laurasií, tj. zhruba mezi dnešní Afrikou a Evropou. Produktem jsou např. Alpy v případě Tethysu nebo mnohem starší tzv. Variscidy v případě Paleotethysu (dnes značně erodované či překryté Alpami); Variské horstvo vystupuje např. v „Českém masívu“ (přibližně odpovídá území Čech). Dnešní Mediteran (Středozem. Moře) je zbytek praoceánu Tethys, ze kterého se vyvrásnilo alpské pohoří.
ZLOMOVÉ DEFORMACE HORNIN PŘESMYK
POKLES
HORIZONTÁLNÍ POSUN PŘÍKOPOVÁ PROPADLINA
HRÁSŤ
4
Příklady nejznámějších regionálních zlomových deformací
Česká republika – z geologického hlediska tvoří
Velká příkopová propadlina Táhnoucí se od Mrtvého moře přes Rudého moře do východní části Afriky A
Zlomové pásmo ra bs k
San Andreas v Kalifornii á
ai
de sk a
e Sev
Si n
dvě hlavní jednotky
Horizontální posun
r oa
a
ka
ka de s
Nejníže položené místo na otevřené souši – Mrtvé moře (-400 m.n.m.)
es ád rick me
á de sk
á ifick Pac
Afric k
Tzv. Český Masív
Západní část = (Čechy,Slezsko,z. Morava)
Součást Evropských Variscid
Vyvrásněny během variského vrásnění Před ca 380 – 300 mil. let Stará horstva na sever od Alp, Dnes převážně zaniklá erozí
Tzv. Karpatská soustava
Východní část = (j. a vých. Morava; Beskydy Vyvrásněny během alpinského vrásnění Před ca 95 – 5 mil. let
5
