ZÁKLADY GEOLOGIE Úvod – přednáška 1
RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ e-mail:
[email protected]
Požadavky ke zkoušce 1) 2)
+
Účast na cvičeních, poznávačka základních minerálů a hornin = zápočet Písemná zkouška (cca na hodinu) – formou testu a stručných odpovědí v rámci cvičení proběhnou 2 testy (cca 15 min.) – kontrola průběžného studia → společně až 30 % celkového bodového ohodnocení závěrečné zkoušky
Případné konzultace: v úterý po přednášce
Tématické okruhy -
Definice geologie + základní pojmy, základy mineralogie, fyzikální a chemické vlastnosti minerálů, mineralogický systém.
-
Stavba a látkové složení Země, teorie pohybu litosférických desek (subdukční a riftové zóny), oceánská a kontinentální zemská kůra, rozdělení hornin.
-
Horniny magmatické (vyvřelé) – definice magmatu, vznik magmatických hornin, textury, struktury, chemické složení, klasifikace a popis (hlubinné, žilné, výlevné), tvary těles vyvřelých hornin.
Tématické okruhy -
Sedimentární horniny – vznik sedimentů, klasifikace a popis (klastické, chemogenní, organogenní), textura + struktura, typy sedimentačních prostředí, minerály s. hornin, vznik a klasifikace kaustobiolitů.
-
Metamorfované horniny – vznik metamorfitů, regionální a lokální metamorfóza, klasifikace a popis metamorfitů, textura + struktura.
-
Deformace horninových masívů – plastické, křehké deformace
Tématické okruhy -
Geologická minulost Země, geologické éry, hlavní orogenní pochody, základy regionální geologie ČR.
-
Exogenní geodynamika – zvětrávání, sufoze, eroze, svahové pohyby, krasové jevy, geologická činnost ledovců.
-
Základy hydrogeologie a hydrochemie – typy podzemních vod, propustnost horninového prostředí, minerální vody.
Doporučená literatura -
Základy geologie, historická geologie (skripta UK) autoři: Kachlík, Chlupáč, Karolinum Praha
-
Geologie (skripta VUT), rovněž v elektronické podobě autoři: Šamalíková, Locker, Pospíšil http://geotech.fce.vutbr.cz/text.html
-
Základy petrografie a regionální geologie (skripta ČVUT) autoři: Chamra, Schroefel, Tylš
ÚVOD Definice geologie -
studuje stavbu, látkové složení a historii Země
-
zkoumá a vysvětluje chemické, fyzikální a geologické procesy projevující se na zemském povrchu a uvnitř Země
-
popisuje vývoj Země od prvotního (kosmického) stádia
Geologické disciplíny Geologie – velice obsáhlý vědní obor -
strukturní g. – studium geologických struktur dynamická g. – procesy probíhající v zemské kůře (endogenní a exogenní) historická g. – rekonstrukce vývoje Země a života na ní regionální g. – zkoumá stavbu určité oblasti
-
aplikovaná g. – (využívaná v praxi) – inženýrská g. (vztah geologického prostředí a stavbami různého typu), hydrogeologie (původ, výskyt a cirkulace podzemní vody)
-
geochemie, geofyzika, mineralogie, petrografie, paleontologie – příbuzné vědní obory využívané v geologii
Definice a základní pojmy Minerál (nerost) - chemický prvek nebo sloučenina - vzniklý přírodními procesy - charakteristický specifickou stejnorodou krystalovou strukturou Krystalová struktura - pravidelné prostorové, periodicky se opakující uspořádání atomů, iontů nebo molekul - jejím vnějším projevem je krystal
Definice a základní pojmy Hornina - seskupení minerálů nebo organických zbytků, případně přírodních vulkanických skel, které vzniklo přírodními procesy - chemické složení hornin nelze díky jejich heterogenitě vyjádřit chemickým vzorcem → kvantitativní chemická analýza (silikátová analýza) vyjadřující procentické zastoupení oxidů nejdůležitějších prvků (Si, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na atd.)
