Usazené horniny usazené horniny = sedimentární horniny, sedimenty

Prezentace na téma: "Usazené horniny usazené horniny = sedimentární horniny, sedimenty"— Transkript prezentace:

1 Usazené horniny usazené horniny = sedimentární horniny, sedimenty
vznikají usazováním materiálu, který pochází ze starších, již dříve existujících hornin. Proto se označují jako sekundární horniny. Usazování se děje ve vodě (moře, řeky, jezera) i na souši (gravitace, vítr, ledovec) vzniku se účastní hlavně vnější (exogenní) činitelé význačnou vlastností je vrstevnatost při vzniku sedimentů se kromě anorganických látek uplatňují i živočišné a rostlinné organismy - pokrývají 75 až 80 % zemského povrchu

2 Výzkum sedimentů má obrovský význam pro všeobecnou a pro historickou
geologii a stratigrafii (geochemické pochody, činnost exogenních a endogenních sedimentů). Fosilie a mikroorganismy – lze z nich odhadnout tehdejší podmínky, za kterých organismy existovaly (hloubka moří, klima…). Z hlediska charakteru materiálu se sedimenty rozdělují do 3 skupin: 1) úlomkovité (klastické, mechanické) 2) chemické 3) organogenní (ústrojného původu) Časté jsou přechody mezi jednotlivými typy.

3 1. Klastické sedimenty Vznikají nahromaděním materiálu pocházejícího z rozrušených hornin vyvřelých, metamorfovaných nebo jiných sedimentárních. Materiál se může hromadit buď tam, kde vznikl, nebo je přemístěn gravitací, vodou, větrem. Procesy při vzniku klastických sedimentů Rozrušení – mechanickým rozpadem a větráním Transport – např. vodou Usazení 4) Diageneze. Zpevněním vznikají pevné sedimenty (pokud nedojde ke stmelení vznikají usazeniny sypké - nesoudržné)

4 Diageneze je souhrn pochodů měnících minerální složení, strukturu i texturu sedimentu v období počínajícím jeho uložením a končícím buď jeho metamorfózou, nebo zvětráváním v povrchových podmínkách. Nejzjevnějším projevem diageneze je zpevnění (lithifikace) horniny původně sypké, k čemuž přispívá souběžně probíhající kompakce a stmelení. Kompakce je stlačení sedimentu tíhou nadložních vrstev - vede ke snížení pórovitosli a obsahu vody. Stmelení spočívá ve vzájemném spojení částic sedimentu minerálními substancemi vylučovanými z cirkulujících roztoků. Mezi projevy diageneze patří např. silicifikace, dolomitizace, vznik konkrecí nebo prouhelnění.

5 A) Sypké klastické sedimenty
Dle velikosti součástí se klastické sedimenty rozdělují na čtyři skupiny psefity (hrubozrnné) – štěrk, kameny, balvany, hlinitokamenité sutě. Dejekční kužele. psamity (jemnozrnné) – písek (2,0 – 0,05) aleurity - prach pelity (velmi jemnozrnné) – jíl, bahno, sapropel. Zrnitostní křivka. Třídění materiálu působením exogenních činitelů: svahové uloženiny – gravitací - (kamenitá moře, hlinitokamenitá suť, svahová hlína) - ostrohranné říční uloženiny – vodou – štěrk, písek, jílovité bahno – opracované valouny eolické sedimenty – větrem – jemný písek, prach – váté písky, přesypy, spraše ledovcové uloženiny (glaciální) – materiál není utříděn - morény - glaciofluviální uloženiny – ledovcové řeky

6 Pevné klastické sedimenty
Tyto sedimenty obsahují kromě úlomků pevných hornin i pojivo – tmel. Tmely se mohou tvořit při usazování vylučováním z vodného roztoku, většinou však až po fázi sedimentaci během zpevňovací (diagenetické) periodě. Tmel většinou dodán vodou (rozpuštěné látky), někdy však může vznikat zvětráváním z původního klastického materiálu. Na tmelu závisí jednak pevnost (jílovitý, vápnitý), dále i propustnost. Na tmel má vliv i tlak nadložních hornin, u pelitických hornin může dojít ke stmelení pouze tlakem.

