Fyzická geografie
Zdeněk Máčka
Lekce 1
Minerály a horniny

Osnova lekce 2: MINERÁLY A HORNINY
1.Geologický cyklus
2.Složení zemské kůry
3.Minerál a hornina – definice
4.Vyvřelé horniny
5.Sedimentární horniny
6.Metamorfované horniny
7.Geologická chronologická škála

1. Geologický cyklus
nDílčí systémy geologického cyklu:
qzemské nitro – vysoké tlaky a teploty, primární oběh vyvřelých hornin
qzemský povrch – nízké teploty a tlaky, sekundární oběh sedimentárních hornin
n
The Cycle of Rock Change The Cycle of Rock Change 2

2. Minerál a hornina – definice a vlastnosti
nMINERÁL = anorganická homogenní přírodnina, převážně pevného někdy kapalného skupenství, která je
součástí zemské kůry a jejíž složení lze vyjádřit chemickým vzorcem.
nHORNINA = látkově a stavebně nehomogenní přírodnina složená z minerálů, směs minerálů;
monominerální horniny (např. vápenec).
nZpůsoby tvorby hornin kůry:
qvytavování ze svrchního pláště (vyvřeliny)
qrozrušování hornin na povrchu Země (sedimenty)
qmetamorfóza sedimentárních a vyvřelých hornin (metamorfity)

Jaké kapalné minerály existují? Rtuť?

Základní vlastnosti hornin
nMinerální složení
n horninotvorné minerály
nChemické vlastnosti
nStavba
n textura = prostorové uspořádání minerálů v hornině
n struktura = tvar, velikost a vývoj minerálů
nFyzikální vlastnosti (hustota, nasáklivost, pevnost, tvrdost, opotřebitelnost, barva,
leštitelnost, odlučnost)

Minerální složení hornin
nTřídění minerálů podle zastoupení:
qPodstatné minerály, > 10%
qPodružné, < 10%
qPřídatné (akcesorické) minerály, průměrně 1-2%, běžně 0,1%
nBěžně se vyskytuje pouze 30 minerálů → silikáty, oxidy, uhličitany, fosforečnany
n

Chemické složení hornin
nChemické složení kůry – převládá 8 chemických prvků (O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K; významný je
ještě Ti).
SiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MnO
MgO
CaO
Na2O
K2O
H2O
P2O5
TiO2
The Earth's Elements Measure
nSumární obsah hmotnostních % základních horninotvorných oxidů

Stavba - příklady textur
vsesmerna mel_mandl porovita h8
všesměrně nepravidelná
pórovitá
mandlovcovitá
vrstevnatá

Příklady textur
n
n
bridlicnata stebelnata
plošně paralelní
stébelnatá

Stavba - příklady struktur
tvary_mineralu porfyricke vyvoj
celokrystalická, polokrystalická a sklovitá
porfyrovitá, porfyrická (žilná) a porfyrická (výlevná)

Příklady struktur
sedimenty ok_ortorula
psefitická, psamitická a pelitická
okatá

3. Vyvřelé horniny
nGENEZE – utuhnutí roztaveného minerálního materiálu v kůře nebo na povrchu Země.
nSLOŽENÍ – většinou silikátové minerály.
nSILIKÁTY = sloučeniny Si a O s kovovými prvky (Al, Fe, Ca, Na, K, Mg).

Hlavní zástupci silikátů
nFELSICKÉ MINERÁLY – světlá barva, malá hustota.
nMAFICKÉ MINERÁLY – tmavá barva, velká hustota.
Silicate Minerals and Igneou

Hlubinné, žilné a výlevné horniny
nHLUBINNÉ VYVŘELINY (plutonity)
qmagma
qpomalé tuhnutí → velké krystaly
nŽILNÉ VYVŘELINY
nVÝLEVNÉ VYVŘELINY (vulkanity)
qláva
qrychlé tuhnutí → malé krystaly
qvulkanická skla (např. pemza, obsidián, smolek)
n

Jaké druhy žilných hornin existují kromě doleritu, mikrogranitu, granofyru?

