HORNINY A MINERÁLY Literatura Strahler, A. -- Strahler, A. (1999): Introducing Physical Geography. Wiley, New York, 575 s. Kapitola: Earth Materials, s. 264 - 285. Jakeš, P. (1984): Planeta Země. Mladá fronta, Praha, 413 s. 1. Cyklus přeměny hornin ˙ Cyklus přeměny hornin (geologický cyklus) -- uzavřený systém ve kterém dochází k opakované přeměně jedné skupiny hornin ve druhou. Strahler&Strahler obr. 10.20 s. 283 ˙ Dílčí systémy geologického cyklu: - zemský povrch -- nízké teploty a tlaky - zemské nitro -- vysoké teploty a tlaky 2. Zemská kůra a její složení ˙ Chemické složení zemské kůry -- O (47%), Si (28%), Al (8,1%), Fe (5%), Ca (3,6%), Na (2,8%), K (2,6%), Mg (2,1%), ostatní prvky (0,8%) Strahler&Strahler obr. 10.1 s. 267 2.1 Horniny a minerály ˙ Stavební kameny zemské kůry: horniny -> nerosty (minerály) ˙ Genetické skupiny hornin: - vyvřelé - sedimentární - metamorfované 2.2 Vyvřelé horniny ˙ Silikáty -- nejrozšířenější horninotvorné minerály vyřelin; chemické složení: zejména Si a O, dále: Al, Fe, Ca, Na, K, Mg. ˙ Hlavní zástupci silikátů: Felsické minerály: - Křemen (SiO[2]) - Draselné živce (K-živce; Al, K) - Plagioklasy (Al, Na, Ca) Mafické minerály: - Slídy (Al, Mg, Fe) - Amfiboly - Pyroxeny - Olivín (Mg, Fe) Strahler&Strahler obr. 10.4 s. 269 ˙ Magma -- utuhnutím magmatu vznikají vyvřeliny Hlavní zástupci vyvřelých hornin +-----------------------------------------------------------------------------------------+ |skupina |hornina |minerální složení | |------------------------------+-----------------------+----------------------------------| |hlubinné |žula |křemen, živec, slída | |------------------------------+-----------------------+----------------------------------| | |diorit |plagioklas, amfibol | |------------------------------+-----------------------+----------------------------------| | |gabro |plagioklas, pyroxen, olivín | |------------------------------+-----------------------+----------------------------------| | |peridotit |pyroxen, olivín | |------------------------------+-----------------------+----------------------------------| |výlevné |ryolit |žulové složení | |------------------------------+-----------------------+----------------------------------| | |andezit |dioritové složení | |------------------------------+-----------------------+----------------------------------| | |bazalt (čedič) |gabrové složení | +-----------------------------------------------------------------------------------------+ Strahler&Strahler tab. 10.1 s. 269 Starhler&Strahler obr. 10.4 s. 269 2.3 Hlubinné a výlevné vyvřeliny ˙ Hlubinné (intruzivní) vyvřeliny, výlevné (extruzivní) vyvřeliny (láva), žilné vyvřeliny ˙ Pemza -- porézní výlevná vyvřelina, ryolitového složení ˙ Vulkanické sklo -- vznik extrémně rychlým tuhnutím taveniny výlevných hornin; obsidián, smolek ˙ Typy intruzivních vyvřelých těles (plutony): batolit, lakolit, peň, pravá žíla, ložní žíla, sopouch, odžilky. Starhler&Strahler obr. 10.10 s. 272 2.4 Chemické změny vyvřelých hornin ˙ Chemické zvětrávání = soubor pomalých chemických změn, které porušují vnitřní strukturu minerálů ˙ Typy chemického zvětrávání: - oxidace -> vznik stabilních oxidů (O + atomy kovových prvků Ca, Mg, Fe) - hydratace - působení kyseliny uhličité, hydrolýza ˙ Sekundární minerály -- např. jílové minerály (podstatná složka sedimentárních hornin) 3. Sedimentární horniny ˙ Zdroje minerálních částic: - starší vyvřelé, metamorfované a sedimentární horniny - organická hmota ˙ Zvětrávání -> eroze -> transport -> ukládání = vznik sedimentu ˙ Skupiny sedimentárních hornin: - klastické (úlomkovité) - chemické - organické Starhler&Strahler tab. 10.2 s. 276 ˙ Sedimentární vrstva = deskovité nebo čočkovité těleso různé plošné rozlohy a mocnosti ohraničené vrstevními plochami ˙ Souvrství = soubor více vrstev, které spočívají na sobě, oddělené vrstevními spárami 3.1 Klastické sedimentární horniny ˙ Procesy geneze sedimentárních hornin: - Vytřídění - Diageneze -- kompakce + cementace (cementační látky -- amorfní SiO[2], CaCO[3]) ˙ Skupiny klastických sedimentů (klasifikační kritérium -- zrnitost): - psefitické (> 2 mm) - psamitické (0,1 -- 2 mm) - aleuritické (0,01 -- 0,1 mm) - pelitické (< 0,01 mm) +--------------------------------------------------------------------------------------------+ |skupina |hornina |složení | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| |psefity |štěrky |sypké | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | |slepence |stmelená, zaoblená, štěrková zrna | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | |brekcie |stmelená, ostrohranná, štěrková zrna | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| |psamity |písky |sypké | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | | pískovce |stmelená písková zrna | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | |křemence |silicifikované prachovce nebo pískovce| |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | |arkózy |vysoký obsah zrn živců | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | |droby |jílovitý