USAZENÉ HORNINY = SEDIMENTY
VZNIK SEDIMENTŮ • Vnějším geologickým procesem je např.:
• činnost povrchové vody, větru, ledu, ale i živočichů • ke vzniku usazených hornin je zapotřebí zdrojový materiál, kterým může být jakákoliv hornina nebo velké množství organismů či nasycené roztoky • zdrojový materiál vzniká zvětráváním: • chemické - za přítomnosti H2O
• mechanické - tepl.rozdlíly, led, vítr, kořeny rostlin
• Vnějším geologickým procesem je např.:
• činnost povrchové vody, větru, ledu, ale i živočichů • ke vzniku usazených hornin je zapotřebí zdrojový materiál, kterým může být jakákoliv hornina nebo velké množství organismů či nasycené roztoky • zdrojový materiál vzniká zvětráváním: • chemické - za přítomnosti H2O
• mechanické - tepl.rozdlíly, led, vítr, kořeny rostlin
• části hornin či organismů mohou být přenášeny (transportovány): • řekami
• oceánskými proudy • prouděním v atmosféře • poté se transportované částice usadí (NEZPEVNĚNÝ HORNINOVÝ MATERIÁL)
sediment
• po jeho zpevnění dalšími procesy, např.:
• stlačením pod vahou dalších vrstev sedimentu • krystalizací minerálů v pórech, vzniká hornina usazená,
proces zpevnění se nazývá DIAGENEZE
• nejstarší sedimenty pochází z paleozoika
• výskyt sedimentů v přírodě roste s klesající velikostí úlomků => hrubozrnných je málo • dokonale vytříděný sediment – všechna zrna z jedné frakce • nevytříděný sediment – obsahuje všechny frakce • sedimenty se liší opracováním zrn – mohou být ostrohranné nebo se zaoblenými zrny
• nejstarší sedimenty pochází z paleozoika
• výskyt sedimentů v přírodě roste s klesající velikostí úlomků => hrubozrnných je málo • dokonale vytříděný sediment – všechna zrna z jedné frakce • nevytříděný sediment – obsahuje všechny frakce • sedimenty se liší opracováním zrn – mohou být ostrohranné nebo se zaoblenými zrny
ROZDĚLENÍ SEDIMENTŮ • podle způsobu vzniku dělíme usazené horniny na dvě skupiny:
• klastické (úlomkovité) sedimenty - vzniklé hromaděním zrn minerálů a jiných hornin
• organické a chemické - činností organismů nebo vysrážením z roztoků
KLASTICKÉ A JÍLOVITÉ SEDIMENTY Přehled hlavních sedimentárních hornin klastických a jílovitých podle zrnitostních tříd Typ horniny
Horniny klastické (úlomkovité) Horniny jílovité Horniny slínité - plynulý přechod k vápencům (horninám organogenním)
Převažující velikost úlomků (mm)
Struktura
nad 2
Psefitická (ruditická) - horniny štěrkovité
2 - 0,063 0,063 - 0,002 pod 0,002
Kvartér až neogen
Paleogen až mesozoikum
Nezpevněné
Slabě a středně zpevněné
Paleozoikum a event.starší Zpevněné
slepenec, brekcie
Psamitická (arenitická) - horniny písčité
štěrk, till písek
Aleuritická (siltová) - horniny prachovité
prach, spraš, hlíny
prachovec
prachovitá břidlice
Pelitická (lutitická) - horniny jílovité
jíl
jílovec
jílovitá břidlice
Organogenní
slín
slínovec (opuka)
slínitá břidlice
pískovec, arkóza, droba (křemenec)
CHEMICKÉ A ORGANICKÉ SEDIMENTY Přehled hlavních sedimentárních hornin organogenních, chemických a smíšených Typ horniny Slínité Karbonátové Silicity Sulfátové
%
Místo vzniku
Geneze
Název horniny
CaCO3 20 - 50
Mořské, méně kontinentální
Klastické a organogenní slín, slínovec, písčitý slínovec (opuka)
CaCO3 > 50
Kontinentální, méně mořské
Chemické
