Sedimentární horniny Přednáška 4
RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ e-mail:
[email protected]
1
Sedimentární horniny -
nejrozšířenější horniny na zemském povrchu
-
na rozdíl od hornin magmatických → geneze (vznik) za atmosférických teplot a tlaků
-
na jejich stavbě se podílí zejména materiál vzniklý zvětráváním starších hornin
-
od zvětralin (reziduí) se sedimentární h. odlišují → během jejich geneze došlo k transportu zvětralého materiálu, jeho třídění a opracovávání 2
Sedimentární horniny Vznik → několik fází -
zvětrávání (rozpad, rozklad) hornin → magmatických, metamorfovaných nebo starších sedimentárních
-
transport zvětralého materiálu (voda, vzduch, ledovec) ve formě částic nebo v roztoku
-
sedimentace (usazování) transportovaného materiálu v sedimentačních prostředích → akumulace částic nebo precipitace (srážení) minerálů z roztoku
-
diageneze (zpevňování) sedimentovaného materiálu → kompakcí (stlačením) nebo tzv. cementací (vysrážení minerálů v pórech klastických sedimentů) 3
Zvětrávání Fyzikální (mechanické) -
pochod, při kterém dochází k rozpadu hornin, aniž by nastaly výraznější změny v jejich chemickém složení
-
hlavní příčiny fyzikálního zvětrávání → působení změny tlaku nebo teploty (každá hornina má určitou teplotně-tlakovou mez → její překročení → porušení hornin) -
∆ tlaku → např. vstup kapalné vody do puklinového systému horniny → zamrznutí (zvětšení objemu) → zvětšení puklin
-
∆ teploty → např. vlivem ohřívání horniny → expanze (roztahování), chladnutí → kontrakce (smršťování), v extrémních případech až roztrhání horniny (typické pro pouště – ∆ T den/noc až 60 °C) 4
Zvětrávání Fyzikální (mechanické)
tzv. mrazové zvětrávání granitu →
5
Zvětrávání Chemické -
dochází k rozkladu určitých horninotvorných minerálů a následnému vzniku minerálů nových
-
závislé na teplotě a vlhkosti → čím jsou obě veličiny vyšší → rychlost chemického zvětrávání vyšší
-
základní chemické procesy → rozpouštění, hydratace, iontová výměna, oxidace/redukce, reakce s organickou hmotou (často vzájemné spolupůsobení)
6
Zvětrávání Chemické -
např. → atmosférická H2O reaguje se vzdušným CO2 → vznik slabé kyseliny H2CO3 → reakce s CaCO3 a vznik rozpustného Ca(HCO3)2 → rozpouštění vápenců a vznik krasů
-
např. → reakce živců v kyselém, vlhkém a teplém prostředí → hydrolýza → vznik jílových minerálů 2NaAlSi3O8 + 2CO2 + 11H2O → Al2Si2O5(OH)4 + 2Na+ + 2HCO3- + 4H4SiO4
albit
kaolinit
7
Zvětrávání Chemické
Jihočínský kras (Čína)
8
Zvětrávání Biologické -
uplatňují se zde životní pochody organismů (včetně mikroorganismů)
-
např. → stromy svým kořenovým systémem mechanicky rozrušují horninový podklad za účelem své výživy → uvolňování slabých organických kyselin → mobilizace bazických kationtů (Ca2+, K+, Na+ apod.) + následný příjem
-
9
Zvětrávání Biologické
Mountain Hemlock (Kanada)
10
Transport zvětralin
-
největší množství materiálu na Zemi → přemísťováno pomocí H2O
-
zbylá část → transport větrem, ledovcem, gravitací
-
transport H2O a větrem → sedimenty relativně dobře zrnitostně vytříděné → pravidelnější vnitřní uspořádání
-
transport ledovci a gravitací → třídící účinky nízké 11
Sedimentační prostředí Dle místa sedimentace → - mořské → převážná část sedimentů, sedimentace (usazování) zde probíhá mechanickým tříděním částic přinesených z pevniny, a dále chemickým a biochemickým srážením z mořské H2O - kontinentální → sedimentace probíhá na souši nebo ve H2O prostředí - eolické sedimenty - svahové s. - ledovcové s. - říční - jezerní - (pobřežních lagun)
12
Mořské sedimenty (prostředí) Dělení dle hloubky -
litorální (pobřežní) → cca 0-20 m, velice dynamická zóna → vliv vlnění + přílivo-odlivového proudění, sedimenty generované erozí mořského dna a břehů + terigenní (pevninský) materiál přinesený řekami
-
