Neživá příroda 1 Cvičení 8 Klasifikace a poznávání magmatických hornin Rozdělení magmatických hornin podle způsobu a místa vzniku. Plutonické horniny Krystalizace z magmatu v zemské kůře nebo svrchním plášti Žilné horniny Krystalizace z magmatu těsně pod povrchem nebo v puklinách Vulkanické horniny Krystalizace z lávy na zemském povrchu (souš, mořské dno) Materiál vyvrhovaný při sopečné činnosti se po dopadu na zem stává sedimentární horninou. 2 Rozdělení magmatických hornin podle místa vzniku 3 Stavby magmatických hornin Textura popisuje prostorové uspořádání horninových součástí a je možné ji většinou zaznamenat okem. Struktura popisuje stupeň krystalizace horniny spolu s omezením, vzájemným vztahem a velikostí jednotlivých minerálních zrn. Některé tyto stavební znaky bývají viditelné pouze pod mikroskopem. Pro poznávání hornin jsou mimo jiné skutečnosti důležité rovněž některé stavební znaky, které se zpravidla rozdělují do dvou skupin: Pro určování základních typů hornin není potřeba tyto stavební znaky rozlišovat, vystačíme s obecným označením stavba hornin. Pojem struktura a textura hornin je třeba znát při studiu odborných textů. 4 Stavby magmatických hornin Při běžném určování hornin jsou časté tyto pojmy, označující stavbu hornin:  kompaktní (masivní) – hmota horniny beze zbytku vyplňuje prostor  pórovitá – pojmem pórovitá se označují všechny struktury obsahující prázdné nebo druhotně vyplněné prostory  všesměrná – minerálních zrna jsou v hornině uspořádána bez přednostního směru  paralelní – minerální zrna mají zřetelné přednostní uspořádání podle určitých ploch nebo v jednom směru  páskovaná (laminární, zvrstvená) – minerální zrna jsou uspořádána do poloh, které se liší složením, barvou nebo zrnitostí Další často používané termíny blíže určující stavbu horniny jsou:  afanitická (celistvá) – nejsme okem schopni rozlišit jednotlivá zrna  faneritická – kde jsou zrna viditelná (velkozrnná, velmi hrubozrnná hrubozrnná, středně zrnitá, drobnozrnná, jemnozrnná, celistvá)  stejnoměrně zrnitá – reprezentuje horniny se stejně velkými zrny  porfyrická – v hornině jsou přítomny porfyrické vyrostlice a menší zrna, tvořící základní hmotu 5 Stavby magmatických hornin Masivní stavba granitu – minerální zrna beze zbytku vyplňují prostor. Pórovitá stavba ryolitu – v hornině najdeme volné dutinky nebo kaverny. Porfyrická stavba granitu – některé minerály mají zrna větších rozměrů. Stejnoměrně zrnitá stavba granitu – všechny minerály mají přibližně stejný rozměr zrn. Magmatické horniny lze klasifikovat podle mnoha systémů, pro běžné určování hornin je nejvhodnější systém, který zohledňuje jejich minerální složení. Klasifikační diagram QAPF (Streckaisenův) klasifikuje magmatické horniny podle obsahu světlých minerálů:  křemene (Q),  alkalických (draselných) živců (A),  plagioklasů (P)  foidů – nefelin, leucit (F). Klasifikační význam mají světlé minerály, vyjma hornin s obsahem nad 90 % tmavých minerálů. Zde se používá jiný diagram. Přítomné tmavé minerály nedávají hornině jméno, pouze ho mohou zpřesňovat (např. amfibol-biotitový granodiorit). K důležitým tmavým minerálům patří: muskovit, biotit, pyroxeny, amfiboly a olivín. 