tmel, obsah jílu > 25% | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| |aleurity |spraše |křemitý prach, obsah CaCO[3 | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | | prachovce |]stmelené prachové částice | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| |pelity |jíly |nesoudržné, zrnitostní frakce jíl | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | |jílovce |stmelený jílovitý materiál | |-----------------------+-----------------------------+--------------------------------------| | |jílovité břidlice |jíl, štěpnost na tenké destičky | +--------------------------------------------------------------------------------------------+ 3.2 Chemické sedimentární horniny +--------------------------------------------------------------------------------------------+ |hornina |složení | |-------------------------------+------------------------------------------------------------| |vápenec |uhličitan vápenatý - CaCO[3 | |-------------------------------+------------------------------------------------------------| |dolomit |]uhličitan Ca a Mg - CaMg(CO[3])[2 | |-------------------------------+------------------------------------------------------------| |rohovec (typ silicitu) |]mikrokrystalická forma křemene | |-------------------------------+------------------------------------------------------------| |evapority |halit (NaCl), anhydrit (CaSO[4]), sádrovec (CaSO[4].2H[2]O) | +--------------------------------------------------------------------------------------------+ 3.3 Uhlovodíky v sedimentárních horninách ˙ kaustobiolity +-----------------------------------------------------------------------------------+ |uhelná řada |rašelina | |-------------------------------+---------------------------------------------------| | |černé a hnědé uhlí | |-------------------------------+---------------------------------------------------| | |antracit | |-------------------------------+---------------------------------------------------| |živičná řada |ropa | |-------------------------------+---------------------------------------------------| | |zemní plyn | |-------------------------------+---------------------------------------------------| | |zemní vosk | |-------------------------------+---------------------------------------------------| | |asfalt | +-----------------------------------------------------------------------------------+ 4. Metamorfované horniny ˙ Metamorfóza = proces kterým se horniny v zemské kůře pod úrovní zóny zvětrávání přizpůsobují stavbou a minerálním složením odlišným chemicko-fyzikálním podmínkám ˙ Izofázová metamorfóza -- minerály v původní hornině se chemicky nemění a dochází pouze k jejich překrystalování; alofázová metamorfóza -- dochází k tvorbě nových minerálů ˙ Kontaktní metamorfóza -- nastává na styku starších hornin s tuhnoucím magmatem jak ve větší hloubce, tak na zemském povrchu; faktory metamorfózy: teplota a tlak ˙ Regionální metamorfóza -- postihuje různorodé komplexy hornin na velkých územích; faktory metamorfózy -- teplota, tlak, chemická aktivita plynů, par a roztoků +--------------------------------------------------------------------------------------------+ |hornina |charakteristika | |-------------------------+------------------------------------------------------------------| |fylit |slabá přeměna jílovitých břidlic, slabá metamorfóza, štěpný | |-------------------------+------------------------------------------------------------------| |svor |silná metamorfóza jílovitých břidlic, foliace = důsledek působení | | |napětí při tuhnutí | |-------------------------+------------------------------------------------------------------| |kvarcit |pískovec metamorfně zpevněný SiO[2 | |-------------------------+------------------------------------------------------------------| |mramor |]rekrystalizace vápence nebo dolomitu | |-------------------------+------------------------------------------------------------------| |rula -- ortorula, pararula|silná metamorfóza vyvřeliny nebo klastické sedimentů | +--------------------------------------------------------------------------------------------+ 3. Geologická časová škála ˙ Stáří Země -- 4,6 až 4,7 mld. let ˙ Hierarchické uspořádání geologické časové škály: - Eonotém -- Kryptozoikum = období bez života, Fanerozoikum = období s živými organizmy (kambrium až dnešek) - Éra -- Azoikum a Proterozoikum (= Prekambrium 3,8 mld. -- 570 mil. let BP), Paleozoikum (570 -- 225 mil. let BP), Mesozoikum (225 -- 65 mil. let BP) a Kenozoikum (65 -- 0 mil. let BP) - Perioda -- Paleozoikum (Kambrium, Ordovik, Silur, Devon, Karbon, Perm), Mesozoikum (Trias, Jura, Křída), Kenozoikum (Terciér, Kvartér). - Epocha -- každá perioda obsahuje zpravidla 2 až 3 epochy, typicky: spodní, střední a svrchní - Věk -- časové zařazení hornin v regionálním měřítku - Zóna (chronozóna) -- vymezení na základě období největšího rozvoje jednoho druhu organizmu nebo skupiny organizmů ˙ Relativní, absolutní stáří hornin; absolutní stáří -- určuje se pomocí známých poločasů rozpadu radioaktivních prvků (např. U, C)