Běžné druhy vyvřelých hornin
Figure 12
OBSAH SiO2
> 65% kyselé
65-52% neutrální
52-44% bazické
< 44% ultrabazické

Hlubinné vyvřeliny
Zula2 DIORITjpg Granodiorit_ GabroIjpg


Žilné vyvřeliny
PEGMATIT_6718 Zilny_Kremen_9759


Výlevné vyvřeliny
Ryolit_ CEDIC9737


Typy plutonů tvořených hlubinnými vyvřelinami
Intrusive Igneous Rock A Dike of Mafic Igneous Rock


Chemické proměny vyvřelých hornin
nTřídění horninotvorných minerálů podle geneze:
qprimární
qsekundární (např. jílové minerály, živec → kaolinit)
nVybrané typy minerálních proměn (chemické zvětrávání):
qoxidace → stabilní oxidy
qhydrolýza
qpůsobení kyselin (např. H2CO3, organické kyseliny)
n

3. Sedimentární horniny
nZpůsoby vzniku sedimentárních hornin:
ndestrukce jiných hornin (úlomkovité [klastické] sedimenty)
qzvětrávání → eroze → transport → depozice
qzdroje minerálního materiálu: vyvřelé, metamorfované, sedimentární horniny, organická hmota
nchemické n. biogenní vysrážení z roztoků (chemické sedimenty)
nčinnost organizmů (organogenní sedimenty)

Stavební znaky sedimentárních hornin
nLitostratigrafické jednotky ve zvrstvených horninových sledech:
qsouvrství (např. Macošské souvrství)
qčlen (vrstvy) (např. josefovské vápence)
qvrstva = nejnižší jednotka sedimentárních hornin deskovitého tvaru vymezená vrstevními plochami.
n
obrazek7_069

Klastické sedimenty
nTřídění klastických hornin podle zrnitosti
Kategorie
Velikost zrna (mm)
PSEFITY
> 2
PSAMITY
0,1 - 2
ALEURITY
0,01 – 0,1
PELITY
< 0,01
nNěkteré procesy litogeneze klastických hornin:
qvytřídění – důsledek transportu úlomků,
qdiageneze – přeměna nesoudržných hornin v pevné skalní horniny (kompakce, cementace).

Přehled klastických sedimentů
PSEFITY
PSAMITY
ALEURITY
PELITY
štěrky
písky
spraše
jíly
brekcie
pískovce
prachovce
jílovce
slepence
křemence
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

Úlomkovité sedimenty - nezpevněné
JIL2_ Spras_ obrazek7_050


Úlomkovité sedimenty - zpevněné
Piskovec3 Arkoza_ Droba9755 Brekcie_


Raselina
Chemické a organogenní sedimenty
Vapenec_Zoogenni VApenec_ OPuka2 TRavertin_x2_

4. Metamorfované horniny
nMETAMORFÓZA = přizpůsobení stavby a minerálního složení hornin zemské kůry odlišným
chemicko-fyzikálním podmínkám na daném místě pod úrovní zóny zvětrávání.
nTypy metamorfních procesů:
qizofázová/alofázová metamorfóza
qkontaktní metamorfóza
qregionální metamorfóza
n

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 vyvřeliny
amfibolity, eklogity
peridotity
hadce
kyselé až neutrální vyvřeliny
ortoruly, granulity

Kyselé až neutrální metamorfity
Rula2 Fylit Svor Granulit_


Bazické až ultrabazické metamorfity
Hadecx2x Kryst_Vapenec 3836190581_0507d26dc0


Geologická chronologická škála
nstupeň (regionální platnost, např. givet, baden)
noddělení (interregionální ráz, např. spodní, střední, svrchní devon)
nútvar (celosvětová platnost, značný časový rozsah, např. silur, perm, křída, kvartér)
neratem (významné etapy života planety, např. paleozoikum)
neonotem (nejvýznamnější kroky historie Země, např. fanerozoikum)

Nejstarší horniny Země, ČR, stáří hornin Moravy, stáří hornin brněnské aglomerace.

Mezinbárodní stratigrafická tabulka
http://www.stratigraphy.org/