7 Hrubozrnné pevné sedimenty (psefity)
Vznikají stmelením velikých ostrohranných úlomků (brekcie) nebo zaoblených valounů (konglomerát). Brekcie - rozmanitý tmel – jílovitý, břidlïčný, vápenitý, železitý, křemitý apod. Vznikají např. stmelením kamenitých sutí. Obr. Brekcie

8 Konglomerát (slepenec) – vznikají stmelením hrubých zaoblených valounů.
Homogenní konglomerát – složeny z valounů většinou jedné horniny. Opakem je polygenní konglomerát. Mezi slepenci a brekciemi existují přechody. Tmel může být různorodý – křemitý, vápenitý, železitý. Drobové slepence – tmel tvořen jemnozrnnou směsí úlomků z týchž hornin jako jsou valouny. Tillity – ledovcové slepence a brekcie vzniklé z materiálu morén. Obr. slepenec

9 Jemnozrnné pevné sedimenty (psamity) (2,0 – 0,05 mm)
Pískovce – převážně z křemenných zrnek. Zvláštní odrůda pískovce je křemenec – křemitý pískovec s křemitým tmelem. Arkosy – křemenný materiál + min. 25 % živců. Většinou kontinentální. Droby – různorodý klastický materiál – křemen, živce + jiné minerály, příp. úlomky starších hornin. Mořské sedimenty. U drob je proměnlivá velikost zrn, takže tvoří přechod mezi drobovými slepenci a drobovými břidlicemi. Obr. Pískovce Obr. Arkoza Obr. Křemencová droba

10 Jílovité horniny (pelity)
Jíl – nejjemnější částečky (většinou) vodnatých křemičitanů hlinitých. Vzniká zvětráváním křemičitanových hornin a kaolinizací. Velmi jemná pórovitost – nepropouští vodu (izolátor). Bobtnavost. Plasticita. Sesuvy po podložních jílech. Vyschuntím se stává pevným a drobivým. Slín – jíl s příměsí uhličitanu vápenatého. Opuka – pevný písčitý slín. Jílovité břidlice – tlakem zpevnění jílovité sedimenty (vrstevnaté, břidličnaté, štípatelné) Slínité břidlice – s příměsí uhličitanu vápenatého. Hlíny (dle geneze): aluviální - povodňové eluviální – zvětráváním hornin, nejsou přemístěny deluviální - svahové ledovcové – ve spodních a čelních morenách sprašové - eolické (jemný křemitý prach, vápenité konkrece – cicváry)

11 2. Chemické usazeniny Vznikly chemickým vylučováním, srážením, příp. krystalizací látek rozpuštěných v roztoku. Křemité usazeniny Usazeniny uhličitanu vápenitého Usazeniny železných rud Usazeniny fosfátů Usazeniny solné

12 Křemité usazeniny Křemitý sintr – geyzirit. Omezeně rozpustný – usazuje se ochlazováním vody. Opál. B) Usazeniny uhličitanu vápenatého CaCO3 + CO2 +H2O = Ca (HCO)3 Kyselý uhličitan je snáze rozpustný než normální CaCO3. Je však nestabilní a při změnách teploty se snadno rozkládá. Tak se usazuje hůře rozpustný CaCO3. Travertin (sražený vápenec) – vzniká při ochlazení termální vody ve vývěru. Travertinové kaskády. Travertin se ukládá i ve studených vodách z řek. Aragonit (vřídlovec) – vylučuje se při vyšší teplotě. Většinou vrstevnatý. Hrachovec - odrůda aragonitu (hrášková struktura) Sintr – jeskyně

13 Obr. Travertin Obr. Aragonit

14 Usazeniny železných rud
Železité látky se usazují dle podmínek jako oxidy, hydroxidy, karbonáty nebo silikáty. Limonit (hydroxid železitý) - v jezerech – bahenní rudy. Siderit (uhličitan železnatý) – v redukčním prostředí (kamenouhelné pánve). Silikáty železa – vždy mořského původu. Obr. Limonit Obr. Siderit