travertin, vřídlovec
Organogenní
vápenec
Chemické
gejzírit, limnokvarcit
Organogenní
diatomit (křemelina), radiolarit, spongilit, buližník anhydrit, sádrovec
SiO2 > 70 CaSO4
Kontinentální, mořské Organogenní
Chemické
PROSTŘEDÍ VZNIKU USAZENÝCH HORNIN
PROSTŘEDÍ VZNIKU USAZENÝCH HORNIN • pro kaţdé z těchto prostředí jsou typické určité procesy, které v něm probíhají:
• v řece teče zpravidla velmi proměnlivý proud jedním směrem • v mělkém moři působí příliv a odliv • v hlubokém moři či jezeře se voda mnohdy vůbec nepohne
• na poušti přenáší zrnka vítr
VRSTVA A SOUVRSTVÍ • vrstevnatost - projevuje se uložením vrstev do souvrství • mocnost vrstvy – kolmá vzdálenost mezi vrstvami = tloušťka • souvrství - vzájemné uspořádání více vrstev
VRSTVA A SOUVRSTVÍ • Zvrstvení – uspořádání uvnitř jedné vrstvy
KONKORDANCE, DISKORDANCE, FACIE • facie – označení sedimentů stejného vývoje (stejné geneze) • Vápencová facie - ukládání schránek => vápence
• Příbřeţní facie - usazování vlivem příboje
• konkordance – postupný přechod spodního souvrství do svrchního (pozvolná změna sedimentace) • diskordance • nesouhlasné uložení, ostrý přechod často způsobený přerušením sedimentace - tzv. hiátem
KONKORDANCE, DISKORDANCE, FACIE
SKRYTÁ DISKORDANCE
PSEFITY • nad 50% úlomků je větších než 2 mm • štěrk se dělí na: • drobný (štěrčík, kačírek) - do 20 mm
• štěrk - 20 - 200 mm • balvanový - nad 200 mm
• pro vznik štěrk. loţiska musí být splněny dvě podmínky: • v počátečním toku musí mít řeka velkou unášecí schopnost • velká níţina, do které řeka ústí a ve které se ložisko vytvoří • u nás tyto podmínky splňují Labe a Morava
PSEFITY • rozdíl mezi
slepencem a brekcií:
• je v zaoblení zrn: • slepenec je tvořen stmelenými zaoblenými zrny • brekcie zrny ostrohrannými
PSAMITY • nad 50% úlomků má velikost 2 – 0,063 mm • stavebně využitelné písky nesmí obsahovat humus, musí mít max. 10% jílových částic
• nejlepší jsou mořské písky - vytříděné, bez jílových minerálů • Český masiv - hlavně jezerní písky z neogénu
PSAMITY • Pískovec • tvořen téměř jen úlomky křemene • o vlastnostech rozhoduje materiál a struktura tmelu může být tvořen jílovými minerály (kaolinit), zeolity (bílošedé horniny), limonitem, hematitem, kalcitem, křemenem…
• prokřemeněním (silicifikací) vzniká křemenec, je velice odolný vůči zvětrávání • v Českém masivu pochází většinou z křídy
• častý konstrukční materiál od gotiky po baroko
PSAMITY • Arkóza • okolí Prahy, např. Kladno - oblasti černého uhlí (původ Karbon)
• spousta bílých a nažloutlých zrnek => vypadá jako „pocukrovaný pískovec“
PSAMITY • Droba • velmi častá => dělá se zní nejvíce drceného kameniva v ČR • úlomky křemene, živců, jílových břidlic • 3 nejčastější horniny na světě: • jílovitá břidlice (nejtmavší)
• prachová břidlice • droba (nejsvětlejší)
• zpravidla se vyskytují pohromadě, jsou ze stejného materiálu, liší se zrnitostí
ALEURITY • hlíny - vůbec nejčastější základové půdy • obsahují i psamitickou a pelitickou složku. Je-li v aleuritu nad 40% psamitů, mluvíme o písčitém aleuritu, je-li nad 40% pelitů, jde o jílovitý aleurit • Spraše • horniny eolického původu obsahující CaCO3 • využití - výroba stavební keramiky (cihly aj.) • mnohdy velmi špatné základové půdy – mohou být hodně stlačitelné (ukládají se větrem => jsou „nadýchané“), po namočení se může vyskytnout prosedavost (vlivem vody se rozmočí tmel z CaCO3 => pokles) • jsou to váté horniny => musely vznikat za suchých období => pochází z ledových dob v pleistocénu
