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)