6 Klasifikace magmatických hornin 3. Granit (žula) 4. Granodiorit 12. Syenit 15. Gabro a diorit 22. Foidový syenit 7 Streckeisenova klasifikace plutonických hornin 5. Tonalit Pravidla pro klasifikaci plutonických hornin: 1. V žádné hornině se společně nevyskytuje křemen s foidy. 2. Procentuální podíl křemene se počítá z celkového zastoupení Q + A + P (obdobně pro foidy). Zásadní jsou hodnoty 5, 20 a 60 %. 3. Procentuální zastoupení plagioklasů se počítá z celkového zastoupení všech živců. Klíčová jsou hodnoty 10, 35, 65 a 90 %. Zastoupení alkalických živců je doplněk do 100 %. Př. hornina obsahuje 20 % Q, 30 % A, 30 % P. V diagramu je Q = 25 %, A = 50 %, P = 50 %. Princip QAPF klasifikace pro vulkanické horniny je stejný, diagram je mnohem jednodušší. Problém klasifikace vulkanických hornin je jejich častá celistvá nebo sklovitá stavba, takže nejsme schopni určit jejich minerální složení. Pro jejich klasifikaci se častěji používá diagram vycházející z jejich chemického složení. Streckeisenova klasifikace vulkanických hornin 3. Ryolit 4. Dacit 6. Trachyt 8. Bazalt, andezit 13. Fonolit = foidový trachyt Z řady známých klasifikací je v současnosti nejvíce rozšířený a využívaný tzv. TAS diagram:  na osu y vynášíme % zastoupení Na2O + K2O  na osu x vynášíme % zastoupení SiO2 9 Klasifikace vulkanických hornin – TAS diagram Tento diagram je rozdělený na 14 polí, reprezentujících základní vulkanické horninové typy. Osa x dělí horniny na kyselé, intermediální, bazické a ultrabazické. Problém? ANO! Na stanovení chemického složení horniny potřebujeme přístrojové analytické metody. Poznávání magmatických hornin začíná prvním krokem a tím je rozeznání plutonických (hlubinných) a vulkanických (výlevných) hornin. 10 Plutonické horniny Typické znaky plutonických hornin:  plně vykrystalované, masivní stavba  častěji všesměrně zrnité, hrubě zrnité  dobře rozeznatelné minerály K určení horniny využíváme kromě klasifikačních pravidel také posouzení její barvy, charakteristické znaky její stavby, širší souvislosti jejího výskytu a srovnání s tím, co už jsme někdy viděli. Barva: světlá, světle šedá, narůžovělá Složení: Křemen: 20–60 % ze všech světlých minerálů Alkalické živce: 35–90 % Plagioklasy: 10–65 % Množství tmavých minerálů 5–20 %: muskovit, biotit, amfibol 11 Granit (žula) Masivní, všesměrně zrnitý granit s patrnými tabulkami biotitu, Litice nad Orlicí. Porfyrické vyrostlice K-živce v říčanském granitu, středočeský pluton, Žernovka. 12 Granit (žula) Světlý, jemně zrnitý granit s obsahem turmalínu, Lavičky. Porfyrický granit, moldanubický pluton, Číměř. Všesměrně zrnitý granit, Fláje, Krušné hory.Všesměrně zrnitý a stejnoměrně zrnitý typ granitu, Litice nad Orlicí. 