Teorie vrstvy
Vasilis Teodoridis
• vrstva – deskovité těleso tvořené horninou sedimentární (nejčastější pojetí), magmatickou, metamorfní nebo i ledem; je přibližně rovnoběžná k povrchu okolních horninových jednotek a je zřetelně vymezená vůči svému nadloží a podloží (litologicky), tj. spodní a svrchní vrstevní plochou ; tzv. vrstevní spáry – mezery mezi vrstvami • vrstevní sled – soubor po sobě jdoucích vrstev, na základě různé litologie členíme na skupina, souvrství, člen (tj. vrstvy) a vrstva „zákon superpozice“ x v tektonicky aktivní oblasti – překocený, převrácený vrstevní sled
• mocnost vrstev – kolmá na obě vrstevní plochy (tloušťka), dělí se na lupenité (X mm), deskovité (X cm), lavicovité (X dm) ; rudní lože, sloj, vyklínění vrstvy, nasazení vrstvy, čočka… • vrstvy vznikají procesem sedimentace (rychlost, hiát) exogenní geologie
Vrstevnatost vs břidličnatost • vrstevnatost (stratifikace) – členění na jednotlivé vrstvy, základní vlastnost sedimentárních hornin (litologická diferenciace) – masivní (nad 100cm), hrubě lavicovitá (50-100 cm), lavicovitá (10-50 cm), deskovitá (1-10 cm), laminovaná (2 mm-1 cm), tence laminovaná (pod 2 mm)
• břidličnatost (foliace) – dělitelnost horniny podle rovnoběžných puklin vzniklé sekundárními tlakovými procesy, paralelní nebo diagonální na původní vrstevnatost sedimentárních nebo magmatických hornin • zvrstvení – uspořádání sedimentárního materiálu uvnitř vrstvy, dílčí uspořádání vrstviček, resp. lamin – a) horizontální (paralelně s vrstevnatostí); b) čočkovité (rychlé vyklínění na obě strany); c) proudové (orientované ve směru proudění - čeřiny); d) šikmé, diagonální (diagonálně na vrstevnatost) – eolické, fluviální sedimenty; e) gradační (deltové sedimenty)
diagonální
proudové
• povrch vrstevních ploch – rovný, hladký, fosilie, ichnofosilie – bioglyfy, mechanoglyfy (čeřiny, bahenní praskliny, otisky dešťových kapek)
gradační
• „Stratigrafie“ - popisuje vrstevy, definuje tvar, složení a časové vztahy jednotlivých horninových komplexů na základě jejího obsahu (lito-, bio-, chrono- magneto- etc.);
• člení vrstevní sled na jednotlivé stratigrafické jednotky, tj. trojrozměrné horninové těleso, které se svými specifickými znaky liší od svého podloží a nadloží (stratopy, paratyp, stratigrafická hranice) – rozhraní 2 stratigraf. jednotek – konkordance vs diskordance – skrytá x úhlová (hiát, transgrese, regrese – sekvenční stratigrafie)
skrytá diskordance úhlová diskordance
• důležitou charakteristikou geologických procesů je ČAS, resp. stáří jednotlivých procesů: 1) „absolutní“ datování – pomocí tzv. radiometrických metod, které využívají konstantního poločasu rozpadu nestabilních izotopů některých radioaktivních prvků (např. KAr, UPb, ThPb, SmNd atd.)
2) „relativní datování“ – předmětem stratigrafie, funguje na základě metody časových korelací, tj. porovnání horninových komplexů na základě jejich dobře definovaných znaků: a) fyzikální: elektrický potenciál, odpor hornin, polarita magnetismu.
b) chemické: poměry izotopů /O, C, S, Sr/, stopové prvky, těžké minerály). 4 „zákony“ stratigrafie: 1. zákon superpozice – Nicolaus Steno (1669),
2. zákon stejných zkamenělin – William Smith (1815), 3. zákon protínání geologických těles, 4. zákon irreverzibility vývoje (evoluce) – Darwin (19. stol.).
Geologické mapování – zobrazování geologické situace do roviny
• směr vrstvy - průsečnice vodorovné roviny s nakloněnou plochou, • sklon vrstvy - určen přímkou největšího spádu (spádnice) - inklinoměr
zobrazování plošných prvků
Struktury a deformace zemské kůry
Vasilis Teodoridis Praha 2008
• deformace - změna tvaru, objemu těles způsobená vnějším napětím • struktura - prostorové uspořádání reálných (atomy v krystalové mřížce) i abstraktních prvků (osa vrásy) • dle měřítek - mikroskopické (X μm – X mm, minerální zrna a jejich agregáty); - mezoskopické (X m, vrásy, zlomy, pukliny); makroskopické (X0 m až X km), megaskopické (X0 až X00 km, pásemná pohoří, rifty, středooceánské hřbety) • studuje - strukturní geologie, strukturní petrologie, tektonika a geotektonika
A. primární struktury - struktury a textury hornin vznikají současně s horninou, odrážejí podmínky vzniku (např. zvrstvení u sedimentů, přednostní orientace minerálů u vyvřelin atd.)
