Sedimentární petrografie 3. petrografie klastických hornin Klastické sedimenty Hlavní komponenty • 1) klasty 2) základní hmota (matrix) – jemnozrnnější klastický materiál 3) Cement (autigenní fáze, krystalizace v pórech po usazení sedimentu) • • • • • • Psefity - etymologie •Z řečtiny psefity •Z latiny rudity •Z latiny konglomerát (con glomerare – shromáždit dohromady) •Ze starogermánštiny/italštiny brekcie (brecha – lámat / breccia – ostrohranný mramor) •Česky slepence/štěrky … • • • • • • Psefity - klasifikace Klasifikace podle zpevnění •zpevněné – slepenec, brekcie •nezpevněné – štěrk • • Psefity - klasifikace Jako psefity označujeme horniny s > 50% klastů > 2 mm v a-ose u nezpevněných sedimentů >25% (>30% ) > 2 mm v a-ose u zpevněných sedimentárních hornin • • • • • • • • • • • • • • • • • Psefity - klasifikace Štěrčík Štěrk Kamenitý štěrk Balvanitý štěrk Velmi jemnozrnný Jemnozrnný Středně zrnitý Hrubozrnný Psefity - klasifikace Základní charakteristika •Konglomeráty/slepence (převládají zaoblené klasty) •Brekcie (více než 1/3 ostrohranných klastů) • • Psefity - klasifikace Klasifikace podle podílu klastů (> 2 mm) a matrix (< 2 mm) •s podpůrnou strukturou klastů > 50% klastů (> 2 mm) (ortokonglomerát) •s podpůrnou strukturou matrix > 50% matrix (< 2 mm) (parakonglomerát) • • • • • • • • • • • • • •Diamiktit - hornina obsahující nevytříděný materiál s významným zastoupením valounů i matrix • • • • • Psefity - klasifikace s podpůrnou strukturou matrix Psefity - klasifikace s podpůrnou strukturou klastů Psefity - klasifikace Podpůrná struktura klastů Podpůrná Struktura matrix Psefity - klasifikace V plošně omezených řezech může být problematické s jistotou určit styl podpůrné struktury, především pokud mají klasty nepravidelný tvar (to pak platí obzvláště u bioklastů) Příklad tělesa, které je tvořeno vysoce nepravidelnými bicykloklasty. Těleso má podpůrnou strukturu klastů, ale vzájemné kontakty mezi klasty v mnoha řezech (nebo spíše v naprosté většině řezů) neuvidíme. Psefity - klasifikace Klasifkace podle složení klastů > 2 mm monomiktní – (převaha klastů stabilních hornin nebo minerálů > 2 mm křemen, kvarcit, silicit) – adjektivum „křemenný“ oligomiktní – (více typů klastů s jedním převládajícím) Psefity - klasifikace Klasifkace podle složení klastů > 2 mm polymiktní (= petromiktní) (> 10% klastů nestabilních materiálů – hornin > 2 mm) Psefity - facie Konglomeráty plošných splachů - Uložené v divočících tocích •Vysoká energie proudu, často epizodická •Běžně podpůrná struktura klastů, s prachovou nebo písčitou základní hmotou •Samostatné vrstvy nemívají gradaci •Bývají bez zřetelného zvrstvení, případně planární horizontální či šikmé zvrstvení •Klasty jsou často imbrikovány • Psefity - facie Říční konglomeráty -Usazené v korytech řek -Typicky podpůrná struktura klastů s menším zastoupením písčité prachovité frakce -Jednosměrná orientace klasů, imbrikace -Dobré vytřídění a zaoblení - Běžné šikmé zvrstvení • Psefity - facie Plážové konglomeráty - Pobřežní prostředí •Energie vlnění dostatečná pro transport a přepracování štěrku, dopravném řekami nebo erozí pobřeží •Vyskytují se jako vložky slepenců v převládajících pískovcových sledech •Velmi dobře vytříděné a velmi dobře zaoblené klasty – časté diskovité klasty („oblázky“) •Typicky podpůrná struktura klastů s písčitou základní hmotou •Imbrikace a mírná stratifikace směrem do pobřeží Psefity - facie Psefity - facie Konglomeráty subaerických úlomkotoků -Časté v aluviálních kuželech -Gravitační proudy transportující klasty velmi rozdílné frakce, často s kohezivní jílovitou a písčitou základní hmotou -Častá podpůrná struktura základní hmoty •Špatně vytříděné, mocnější vrstvy mají větší klasty •Většinou bez gradace (místy se však může vyskytnout) •Klasty bez přednostní orientace •Hrubé nevýrazné zvrstvení Psefity - facie Resedimentované konglomeráty •Resedimentace do hlubokých vod gravitačními proudy •Podvodní úlomkotoky •Vysokohustotní turbiditní proudy • •Běžná gradace Psefity - facie Vulkanoklastické konglomeráty a brekcie (pyroklastika) •Lapily - 2 – 64 mm •Bloky – >64 mm (ostrohranné) •Pumy - >64 mm (zaoblené) . • •Pyroklastické brekcie •Aglomeráty (přítomnost pum) Psamity - klasifikace Základní charakteristika •0,063 – 2 mm •> 50% > 0,063 mm v a-ose u nezpevněných sedimentů > 75% > 0,063 mm v a-ose u zpevněných sedimentů • • Klasifikace podle zpevnění •zpevněné- pískovce •nezpevněné – písky • Z řečtiny psamity Z latiny arenity Psamity - klasifikace • Klasifikace podle velikosti zrna jemnozrnné (0,063 – 0,25 mm) středně zrnité (0,25 – 0,5 mm) hrubozrnné (0,5 – 2,0 mm) Psamity - klasifikace Řady psamit – aleurit – pelit (různé klasifikační diagramy) ternary0003 tern0001 Psamity - klasifikace Řady psefit – psamit – pelit (různé klasifikační diagramy) Psamity Klasifikace podle složení klastů •Pískovec sensu stricto – tvořen stabilními klasty •Arkóza >25% nestabilních klastů •Droba >20% základní jílovité hmoty + >10% nestabilních klastů trojúhelníkový diagram (Petránek 1963) •křemen + stabilní zrna (K+S)--- živce + nestabilní minerály (Ž + N) --- matrix (J) Křemenný pískovec, arkózový pískovec, drobovitý pískovec, arkóza, droba tern0002 droba Arkóza Litický pískovec Křemenný pískovec Písčitý kalovec Křemenné pískovce •Zralé pískovce – jak mineralogicky tak strukturně - teplé humidní klima, vlnová činnost, eolické prostředí - mohou být už v druhém sedimentačním cyklu (opětovná eroze a redepozice) -Běžně křemenný cement, může být i kalcitový - Arkózy •Nevyzrálé pískovce • •>25 nestabilních klastů – draselné živce, další živce a litoklasty - živce bývají čerstvé, mohou být alterovány na kaolinit a sericit • •Často červenavé /růžové – jak díky živcům, tak běžně se vyskytujícímu hematitu (arkózy jsou běžně součástí sledů „červených vrstev“, aridní a oxické prostředí) •Zdrojem bývají granity a ortoruly - zvětrávání v semiaridních a glaciálních podmínkách (zachování živců) - v humidním prostředí pouze tam, kde je velmi krátký a rychlý transport na místo uložení Litické pískovce •Nevyzrálé pískovce •Velmi běžný typ pískovců (20 – 30 % výskytu pískovců) • • •>25 nestabilních klastů •Litoklasty (břidlice, nízkometamorfované horniny, vulkanity) převládají nad K-živci •Od drob se liší nedostatkem primární matrix („subgreywackes“) • Droby •Nevyzrálé pískovce, krátký transport, rychlé uložení •>20 základní hmoty + >10 nestabilních klastů • •Matrix: chlorit, sericit, prachový křemen a živce - primární vs diagenetický původ - převažují doklady pro převážně diagentický původ •Litoklasty: břidlice, nízkometamorfované horniny, vulkanity (kyselé), zrna Na-plagioklasů • •Často synorogenní, spojené s obloukovým vulkanizmem - depozice turbidity (v dnešních turbiditech není tolik matrix – doklad pro diagenetický původ matrix) psamity_evapority0001 psamity_evapority0002 psamity_evapority0003 psamity_evapority0004 Geotektonická provenience trojúhelníkový diagram (matrix je ignorována) •křemen --- živce --- fragmenty hornin (nestabilní) Geotektonická provenience trojúhelníkový diagram (matrix je ignorována) •křemen --- živce --- fragmenty hornin (nestabilní) Provenience a klima Facie psamitů „kvádrové pískovce“ delt a příbřežních kos – např. planárně šikmo zvrstvené hrubozrnné pískovce, masivní pískovce … Eolické šikmo zvrstvené pískovce Hřbítkovitě zvrstvené pískovce - tempestity Pískovce s Boumovými sekvencemi (turbidity) Aleuropelity – lutity – kalovce, břidlice Aleuropelity - kalovce Aleuropelity -Nejrozšířenější sedimentární horniny (45 – 55%) -Kvůli nízké pevnosti špatně odkryté -Díky malé velikosti zrna je jejich studium obtížné a vyžaduje laboratorní analýzy - -Složení: jílové minerály, siltová křemenná zrna -Mineralogie jílových minerálů odráží klimatické a geologické faktory, ale může být ovlivněna diagenezí Aleuropelity -Kal – nezpevněněný aleuoropelitický materiál -Kalovec – zpevněná, bloková, neštěpná aleuropelitická hornina -Břidlice – zpevněná štěpná hornina - -Argilit – velmi zpevněná, diagenticky zralá jílovitá hornina -Fylitická břidlice (slate) – anchimetamorfóza, metamorfóza - -Slín/slínovec – vápnité kalovce Aleurity z latiny siltity prachy, prachovce (složení, klasifikace v zásadě totožné s psamity, jen jiné měřítko a často větší míšení s jílovou frakcí … viz dále) Aleurity Spraš – eolický aleurit, vznik v glaciálech - vertikální odlučnost - masivní - složení: – Prach 45-60% (max.cca 80%) – Jíl 25-35% (max. 40%) – Písčitá frakce (5-15%) • Mineralogické složení – Křemen (60-80%) – Draselný živec (15-25%) – Kyselé plagioklasy (3-8%) –CaCO3 (5-35%) Pelity /jíly, jílovce - sedimenty s více než 65 % jílové frakce Běžné jílové minerály pelitů - kaolinit - illit - montmorillonit - chlorit Pelity /jíly, jílovce - sedimenty s více než 65 % jílové frakce Jílovec / břidlice (štěpná, jílové minerály paralelně uspořádány) Kalovec / masivní jílovec (jílové minerály uspořádány náhodně) V prokysličeném (oxickém) prostředí jílové minerály vločkují (vytvářejí agregáty) V bezkyslíkatém (anoxickém) prostředí jsou rozptýlené Usazení Sedimentace ze suspenze Pelity Pelity „papírové břidlice“ Pelity Masivní jíly Pelity Černé břidlice (typické pro anoxické prostředí) Pelity Červené břidlice (typické pro dobře prokysličené prostředí)