Fyzická geografie
Zdeněk Máčka
Lekce 2
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
 Dílčí systémy
geologického cyklu:
 zemské nitro – vysoké
tlaky a teploty, primární
oběh vyvřelých hornin
 zemský povrch – nízké
teploty a tlaky,
sekundární oběh
sedimentárních hornin
2. 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 kůry:
 vytavování ze svrchního pláště (vyvřeliny)
 rozrušování hornin na povrchu Země (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, nasáklivost, pevnost,
tvrdost, opotřebitelnost, barva, leštitelnost, odlučnost)
Minerální složení hornin
 Třídění minerálů podle zastoupení:
 Podstatné minerály, > 10%
 Podružné, < 10%
 Přídatné (akcesorické) minerály, průměrně 1-2%,
běžně 0,1%
 Běžně se vyskytuje pouze 30 minerálů →
silikáty, oxidy, uhličitany, fosforečnany
Chemické složení hornin
 Chemické 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
 Sumární obsah hmotnostních % základních
horninotvorných oxidů
Stavba - příklady textur
všesměrně nepravidelná
pórovitá
mandlovcovitá
vrstevnatá
Příklady textur
plošně paralelní
stébelnatá
Stavba - příklady struktur
celokrystalická, polokrystalická
a sklovitá
porfyrovitá, porfyrická (žilná) a
porfyrická (výlevná)
Příklady struktur
psefitická, psamitická a pelitická
okatá
tonalitová rula Acasta, 4,031 mld. let
3. Vyvřelé horniny
 GENEZE – utuhnutí roztaveného minerálního
materiálu v kůře nebo na povrchu Země.
 SLOŽENÍ – většinou silikátové minerály.
 SILIKÁTY = sloučeniny Si a O s kovovými
prvky (Al, Fe, Ca, Na, K, Mg).
Hlavní zástupci silikátů
 FELSICKÉ MINERÁLY – světlá barva, malá hustota.
 MAFICKÉ MINERÁLY – tmavá barva, velká hustota.
Hlubinné, žilné a výlevné horniny
magmatity
HLUBINNÉ VYVŘELINY (plutonity)
 magma
 pomalé tuhnutí → velké krystaly
ŽILNÉ VYVŘELINY
VÝLEVNÉ VYVŘELINY (vulkanity)
 láva
 rychlé tuhnutí → malé krystaly
 vulkanická skla (např. pemza, obsidián, smolek)
Běžné druhy vyvřelých hornin
OBSAH SiO2
> 65% kyselé
65-52% neutrální
52-44% bazické
< 44% ultrabazické
Hlubinné vyvřeliny (plutonity)
granodioritgranit
diorit gabro
peridotit
Žilné vyvřelinyaplit
pegmatit
Výlevné vyvřeliny
trachyt
ryolit
andezit
bazalt
Typy plutonů tvořených hlubinnými
vyvřelinami
Chemické proměny vyvřelých hornin
 Vybrané typy minerálních proměn (chemické
zvětrávání):
 oxidace → stabilní oxidy
 hydrolýza
 působení kyselin (např. H2CO3, organické
kyseliny)
 Třídění horninotvorných minerálů podle
geneze:
 primární
 sekundární (např. jílové minerály, živec →
kaolinit)
3. Sedimentární horniny
Způsoby vzniku sedimentárních hornin:
 destrukce jiných hornin (úlomkovité
[klastické] sedimenty)
 zvětrávání → eroze → transport → depozice
 zdroje minerálního materiálu: vyvřelé,
metamorfované, sedimentární horniny, organická
hmota
 chemické n. biogenní vysrážení z roztoků
(chemické sedimenty)
 činnost organizmů (organogenní sedimenty)
Stavební znaky sedimentárních hornin
 Litostratigrafické jednotky ve zvrstvených
horninových sledech:
 souvrství (např. Macošské souvrství)
 člen (vrstvy) (např. josefovské vápence)
 vrstva = nejnižší jednotka sedimentárních hornin
deskovitého tvaru vymezená vrstevními plochami.
Klastické sedimenty
 Třídění klastických hornin podle zrnitosti
Kategorie Velikost zrna (mm)
PSEFITY štěrkovité > 2
PSAMITY písčité 0,063 – 2 (0,1 – 2)
ALEURITY prachovité 0,004 – 0,063 (0,01 – 0,1)
PELITY jílovité < 0,004 (< 0,01)
 Některé procesy litogeneze klastických hornin:
 vytřídění – důsledek transportu úlomků,
 diageneze – 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
Úlomkovité sedimenty - zpevněné
Chemické a organogenní sedimenty
4. Metamorfované horniny
 METAMORFÓZA = přizpůsobení stavby a
minerálního složení hornin zemské kůry
odlišným chemicko-fyzikálním podmínkám na
daném místě pod úrovní zóny zvětrávání.
 Typy metamorfních procesů:
 izofázová/alofázová 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 vyvřeliny amfibolity, eklogity
peridotity hadce
kyselé až neutrální
vyvřeliny
ortoruly, granulity
Kyselé až neutrální metamorfity
Bazické až ultrabazické metamorfity
Geologická časová škála
Chronostratigrafické jednotky – horninové vrstvy ve
stratigrafickém profilu
 stupeň (regionální platnost, např. givet, baden)
 oddělení (interregionální ráz, např. spodní, střední,
svrchní devon)
 útvar (celosvětová platnost, značný časový rozsah,
např. silur, perm, křída, kvartér)
 eratem (významné etapy života planety, např.
paleozoikum)
 eonotem (nejvýznamnější kroky historie Země,
např. fanerozoikum)
časové úseky v geologické minulosti – geochronologické jednotky
Mezinárodní stratigrafická tabulka
http://www.stratigraphy.org/