Úvod do praktické geologie I

Úvod do praktické geologie I Hlavní cíle a tematické okruhy  Určování hlavních horninotvorných minerálů a nejběžnějších typů hornin  Pochopení geologických procesů, kterými jednotlivé typy hornin vznikají  Základy práce s geologickými mapami a geologickými řezy  Principy určování relativního stáří geologických těles a geologických procesů

Program kurzu  Horninotvorné minerály  Magmatické horniny  Magmatické procesy  Sedimenty a sedimentární horniny  Metamorfované horniny  Průběžný test I: poznávání hornin a horninotvorných minerálů  Struktury a tektonika  Měření geologických struktur a zobrazování orientačních dat  Konstrukce geologických map a řezů  Průběžný test II: tektonika a konstrukce geologických řezů  Stratigrafie  Zápočtový test: syntéza učiva za zimní semestr

Důležité informace  Materiály ke cvičením (prezentace, protokoly) www.natur.cuni.cz/ugp/main/staff/zak/vseogeo  Podmínky k udělení zápočtu Test poznávání hornin – váha 30 % Test z tektoniky – váha 20 % Zápočtový test – váha 40 % Protokoly ze cvičení – váha 10 %  Zápočet bude udělen po splnění nejméně 75 % ze součtu všech dílčích požadavků (testy + protokoly)  Kontakt Jiří Žák Ústav geologie a paleontologie, číslo dveří 16B Email: [email protected] Tel.: 221951475 www: http://ctg.cuni.cz

Minerály vs. horniny  Minerál Anorganická homogenní přírodnina, složená z prvků nebo jejich sloučenin o stálém chemickém složení, uspořádaných do krystalové mřížky (tvoří krystaly), nebo amorfní (bez krystalové struktury)

 Hornina Agregát (seskupení) různých minerálů, popř. organické hmoty, od minerálů se liší svojí látkovou a strukturní heterogenitou

Horninotvorné minerály  V současné době známe asi 5000 různých druhů minerálů

 Pouze asi 200 druhů minerálů se vyskytuje v podstatném množství v horninách – horninotvorné minerály  Asi 20 druhů minerálů patří mezi nejhojnější a široce rozšířené tzv. hlavní horninotvorné minerály

Krystaly, krystalové tvary, agregáty Krystal – pevné těleso, stavební prvky (atomy, ionty, molekuly) jsou v prostoru pravidelně periodicky uspořádány Krystalový tvar – odráží vnitřní uspořádání atomů, iontů, nebo molekul v minerálu (strukturu) Agregát – shluk zrn jednoho minerálu, jednotlivá zrna nemusí být omezena svými vlastními krystalovými plochami

Sůl kamenná (halit)

Krystalové tvary

Mechanismus růstu krystalů  R.J. Haüy (1743 – 1822) – krystaly se skládají z elementárních rovnoběžnostěnů  Krystal roste zvnějšku přikládáním (apozicí) částic ve vrstvách  Ubýváním rovnoběžnostěnů ve vrstvách nad sebou vznikají krystalové plochy

Krystalové soustavy

Dvojčatný růst krystalů

Rutil

Fluorit

Ortoklas - tzv. „karlovarské dvojče“

Polymorfie a izomorfie Polymorfní modifikace – minerály mající stejné chemické složení krystalizují v různých krystalografických soustavách a mají odlišné fyzikální vlastnosti (např. uhlík - diamant a grafit)

Izomorfní řady – minerály krystalizující ve stejné krystalografické soustavě mají variabilní chemické složení (např. plagioklasová řada)

Kohezní vlastnosti minerálů (soudržnost)  Štěpnost – krystalograficky orientované minimum soudržnosti krystalu (štěpné trhliny)  Odráží uspořádání atomů v krystalové mřížce, štěpné trhliny vznikají v určitých směrech a mohou kopírovat některé krystalové plochy  Lom - mají nedostatečně štěpné minerály (rovný, lasturnatý, nerovný, tříšťnatý)

Výborná štěpnost podle báze (slída)

Nerovný lom (křemen)

Lasturnatý lom (obsidián)

Úhel štěpných trhlin v řezu kolmém na dlouhou osu krystalu

120° amfiboly 90° pyroxeny

Kohezní vlastnosti minerálů Tvrdost - Mohsova stupnice tvrdosti: 1. mastek 6. ortoklas 2. sádrovec, halit 7. křemen 3. kalcit 8. topaz 4. fluorit 9. korund 5. apatit 10. diamant

Optické vlastnosti minerálů Barva – barevné, zbarvené, mnohobarevné (pleochroické) Vryp Lesk – kovový, nekovový (diamantový, skelný, mastný, matný, hedvábný, perleťový) Propustnost světla (transparence) - průhledný, průsvitný, neprůhledný (opakní)

Další fyzikální vlastnosti minerálů Magnetické vlastnosti, tepelná vodivost, fyziologické vlastnosti (hmat, chuť, zápach)

Kyanit

Optické vlastnosti minerálů

Průhledný minerál - kalcit Kovový lesk - kasiterit

Průsvitný minerál - aragonit

Opakní minerál - augit

Krystalochemický systém minerálů - prvky Kovy - Cu, Ag, Au, Fe, Pt

Měď (Cu)

Polokovy - As, Sb, Bi Nekovy - S, S, C Stříbro (Ag)

Zlato (Au)

Síra (S)

Diamant (C)

Krystalochemický systém minerálů - sulfidy Sfalerit (ZnS)

Galenit (PbS)

Antimonit (Sb2S3)

Pyrit (FeS2)

Krystalochemický systém minerálů - halogenidy Halit (sůl kamenná, NaCl)

Fluorit (CaF2)

Krystalochemický systém minerálů - oxidy Křemen (SiO2)

Magnetit (Fe3O4)

Hematit (Fe2O3)

Krystalochemický systém minerálů - karbonáty Aragonit (CaCO3)

Kalcit (CaCO3) Magnesit (MgCO3)

Dolomit (CaMg(CO3)2

Krystalochemický systém minerálů - sírany

Baryt (BaSO4)

Anhydrit (CaSO4)

Sádrovec (CaSO4 .2H2O)

Krystalochemický systém minerálů - fosforečnany

Apatit Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)

Krystalochemický systém minerálů - silikáty  Základní stavební jednotkou je tetraedr SiO4  Systém silikátů je založen na vzájemném uspořádání tetraedrů

Krystalochemický systém minerálů - nesosilikáty  Tetraedry jsou uspořádány nezávisle

Olivín, (Fe, Mg)2SiO4

Granáty

Krystalochemický systém minerálů - cyklosilikáty  Tetraedry jsou uspořádány do kruhu Beryl

Turmalín

Krystalochemický systém minerálů - inosilikáty  Tetraedry jsou uspořádány v řetězcích

Pyroxeny - augit Štěpnost ~90°

Pyroxeny diopsid

Amfiboly

Krystalochemický systém minerálů - fylosilikáty  Tetraedry jsou uspořádány ve vrstvách

Tmavá slída - biotit Světlá slída - muskovit

Krystalochemický systém minerálů - tektosilikáty  Tetraedry jsou vázány ve skupinách  Plagioklasy (Ca-Na) - albit-anortitová řada  Draselné živce - ortoklas

Ortoklas

Albit

Krystalochemický systém minerálů - organolity  Minerály organického původu

Jantar (fosilní pryskyřice)

Poměrné zastoupení hlavních minerálů v horninách