Úvod do mineralogie Identifikace minerálů - na základě specifických optických vlastností - výbrus (tloušťka cca 0,01 mm) pozorován pod různými úhly v normálním a polarizovaném světle - na základě chemického složení - např. EMPA (electron microprobe analysis - elektronová mikroanalýza) - dešifrováním vnitřní struktury - XRD (X-ray powder difraction rentgenová difrakční analýza) - makroskopické určování (tvar krystalu, tvrdost, barva, štěpnost apod.) → nepřesné!
Úvod do Mineralogie -
v současnosti známo přibližně 4000 minerálů
-
cca 150 běžně se vyskytující → hlavní horninotvorné minerály
Úvod do Mineralogie Hlavní mineralogické charakteristiky
-
krystalový tvar (tvar krystalové soustavy) tvrdost štěpnost lom (chybí-li štěpnost) specifická hmotnost reakce s chemickými činidly optické vlastnosti (barva, lesk, průhlednost) barva vrypu
Úvod do Mineralogie Krystalová soustava -
vyjadřuje míru symetrie (souměrnosti) uspořádání krystalové struktury → vnějším projevem krystal
-
definována pomocí tzv. krystalografického osního kříže → osy souměrnosti (a, b, c příp. a1, a2, a3) a meziosní úhly (α, β, γ)
-
celkem 7 krystalových soustav → triklinická (trojklonná), monoklinická (jednoklonná), rombická (kosočtverečná), tetragonální (čtverečná), trigonální (klencová), hexagonální (šesterečná), kubická (krychlová)
Úvod do Mineralogie 1. Trojklonná (triklinická) minerály: např. chalkantit, albit
albit
2. Monoklinická (jednoklonná) min.: sádrovec, ortoklas, amfibol
sádrovec
Úvod do Mineralogie 3. Rombická (kosočtverečná) min.: např. aragonit, matkazit
aragonit
4. Tetragonální (čtverečná) min.: chalkopyrit, kasiterit
kasiterit
Úvod do Mineralogie 5. Trigonální (klencová) min.: např. kalcit, křemen, magnezit
křemen kalcit
6. Hexagonální (šesterečná) min.: např. apatit, pyrrhotin
apatit
Úvod do Mineralogie 7. Kubická (krychlová) min.: např. granát, pyrit, fluorit
fluorit
Úvod do Mineralogie Polymorfie stejné chemické složení, ale různá krystalová soustava např. C: grafit – diamant, FeS2: pyrit – markazit Izomorfie různé chem. složení, ale velice podobné vlastnosti např. kalcit (CaCO3) – magnezit (MgCO3) – siderit (FeCO3)
Úvod do Mineralogie Tvrdost minerálů -
závisí na pevnosti vazeb mezi stavebními částicemi v krystalové struktuře minerálu
-
obvykle čím je vzdálenost částic mětší, tím je vazba pevnější a minerál tvrdší
Úvod do Mineralogie Mohsova stupnice tvrdosti 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10)
mastek sádrovec, halit kalcit fluorit apatit ortoklas křemen topaz korund diamant
lze rýpat nehtem
lze rýpat nožem
lze rýpat do skla
Úvod do Mineralogie Štěpnost -
definována jako orientované minimum soudržnosti plochy - štěpnost velmi dokonalá – např. slídy, sádrovec -
dokonalá – např. kalcit, amfibol, galenit dobrá – augit, fluorit nedokonalá – olivín špatná – pyrop neštěpné minerály (lom) – např. křemen, opál
Úvod do Mineralogie Specifická hmotnost (hustota) -
v mineralogii udávána v g.cm-3
-
většina minerálů v rozmezí od 2,5 do 3,3 g.cm-3 křemen živce stříbro zlato pyrit
-
2,65 2,57-2,76 10,1-11,1 14,5 -19,5 5
praxe → potěžkání
g.cm-3 g.cm-3 g.cm-3 g.cm-3 g.cm-3
Úvod do Mineralogie Vryp důležitá je barva vrypu (do porcelánu) → např. hematit (černý) - vryp červeno-hnědý, magnetit (černý) – vryp černý Optické vlastnosti zahrnují barvu, lesk, průhlednost př. -
kovový – pyrit, galenit matný – kaolinit diamantový – diamant, sfalerit
Úvod do Mineralogie Reakce s chemickými činidly nejčastěji využívaná pro důkaz karbonátů CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 (šumí) -
kalcit, aragonit a další karbonáty
