Základy geologie pro geografy
(jarní semestr 2016)
Makroskopické určování nejběžnějších
minerálů a hornin
Daniel Nývlt (daniel.nyvlt@seznam.cz)
Geologický cyklus
• Dílčí systémy
geologického cyklu:
– zemské nitro – vysoké
tlaky a teploty, primární
oběh vyvřelých hornin
– zemský povrch – nízké
teploty a tlaky,
sekundární oběh
sedimentárních hornin
Složení zemské kůry
Chemické složení kůry – převládá 8 chemických prvků
(O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg; významný je ještě Ti).
Chemické složení zemské kůry
 Průměrné podíly horninotvorných oxidů v oceánské kůře (hm%)
TiO2K2ONa2OCaOMgOFe2O3, FeOAl2O3SiO2
1,6 %0,2 %2,7 %11,3 %7,6 %10,4 %15,3 %50,5 %
 Průměrné podíly horninotvorných oxidů v kontinentální kůře (hm%)
TiO2K2ONa2OCaOMgOFe2O3, FeOAl2O3SiO2
0,7 %1,9 %3,2 %6,4 %4,4 %6,6 %15,8 %59,1 %
Minerál a hornina – definice a vlastnosti
• MINERÁL = anorganická homogenní přírodnina, převážně
pevného někdy kapalného skupenství, která je součástí
zemské kůry a jejíž složení lze vyjádřit chemickým
vzorcem.
• HORNINA = látkově a stavebně nehomogenní přírodnina
složená z minerálů, směs minerálů; monominerální horniny
(např. vápenec).
• Způsoby tvorby hornin zemské kůry a dělení hornin do
základních skupin:
– vytavování ze svrchního pláště (vyvřeliny/magmatity)
– rozrušování hornin na povrchu Země a jejich ukládání
(sedimenty)
– metamorfóza sedimentárních a vyvřelých hornin (metamorfity)
Základní vlastnosti hornin
• Minerální složení
horninotvorné minerály
• Chemické vlastnosti
• Stavba
textura = prostorové uspořádání minerálů
v hornině
struktura = tvar, velikost a vývoj minerálů
• Fyzikální vlastnosti (hustota, pevnost, tvrdost,
odlučnost, barva, leštitelnost, opotřebitelnost, nasákavost)
Minerální složení hornin
• Třídění minerálů podle jejich podílů:
– Podstatné minerály, >10 %
– Podružné, <10 %
– Přídatné (akcesorické) minerály, max. 1–2 %,
běžně 0,X %
• Běžně se vyskytuje ~30 minerálů →
silikáty, oxidy, uhličitany, fosforečnany
Stavba hornin - příklady textur
všesměrně nepravidelná
pórovitá
mandlovcovitá
vrstevnatá
plošně paralelní
stébelnatá
Stavba hornin - příklady textur
celokrystalická polokrystalická sklovitá
porfyrovitá porfyrická (žilná) porfyrická (výlevná)
Stavba hornin - příklady struktur
psefitická psamitická pelitická
okatá
Stavba hornin - příklady struktur
Vyvřelé horniny (magmatity)
• GENEZE – utuhnutí roztaveného minerálního
materiálu v kůře nebo na povrchu Země.
• SLOŽENÍ – většinou silikátové minerály.
• SILIKÁTY = sloučeniny Si a O s dalšími
kovovými prvky (Al, Fe, Ca, Na, K, Mg).