B. sekundární struktury - naložené na původní struktury vznikají působením vnějších sil (deformací)
a) netektonické - vznikají blízko povrchu, většinou vlivem gravitace
b) tektonické - vznikají působením endogenních sil, které jsou vyvolány pohyby hmoty v zemské kůře
A. Netektonické struktury - vznikají mělce pod povrchem většinou v nezpevněných nebo slabě zpevněných sedimentech 1. diagenetické struktury • konkrece - vznikají vysrážením z roztoků kolem krystalizačního centra, koncentrická stavba, kulovitý nebo elipsoidní tvar • stylolity – zubovité švy, vznikají tlakovým rozpouštěním hornin (karbonáty), orientovány kolmo na působení tlaku • kompakční struktury – různá kompakce hornin (rašelina vs písek) •klastické žíly – plastičtější materiál (jíl) je vytlačován tlakem nadložních vrstev po puklinách („intruzní žíly“).
2. gravitační struktury • půdotoky (solifukce) – pohyb vodou nasycené části půdy (transport na znační vzdálenosti, vysoká unášecí schopnost) • hákování vrstev – ohyb navětralých vrstev ukloněných proti svahu po spádnici svahu
hákování vrstev
soliflukce
• gravitační skluzy, sesuvy – subaerické nebo subakvatické, vznikají po překroční pevnosti ve smyku • diapirové struktury – zatížení extremně plastických materiálů s nízkou hustotou a jejich následné pronikání podél tektonických poruch (solné diapiry)
skluz
diapry
3. glacitektonické struktury • mrazové klíny – klínovité útvary vznikající účinky rozmrzání a
zamrzání ledu, vyplněné různými sedimenty, indikace chladného niválního klimatu • kryogenní deformace – plastické deformace povrchové části půdy periodicky rozmrzající, glaciální deformace – „provrasnění“ během zatížení ledovcem
mrazové klíny
glaciální deformace
B. Tektonické struktury - vznikají působením napětí, které je vyvoláno endogenními silami
• napětí - síla na jednotku plochy působící kolmo (tlak,tah) nebo šikmo (střih), způsob deformace je dán reologickými vlastnostmi hornin
a) elastická deformace - těleso se po vyznění napětí vrátí do původního stavu
b) plastická deformace - těleso zůstává trvale deformováno, nedochází k porušení jeho celistvosti
c) křehká deformace - dochází k porušení celistvosti, vzniká nespojitost (puklina, zlom) podél níž může dojít k pohybu
elastická deformace
křehká deformace plastická deformace
spojité (konjunktivní) struktury, nespojité (disjunktivní) struktury
Ia. Spojité (konjunktivní) tektonické struktury - planární 1. vrásy - vznikají plastickou deformací v kompresním režimu hlavní strukturní prvky určující polohu vrásy v E3: vrásová osa,
osní rovina vrásy, ramena vrásy • geneze: ohyb vrstev zkracování prostoru paralelně s průběhem vrstev nebo nerovnoměrné zatížené (šikmé nebo kolmé); deformace preexistujících vrás • tvar sinusoidy, antiklinála, synklinála (inflexní bod, vrchol /hřeben, kýl/, osní rovina, amplituda, rameno /křídlo/)
• klasifikace vrás podle sklonu osní roviny: přímé
antiklinála
překocené
synklinála šikmé
ležaté
hřibovitá vrása
vějířovité vrásy
kufrovitá vrása
zklikacené vrásy
uzavřené vrásové struktury -
brachysynklinály a brachyantiklinály
brachyantiklinály vs brachysynklinály
• prostý ohyb (flexura)
• disharmonické vrásnění - je dáno odlišnou vrásnitelností hornin kompetentní (obtížně vrásnitelné, rigidní) horniny se střídají s
nekompetentními
ropná past ve vrcholu antiklinální struktury • kliváž - systém hustě vyvinutých, vzájemně paralelních sekundárních ploch (domén), které oddělují úzké intenzivně přepracované zóny (litony) vznikající působením orientovaného tlaku na horninu, - vznikají během pozdně diagenetických, anchimetamorfních nebo metamorfních podmínek
kliváž
Ib. Spojité (konjunktivní) tektonické struktury - lineární a) minerální lineace – přednostní uspořádání minerálů sloupcovitého habitu na plochách břidličnatosti (foliace) ve směru magmatického toku či růstem ve směru nejmenšího napětí u metamorfovaných hornin. b) lineace roztažení – vzniká deformací minerálů ve směru působení napětí
c) intersekční lineace – vznikají protínáním dvou systému ploch (např. kliváž a vrstevnatosti) d) svraštění (krenulace) – vznik „mikrovrásek“ na vrstevních plochách v kompresním režimu u silně anizotropních rigidních minerálů e) striace (rýhování) – vznikají vzájemným třením zlomových ploch o sebe
budináž - vzniká v extenzním režimu, dochází k rozdělení
původně souvislé vrstvy na segmenty, které jsou odděleny okolní plastickou horninou
„Pinch and swell“ budináž
střižná budináž
II. Nespojité (disjunktivní) struktury • vznikají křehkou deformací, dochází k porušení souvislosti deformovaného tělesa -
pokles
pukliny, zlomové struktury
zdvih, přesmyk
horizontální posun
• poklesový zlom - vzniká v extenzním režimu • tektonické zrcadlo - ohlazením zlomových ploch
• příkopy a hrástě vznikají v extenzním režimu na poklesových zlomech
• horizontální posun - vznikají v kompresním i extenzním režimu, pravostranný a levostranný horizontální posun
• příkrovy - dojde-li k pohybu podél násunových zlomů na vzdálenost větší než 5 km, tektonická okna, bradla allochton
autochton
bradlo
tektonické okno
!!! FIN !!!