15 Usazeniny fosfátů Fosforečnany jsou snadno rozpustné ve vodě, přecházejí snadno do roztoků, z něhož za jiných podmínek se mohou vylučovat a srážet. Solné usazeniny Chloridy a sírany - sůl kamenná NaCl, anhydrit CaSO4, sádrovec CaSO4 (vodnatý) Obr. Sůl kamenná

16 3. Organogenní sedimenty (ústrojného původu)
Vznikly činností organismů. Zoolythy, fytolythy. Kaustobiolithy – hořlavé. Tyto sedimenty vznikají hromaděním ústrojné hmoty organismů (kaustobiolity) nebo hromaděním pouze pevných součástí. Biomechanická sedimentace. Biochemická sedimentace – ovlivnění prostředí v důsledku látkové výměny organismem. Usazeniny: A) vápencové B) křemité C) fosforečnanů D) uhlíkatých látek

17 A) Vápencové usazeniny
Vápence – většinou mořské. Skořápky z kalcitu nebo aragonitu. Organogenní vápence vznikají jednak ze schránek uhynulých jedinců, dále si organismy vytvářejí vápencové útvary za svého života. Vápenec obsahují příměsi – vápence písčité, jílovité, glaukonitické, železité, bituminosní aj. Dolomitické vápence – s příměsí MgCO3. Vápence fytogenní (rozsivky), vápence zoogenní (foraminifera). Dolomit – uhličitan vápenato-hořečnatý. Vznikly převážně metasomaticky – výměnou Ca za Mg. Tato záměna se může dít před diagenetickými pochody i během nich. Obr. Vápencový lom

18 Křemité usazeniny Fytogenní – diatomit (rozsivky) Zoogenní – buližníky, rohovce

19 Obr. Diatomitový důl

20 C) Usazeniny fosforečnanů
Fosforečnan vápenatý – skořápky brachiopoda, krunýře korýšů, kosti obratlovců. Fosforečnany jsou snadno rozpustné – koncentrují se ve vrstvách jako konkrece, čočky apod. Guano – trus ptáků nebo netopýrů.

21 D) Kaustobiolity (usazeniny uhlíkatých látek)
horniny humusové – vznikají rozkladem pozemních (bažinatých) rostlin, nemá-li k nim přístup kyslík. Látky bohaté na uhlovodíky. Rašeliniště, slatiny, vrchoviště. Rašelina – hnědé uhlí - černé uhlí – antracit. sapropelity – nahromaděním těl menších vodních organismů. Větší obsah tuků a proteinů. Některé druhy uhlí – dysodil, svíčková uhlí, kanelová uhlí liptobiolity – voskové a pryskyřičné látky, více odolné k rozkladným procesům. Poměrně mladé – třetihorní, paleozoické rostliny neměly pryskyřici. Rozkladné fáze Tlení – okysličování, produktem je oxid uhličitý a voda. Liptobiolity tlení nepodléhají Trouchnivění – nedokonalý přístup vzduchu – zůstává i pevný zbytek obsahující uhlíkaté látky Rašelinění – bažinaté rostliny – nejdříve trouchnivění, v důsledku růstu další generace rostlin dochází k stále většímu odlučování od vzduchu. Pozvolné prouhelnění - Rašelina, hnědé uhlí, černé uhlí. 4) Hnití – bezdusíkaté látky (kvašení) + rozklad bílkovin (hnití). Většinou ve stojaté vodě. Při procesu využíván vlastní kyslík – únik CO2 + CH4 (bahenní plyn). Zbytek tvoří tekuté nebo pevné uhlovodíky, poměrně bohaté vodíkem – bituminosní látky. Sapropel.