neritické → cca 20-200 m (šelf), směrem do pánve → snižuje se množství terigenního klastického materiálu, přibývá zde jemnozrnný materiál a chemogenní sedimenty (dominantně karbonáty → korály), rychlost sedimentace → pomalejší
-
bathyální → 200-2000 m (tzv. kontinentální svah), neprojevují se zde účinky vlnění, materiál přemísťován účinky gravitačních proudů (turbiditů) a skluzů → schopné transportu na velké vzdálenosti, dominantně jemnozrnné písky a jíly 13
Kontinentální sedimenty Eolické sedimenty -
transportní médium → vzduch
-
prachovité → typickým zástupcem tzv. spraše → tvořeny jemným ostrohranným prachovitým materiálem, vysoký obsah karbonátů, typické sedimenty periglaciálních (zaledněných) oblastí, u nás glaciální období kvartéru
-
písčité → na rozdíl od prachovitých s. tvoří tvarem i uspořádáním charakteristická tělesa → písečné duny (písečný přesyp), vznik v oblastech srážkového deficitu případně extrémního výparu
14
Kontinentální sedimenty Eolické sedimenty
písečná duna (Maroko)
15
Kontinentální sedimenty Svahové sedimenty -
výskyt → v podhůří nebo na úpatí svahů
-
vznikají gravitačními pohyby zvětralin na svazích působením ronu (stékání vody), soliflukcí (pomalý pohyb půdního a zvětralinového materiálu po svahu), sesouváním (přemísťování horninových hmot působením gravitace)
-
zrnitost → hrubé až jemnozrnné
-
vznik tzv. dejekčních (aluviálních) kuželů nebo kamenných moří
16
Kontinentální sedimenty Svahové sedimenty
dejekční kužel (Seton Lake, Kanada)
17
Kontinentální sedimenty Svahové sedimenty
kamenné moře (Brdy, ČR)
18
Kontinentální sedimenty Ledovcové sedimenty -
typické nevytříděností materiálu
-
ledovce → pevninské vysokohorské
-
pevninské → dosahuje velkých rozměrů, jeho mocnost může činit až X000 m, např. Grónsko, Antarktida (v současnosti největší pevninský ledovec)
-
vysokohorské → vznik ve vyšších nadmořských výškách, tvorba tzv. ledovcových splazů, kterými sestupují do údolí, tvar ledovcového údolí má tvar písmene U 19
Kontinentální sedimenty Ledovcové sedimenty -
akumulace materiálu vzniklé činností ledovců → morény (bazální, boční, čelní)
-
vlastní sediment morén → till (nezpevněný), tillit (zpevněný) → kamenitý až jílovitý sediment, značně nevytříděný
20
Kontinentální sedimenty Říční sedimenty -
sedimenty ukládané v údolích vodními toky stálými nebo periodickými
-
horní tok → říční údolí zpravidla tvar písmene V, erozivní činnost dominantně hloubková, horninové úlomky transportovány vlečením → intenzivní opracovávání horninového materiálu
-
střední tok → řeka eroduje do stran, vznikají meandry (zákruty), dochází k ukládání sedimentů → vznik tzv. aluviálních niv
-
dolní tok → sedimentace převažuje nad erozí, vznik aluviálních rovin, sedimenty dominantně hlinito-písčitého charakteru 21
Kontinentální sedimenty Říční sedimenty -
zvláštním typem říčních sedimentů → říční štěrkové terasy zrnitostní složení → jíl, písek, štěrk (kombinace dle konkrétních podmínek vzniku)
-
vznik říčních teras na území ČR → vysvětlován klimaticky → střídáním teplých a chladných období (pleistocén)
-
chladná období → v řekách přítomno málo vody, její transportní kapacita byla nízká, docházelo k ukládání materiálu
-
teplá období → v řekách přítomno vlivem tání velké množství vody, výrazná erozní činnost a vznik nové sedimentační báze dalších sedimentů 22
Kontinentální sedimenty Říční sedimenty
říční terasy (Kazbegi, Gruzie)
23
Kontinentální sedimenty Jezerní sedimenty -
charakteristické klidnou sedimentací, dominantně ze suspenze
-
zrnitostní složení → jemné písky, jíly, slíny apod.
-
u jezerních sedimentů často patrná → horizontální laminace → horizontální zvrstvení odrážející klimatické změny (např. střídání světlých a tmavých jílů) nebo změny v přínosu materiálu
-
v některých jezerech se uplatňuje i chemogenní sedimentace → srážení solí (např. sádrovec), vápenců, železných rud apod. 24
Kontinentální sedimenty Jezerní sedimenty
Lago Cardiel (Argentina)
25