13 Granit (žula) Růžový ortoklas, bílý plagioklas a šedý křemen v granitu, Hraničná, Liberec. Růžový K-živec, bílý plagioklas, šedý křemen a tmavý biotit v granitu, Fláje, Krušné hory. Jemně zrnitý granit, žulovský pluton, Černá Voda. Hrubě zrnitý granit, krkonošsko-jizerský pluton, Černá Studnice. Barva: světle až tmavě šedá Složení: Křemen 20–60 % ze světlých minerálů Alkalické živce: 10–35 % Plagioklasy: 65–90 %. Obsah tmavých minerálů v celé hornině kolísá od 5 do 25 %, nejčastěji biotit, amfibol, pyroxen. 14 Granodiorit Středně zrnitý granodiorit, středočeský pluton, Slatina. Středně zrnitý granodiorit se smouhovitou stavbou, středočeský pluton, Krhanice. 15 Granodiorit Hrubě zrnitý granodiorit narůžovělé barvy (mikroklin), brněnský masiv, Blansko. Světlý, hrubě zrnitý granodiorit, novohrádecký masiv, Česká Čermná. Středně zrnitý granodiorit, železnohorský pluton, Prosetín. Hrubě zrnitý a stejnoměrně zrnitý typ granodioritu, Telnice, Krušné hory. 16 Granodiorit Převládající plagioklas v granodioritu, Podbořánky. Jemnozrnná granodiorit, středočeský pluton, Mrač u Benešova. Všesměrně zrnitý granodiorit, bílá zrna plagioklas, šedá křemen, tmavá biotit, Slatina. Jemně zrnitý a stejnoměrně zrnitý granodiorit, Ševětín. Barva: tmavě šedá, tmavě modrošedá Složení: Křemen 20–60 % ze světlých minerálů Alkalické živce: do10 % Plagioklasy: více jak 90 %. Obsah tmavých minerálů v celé hornině kolísá od 10 do 40 %, nejčastěji biotit, amfibol, pyroxen. 17 Tonalit Středně zrnitý, tmavě šedý tonalit, žulovský pluton, Kaní hora u Skorošic. Světlá varieta hrubě zrnitého tonalitu, středočeský pluton, Teletín. Barva: tmavě šedá, šedomodrá Složení: Křemen: do 5 % Alkalické živce: 65–90 % Plagioklas: 10–35 % Obsah tmavých minerálů v syenitu je 10–35 %, nejčastěji biotit, amfibol, pyroxen 18 Syenit Syenitové horniny mohou vytvářet při zvětrávání např. viklany, středočeský pluton, Husova kazatelna. Porfyrická stavba syenitu (durbachitu), Vepice. 19 Syenit Středně zrnitý syenit se sloupečky amfibolů, jihlavský masiv, Kosov. Porfyrický syenit s vyrostlicemi k-živců, třebíčský pluton, Kamenná. Středně zrnitý, tmavě zbarvený syenit, Tábor.Hrubě zrnitý syenit s porfyrickou stavbou, vyrostlice tvoří K-živec, Vepice. Barva: tmavě šedá, šedočerná Složení: Křemen: do 5 % (většinou chybí) K-živec: do 10 % (většinou chybí) Plagioklas: 90–100 % (ve složení převládá albitová složka) Zastoupení tmavých minerálů: 25–50 %, běžně biotit, pyroxen, amfibol 20 Diorit Středně zrnitý diorit se sloupečky amfibolů, lužický pluton, Mikulášovice. Drobně zrnitý diorit, lužický pluton, Rožany. 21 Diorit Středně zrnitý diorit, žulovský pluton, Kaní hora. Tmavě šedý plagioklas a černá zrna amfibolu v dioritu, Teletín. Bílé lištovité plagioklasy ve středně zrnitém dioritu, lužický pluton, Rožany. Jemně zrnitý, tmavě šedý diorit, středočeský pluton, Teletín. Barva: tmavě šedá, černá Složení hornin skupiny gabra: Křemen: do 5 % (většinou chybí) Alkalický živec: do 10% (většinou chybí) Plagioklas: 90–100 % (převládá anortitová složka) Převládající tmavé minerály:  monoklinický pyroxen = gabro  amfibol = amfibolové gabro  rombický pyroxen = norit  olivín = troktolit 22 Skupina gabra Hrubě zrnité gabro s lištovitými