PELITY • ve všech jsou obsaženy všechny jílovité minerály (hlavní jsou illit, kaolinit, montmorillonit), ale některý je nad 50%, podle toho rozlišujeme pelity: • Illitické - jíl, jílovec, jílovitá břidlice, - nejčastější
• Kaolinitické - kaolinitické jíly a jílovce (např. lupek – na výrobu cementu), kaolinitické břidlice - kaolin je tvořen zvětralinami draselných alkalických živců • Montmorillonitické - vznikají silně bobtnavé zeminy (bentonity)
BENTONIT • je hornina vznikající zvětrávání mateční horniny z čediče • je charakteristická vysokým obsahem jílových nerostů: • Montmorillonit • Kaolinit • Illit • sorbent ropných nečistot a těžkých kovů
• přísada do vyráběných omítek • těsnící materiál při stavbě sládek nebezpečného nebo i dokonce radioaktivního odpadu, díle také u tunelů, přehrad, rybníků atd.
JÍLOVITÉ BŘIDLICE • bobtnavost, objemová nestálost • tvořeny jílovými minerály • typické plošně paralelní uspořádání, ovšem je nepravidelné - kvůli místním usazovacím podmínkám (to je rozdíl oproti metamorfitům, např. fylitu, kde plošně paralelní textura vzniká stresem působícím z velké vzdálenosti => žádné lokální nepravidelnosti)
SLÍNITÉ HORNINY • v jílovci začne stoupat obsah CaCO 3 => vápnitý jílovec (2050%) • slín, slínovec, slínitá břidlice • nejdůležitější jsou písčitojílovité slínovce křídového stáří – opuky, v systému by jinak podle zrnitosti patřily mezi aleurity (mají písčité i jílovité součásti => budou mezi)
KARBONÁTOVÉ HORNINY • přes 50% CaCO3 (nebo jiných karbonátů) • minerály: kalcit, aragonit, méně dolomit • dělení podle vzniku: • přímým vysrážením z vody - chemické • nashromážděním organických schránek - organogenní • nashromážděním úlomků starších karbonátových hornin – klastické
CHEMICKÉ KARBONÁTY • Ze studené vody: • Travertin • hodně dutinatý • rozdíl oproti vápenci: nejsou tam schránky živočichů • Z horké vody:
• Vřídlovec (Karlovarsko)
ORGANOGENNÍ KARBONÁTY • na dně moří se usazuje organogenní bahno => diageneze vzniká vápenec
VÁPENEC • bouřlivě reaguje se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou, při jejich kontaktu se uvolňuje oxid uhličitý a vápenec šumí • bílý vryp • výroba vápna
• CaCO3 → CaO + CO2 • Český a Moravský kras
• Vápencové lomy Amerika
SILICITY • organogenní - buližník • chemické - gejzírit
DALŠÍ ORGANOGENNÍ SEDIMENTY • RAŠELINA, UHLÍ • nejmladší fosilie, vznikají z rostlinných zbytků bez přístupu vzduchu • pouţítí: izolace (rašelina), palivo
• uhlí:
liší se obsahem uhlíku, černé (94%), hnědé (65%)
• ŢIVICE (fosilní hořlaviny) • Pevné - ASFALT (Albánie), vznik oxidací ropy • Plynné - ZEMNÍ PLYN (u ropných nalezišť) • Kapalné - ROPA (mořské zálivy), nafta, benzín
DALŠÍ ORGANOGENNÍ SEDIMENTY • RAŠELINA, UHLÍ
• ŢIVICE (fosilní hořlaviny)
PŘEMĚNĚNÉ HORNINY = METAMORFITY
CO JE PŘEMĚNA HORNIN? • přeměňují se původně usazené, vyvřelé nebo již jednou přeměněné horniny, jako reakce na změnu fyzikálních podmínek (hlavně teploty a tlaku). • k přeměně dochází, změní-li hornina svoji hloubku a pozici následkem tektonických pohybů v Zemi • čím hlouběji pod zemským povrchem se hornina nachází, tím větší na ní působí tlak, podobně roste i teplota