Hlavní zástupci silikátů
• FELSICKÉ MINERÁLY – světlá barva, nižší hustota
• MAFICKÉ MINERÁLY – tmavá barva, vyšší hustota
Hlubinné, žilné a výlevné magmatity
HLUBINNÉ VYVŘELINY (plutonity)
– magma
– pomalé tuhnutí → velké krystaly
ŽILNÉ VYVŘELINY
– často rychlé zchlazení → malé krystaly s
občasnými většími krystaly (porfyrická struktura)
VÝLEVNÉ VYVŘELINY (vulkanity)
– láva
– rychlé tuhnutí → malé krystaly
– vulkanická skla (např. pemza, obsidián, smolek)
Běžné druhy vyvřelých hornin
Rozdělení
hornin podle
podílu SiO2
>65 % kyselé
65–52 %
neutrální
52–44 %
bazické
<44 %
ultrabazické
Hlubinné magmatity
granit granodiorit diorit
gabro peridotit
Žilné magmatity
pegmatit
žulový porfyr
žilný křemen
aplit (mikrogranit)
Výlevné magmatity
ryolit (křemenný porfyr) dacit
andezit bazalt
melafyr (paleobazalt, bazaltoandezit)
Chemické proměny vyvřelých hornin
• Dělení horninotvorných minerálů podle geneze:
– primární
– sekundární (např. jílové minerály, živec → kaolinit)
• Vybrané typy minerálních změn (chemické
zvětrávání):
– oxidace → stabilní oxidy
– hydrolýza
– působení kyselin (např. H2CO3, organické kyseliny)
Sedimentární horniny / sedimenty
Způsoby vzniku sedimentárních hornin:
• destrukce jiných hornin (úlomkovité [klastické] sedimenty)
– zvětrávání → eroze → transport → uložení (sedimentace)
– zdroje minerálního materiálu: vyvřelé, metamorfované,
sedimentární horniny, organická hmota
• chemické nebo biogenní vysrážení z roztoků (chemické
sedimenty)
• činnost organismů (organogenní sedimenty)
Klastické sedimenty
• Dělení klastických hornin podle zrnitosti
Kategorie Velikost zrna (mm)
PSEFITY >2
PSAMITY 0,063–2
ALEURITY 0,004–0,063
PELITY <0,004
 Některé procesy litogeneze klastických hornin:
 vytřídění – důsledek transportu úlomků,
 diageneze – přeměna nesoudržných hornin v pevné
horniny (kompakce, cementace).
Přehled klastických sedimentů
PSEFITY PSAMITY ALEURITY PELITY
štěrky písky silty / prachy jíly
brekcie pískovce spraše jílovce
slepence křemence prachovce jílovité
břidlice
arkózy
droby
Přehled chemických a organogenních sedimentů
SILICITY ALLITY KARBONÁTY EVAPORITY KAUSTOBIOLITY
gejzírit laterit travertin kamenná sůl rašelina
limnokvarcit bauxit sintr sádrovec hnědé, černé
uhlí
diatomit vápenec anhydrit antracit
spongolit křída zemní plyn
radiolarit dolomit ropa
buližník slín, slínovec zemní vosk
rohovec opuka asfalt
Klastické sedimenty - nezpevněné
štěrkypísky
spraš
Klastické sedimenty - zpevněné
pískovec droba
slepenecbřidlice
Chemické a organogenní sedimenty
rohovec radiolarit (lydit)
travertin sádrovec
diatomit
vápenec
laterit
rašelina
Metamorfované horniny (metamorfity)
• METAMORFÓZA = přizpůsobení stavby a
minerálního složení hornin zemské kůry
odlišným chemicko-fyzikálním podmínkám na
daném místě pod úrovní zóny zvětrávání.
• Typy metamorfních procesů:
– tlaková metamorfóza
– kontaktní metamorfóza
– regionální metamorfóza
Přehled hlavních metamorfitů
Druh metamorfózy Původní horniny Příslušné metamorfity
kontaktní pelity kontaktní břidlice a
rohovce
slínité horniny erlány, porcelanity
regionální pelity fylity, svory, pararuly
pískovce, křemence kvarcity
vápence, dolomity mramory
bazické magmatity
(gabro, dolerit, bazalt)
amfibolity, eklogity
ultrabazické magmatity
(peridotit)
hadce/serpentinity
kyselé až neutrální
magmatity (granit-diorit,
ryolit-andezit)
ortoruly, granulity,
migmatity
Kyselé až neutrální metamorfity
ortorula migmatit
pararulafylit
svor
intenzita regionální metamorfózy
kvarcit
Bazické až ultrabazické metamorfity
eklogit
hadec/serpentinit
amfibolit
K dalšímu čtení a studiu:
Bernard J.H., Rost R. et al. (1992): Encyklopedický přehled minerálů. Academia, Praha.
Medenbach O., Sussieck-Fornefeld C. (1995): Minerály. Knižní klub + IKAR, Praha.
Němec F. (1993): Klíč k určování nerostů a minerálů. 5. upravené vydání, SPN, Praha.
Pellant C. (1994): Horniny a minerály. Dorling Kindersley Book.
Vinx R. (2005): Gesteinsbestimmung im Gelände. Spektrum Akademischer Verlag,
München.
jakékoliv další určovací klíče a encyklopedie minerálů a hornin…
That’s all for this term, folks…