plagioklasy a mezi nimi uzavřená zrna amfibolu (ofitická stavba), Špičák. Ofitická stavba gabra – světlá zrna plagioklas, tmavá amfibol, Špičák, Orlické hory. 23 Gabro Hrubě zrnité gabro až troktolit, Staré Ransko. Hrubě zrnité, tmavě šedé gabro, Špičák v Orlických horách. Středně zrnité gabro, Vlčice, Rychlebské hory.Hrubě zrnité amfibolové gabro, Špičák v Orlických horách. Barva: světle až tmavě šedá Stavba: masivní, středně zrnitá Složení: Alkalický živec: více jak 90 % Plagioklas: do 10 % Foidy: 10 – 60 %, nejčastěji nefelin (nefelinický syenit) Tmavé minerály: do 30 %, pyroxen, amfibol, biotit Hlubinné horniny s foidy jsou u nás poměrně vzácné. 24 Foidový syenit Pokud by hornina obsahovala 50 – 90 % alkalického živce, bude označena jako foidový monzosyenit, bude-li v převaze plagioklas (50 – 90 %) jedná se foidový monzodiorit nebo foidové monzogabro. 25 Vulkanické horniny Typické znaky vulkanických hornin:  běžně obsahují sklovitou fázi  běžnější je porfyrická stavba  dobře rozeznatelné porfyrické vyrostlice minerálů  nerozlišitelná základní hmota  porézní stavba (volné dutinky) Platnost uvedených znaků není absolutní, z pravidel lze najít spoustu výjimek a odchylek. Barva: bílá, nazelenalá, načervenalá Stavba: pórovitá, porfyrická (vyrostlice + zákl. hmota) Složením je ryolit výlevný ekvivalent granitu: Křemen: 20–60 % ze světlých součástek Alkalické živce: 35–90 %, Plagioklasy: 10–65 % Tmavé minerály: biotit, pyroxen, amfibol S lávou ryolitového složení je spjat vznik většiny vulkanických skel, např. obsidián nebo pemza. 26 Ryolit Porfyrická stavba ryolitu, Barrandien, Těškov. Porfyrická struktura ryolitu – vyrostlice a základní hmota, Barrandien, Těškov. 27 Ryolit Porfyrická stavba červeného ryolitu, vnitrosudetská pánev, Ruprechtice. Porfyrické vyrostlice K-živce, křemene a biotitu v ryolitu, Barrandien, Těškov. Pórovitá stavba růžového ryolitu, Královec u Žacléře. Porfyrický stavba červenohnědého ryolitu, Žiar nad Hronom. Barva: šedá, nazelenalá, načervenalá Stavba: pórovitá, porfyrická (vyrostlice + zákl. hmota) Složením je ryolit výlevný ekvivalent granodioritu nebo tonalitu. Křemen: 20–60 % ze světlých součástek Alkalické živce: 0–35 %, Plagioklasy: 65–100 % Tmavé minerály: biotit, pyroxen, amfibol Vyrostlice může tvořit křemen, plagioklas nebo biotit. 28 Dacit Barva: bílá, světle šedá Stavba: porfyrická (vyrostlice + zákl. hmota), fluidální Složením je trachyt výlevný ekvivalent syenitu. Křemen: chybí nebo do 20 % Alkalické živce: 65–90 %, Plagioklasy: do 35 % Tmavé minerály: biotit, amfibol, pyroxen, vzácně olivín Vyrostlice tvoří sanidin (K-živec). 29 Trachyt Barva: světle až tmavě šedá se zeleným nádechem Andezit je výlevný ekvivalent dioritu: Křemen: do 5 % (zřídka až 20 %) Plagioklasy: více jak 90 % všech živců Alkalické živce: do 10 %, výjimečně do 35 % Tmavé minerály: amfibol a biotit, ortopyroxeny a klinopyroxeny Vyrostlice tvoří plagioklas nebo amfibol. 