• na rozdíl od tlaku, který na všech místech Země roste s hloubkou přibliţně stejně, se teplota na různých místech na Zemi zvyšuje různě
KDE K PŘEMĚNĚ HORNIN DOCHÁZÍ? • přeměna hornin dá rozdělit na: • kontaktní přeměna • princip „pečení v troubě“ - vzniká na styku s roztaveným magmatem • rozhodující je, jak dlouho teplota působí • regionální přeměna • taková, která současně postihuje velké oblasti
REGIONÁLNÍ METAMORFITY • nejčastější horniny na území Česka • klasifikujeme je podle toho, co bylo hlavní horninou před metamorfózou a podle intenzity přeměny (epi-, meso- a katazóna): • vzniklé ze sedimentů = parabřidlice • vzniklé z magmatitů = ortobřidlice
HORNINY METAMORFOVANÉ: PŘEHLED HLAVNÍCH REGIONÁLNĚ METAMORFOVANÝCH HORNIN Hlavní minerály Vznik v :
Původ metamorfitu
epizoně mesozoně katazoně Regionální metamorfity vzniklé přeměnou ze sedimentárních hornin : živce, křemen, sericit, chlorit fylit křemen, muskovit, biotit svor z pelitů, aleuritů živce, křemen, biotit biotitická a drob pararula křemen (víc jak 70%),muskovit, (sericit) granát, pyroxen, kalcit
kvarcit
kvarcit
kvarcit
z pískovců, křemenců erlán erlán erlán ze slínových hornin kalcit, dolomit mramor mramor mramor z vápenců Regionální metamorfity vzniklé přeměnou z vyvřelých hornin : živce, křemen, slídy, granáty ortorula světlý z kyselých granulit vyvřelin amfiboly, chlorit zelená z bazických břidlice vyvřelin (čedičů) amfiboly, granáty amfibolit pyroxeny, granáty eklogit serepentin, mastek, granáty, hadec hadec mastková z olivínovců magnetit břidlice
PARABŘIDLICE (ZE SEDIMENTŮ) • Fylit • vždy výrazná břidličnatost • často bývá zelený • díky své břidličnatosti se velmi dobře štípe (deskovitě) - používá se jako střešní krytina a při pomletí jako plnivo do asfaltových vrstev
PARABŘIDLICE (ZE SEDIMENTŮ) • Svor • bezţivcová hornina, pouze slída a křemen • slídy všechny rovnoběžné • nikdy ne nažloutlá či bílá zrníčka - to už by byly živce a šlo by nejspíše o rulu (ve svoru jsou jen chladné šedé odstíny křemene)
PARABŘIDLICE (ZE SEDIMENTŮ) • Biotitická paralula • nejčastější hornina Českého masivu • mineralogické sloţení jako ţula, ale ze slíd jen biotit, slídy jsou obvykle spojeny do souvislých rovinných ploch
• vznikla přeměnou jílovitých sedimentů => musí být častá, neboť to jsou nejčastější horniny na světě
PARABŘIDLICE (ZE SEDIMENTŮ) • Mramor (krystalický vápenec) • vznik přeměnou vápence • výborná leštitelnost sochy, obklady, chodníky, dekorace, výroba vápna a cementu
ORTOBŘIDLICE (Z VYVŘELIN) • Hadec (serpentinit) • olivín se snadno přeměňuje v serpentin (v podmínkách exogenních i endogenních), v nejdrsnějších katazonálních podmínkách se z něj stává mastek • dekorační materiály (urny, popelníky) • nikdy nelze najít pohromadě např. fylit a svor (první je epizonální, druhý mesozonální), hadec však může být pohromadě s jakoukoli horninou (vzniká ve všech zónách)
ORTOBŘIDLICE (Z VYVŘELIN) • ORTORULA • přeměněná žula • obsahuje všechny minerály jako žula – mají rovnoběžnou stavbu
• pevný kámen – štěrk, obrubníky, dlažby