30 Andezit Nazelenalý andezit s porfyrickými vyrostlicemi amfibolu, Fintice, Slovensko. Barva: tmavě šedá, černá Stavba: porfyrická, celistvá Bazalt je výlevný ekvivalent gabra. Křemen: chybí nebo do 5 %. Plagioklasy: nad 90 % ze živců Tmavé minerály: olivín, pyroxen Vyrostlice tvoří často olivín a pyroxen. 31 Bazalt Tmavě šedý afanitický bazalt s nodulemi olivínu, Smrčí u Semil. 32 Bazalt Mandlovcovitá stavba bazaltu – „melafyru“, Lomnice nad Popelkou. Porfyrické vyrostlice olivínu v bazaltu, Heřmanice. Celistvý, černý bazalt, Rožmitál u Broumova.Typická sloupcovitá odlučnost bazaltu, Soutěsky u Děčína. Barva: světle šedá, slabě nazelenalá, nahnědlá Stavba: pórovitá, porfyrická (vyrostlice + zákl. hmota) Složením je fonolit přibližně výlevný ekvivalent foidového syenitu. Foidy: 10–60 % ze světlých součástek (nefelin, leucit) Alkalické živce: nad 90 % (sanidin) Plagioklasy: do 10 % Tmavé minerály: alkalické pyroxeny a amfiboly, biotit a olivín Fonolit s.s. je nefelinový trachyt (starší označení znělec). 33 Fonolit 34 Fonolit Jemně zrnitý fonolit, Pustý zámek. Porfyrické vyrostlice sanidinu a biotitu ve fonolitu, Valkeřice. Jemnozrnný fonolit, Chlum.Světlý fonolit s vyrostlicemi tmavých minerálů, Mojžíř. 35 Žilné horniny Většina žilných hornin má svůj plutonický ekvivalent. Zdrojové magma utuhlo v různých hloubkách pod povrchem, zpravidla Vyplnilo příhodné tektonické struktury jako pukliny nebo zlomy. Žilné horniny mají většinou tvar plochých žil nebo plochých čočkovitých těles. Velká část žilných hornin má výraznou porfyrickou stavbu, vyrostlice mohou Tvořit světlé i tmavé minerály. V řadě případů lze žilnou horninu bezpečně poznat podle její pozice ve výchoze. Žilné horniny odvozené svým složením od plutonických hornin se označují předponou „mikro“. Některé mají speciální názvy. Příklady: Mikrogranit - porfyrické vyrostlice tvoří K-živec, základní hmotu pak mohou tvořit křemen, živec, biotit. Mikrosyenit - vyrostlice tvoří převážně K-živec nebo plagioklas, místy se objeví ve vyrostlicích i tmavé minerály. Barva: bílá, narůžovělá, červená Stavba: jemnozrnná masivní stavba Složení nejčastěji odpovídá granitu: Křemen: desítky % Alkalické živce: desítky % Plagioklasy: v různém množství Tmavé minerály: do 5 %, většinou muskovit a biotit Běžně tvoří vytvářející žíly, čočky nebo okrajové partie magmatických těles. 36 Aplit Aplitová žíla v granodioritu, středočeský pluton, Mrač u Benešova. Aplitová žíla s hrubozrnným okrajem v granitu, žulovský pluton, Černá Voda. Aplitová žíla v tonalitu, Budislav. Barva: bílá, světle šedá, tmavě šedá, načervenalá (dle typu horniny) Stavba: hrubě až velmi hrubě zrnitá, někdy kavernózní Složení: pegmatity mohou svým složením odpovídat mnoha typům hornin (dioritový pegmatit, syenitový pegmatit), většinou odpovídá složením granitu. Granitické pegmatity obsahují křemen, živce, slídy. Pegmatity vznikají z odštěpených magmat, která jsou obohacena o těkavé složky a některé vzácnější prvky. 37Hrubě zrnitý pegmatit, Bukovice u Jeseníku. Pegmatit Hrubě zrnitý pegmatit s turmalínem, Rožná. Jemnozrnný granitický pegmatit s červenými zrna granátu, Střelecký důl.