22 Vrstva a souvrství Usazené horniny – rovnoběžný sloh podle ploch,které odpovídají dnům někdejších moří, řek, jezer atd. Vrstva – deskovitý útvar, který je omezen dvěma vrstevními plochami – spodní (podložní) a svrchní (nadložní). Mocnost vrstvy – kolmá vzdálenost mezi oběma vrstevními plochami. Lupenitá, deskovitá, lavicovitá. Směr a sklon vrstvy. Spáry – mezery, jež teoreticky předpokládáme mezi vrstvami. Souvrství – řada vrstev nad sebou téže petrografické povahy. Vrstevní sled – pořadí vrstev v souvrství. Čočka – vrstva rychle vykliňuje na všechny strany. Střídání vrstev, vložky souvrství (např. břidlice). Vykliňování vrstev – neklidná sedimentace. Střídání vrstev (např. pískovce a břidlice).

23 Vznik vrstev – vrstvy jsou výsledkem sedimentace
Vznik vrstev – vrstvy jsou výsledkem sedimentace. Jednotlivé vrstvy jsou odrazem sedimentace stálého látkového složení. Spáry vrstevní jsou podmíněny změnou usazovaného materiálu a krátkým přerušením sedimentace. Vrstva je tedy útvar, který je výsledkem usazovací činnosti, jež trvá určitou dobu a je vyznačena při tom ukládáním jednoho a téhož druhu materiálu. Nastane-li změna v povaze materiálu nebo byla-li sedimentace přerušena, ukončuje se tvoření vrstvy a začíná se tvořit vrstva nová. Vrstevnatost a břidličnatost Vrstevnatost je rovnoběžná dělitelnost sedimentů podle ploch již primárně založených při usazování horniny. Břidličnatost (kliváž) je dělitelnost druhotná - podle rovnoběžných puklin, které vznikly druhotně tlakem v hornině již hotové. Může probíhat rovnoběžně s vrstvami, většinou je k nim šikmá nebo kolmá.

24 Druhy vrstevnatosti klidná sedimentace uprostřed moří - masivní lavice, rovnoběžné. Čočky. rychlá změna materiálu – poblíž pobřeží, řeky, příboj, příliv a odliv. Vykliňování vrstev, rychle se měnící mocnost. Poblíž pevniny hrubozrnný materiál. diagonální vrstvení (stejnosměrné) křížové vrstvení (kříží se směry podružného vrstvení) Zpravidla vodorovné ukládání vrstev. Šikmé - delty řek – naplavený kužel (10 až 30 st.) - svahové suti - písečné přesypy Čeřiny.

25 Zákon superpozice: vrstvy spodnější jsou vždy starší než vrstvy svrchnější.
Nejspodnější vrstva – báze, je vždy nejstarší. Toto platí u normálního uspořádání vrstev, v převráceném, překlopeném nebo překoceném souboru je vrstevní sled obrácený. Zkameněliny – většinou jen tvrdé součásti těla. Hierogylyfy. Určování relativního stáří hornin. Druhý základní stratigrafický zákon – vrstvy obsahující tytéž zkameněliny jsou téhož stáří. Podle povahy zkamenělin lze usuzovat i na typ sedimentace (říční, mořská…) Stratigrafie - minulost rozdělujeme do: éra, perioda, epocha, věk, období, doba - vrstvení sled rozdělujeme do: grupa, útvar, oddělení, stupeň, pásmo, vrstva Mesozoikum, křída, svrchní křída, cenoman, klikovské souvrství Mezinárodní standardy – epocha, věk, období, hranice mezi nimi.

26 Facie (ráz, vývoj) – souhrn vlastností usazeniny, které vyplývají ze zeměpisné
povahy místa vzniku, z podmínek usazovacích a z poměrů biologických Facie petrografická, facie biologická, facie geografická – zajímá nás jen příslušné hledisko Konkordance a diskordance Konkordantní (souhlasné) – sedimentace mezi souvrstvími nebyla přerušena. Mladší souvrství vzniklo na základě změněných usazovacích podmínek. Souvrství mají tentýž směr a sklon vrstev. Pozvolné přechody. Diskordantní (nesouhlasné) - známkou přerušení sedimentace. Časová usazovací přestávka – hiát. Zjevná (úhlová) diskordance, skrytá diskordance (na rozdíl od konkordance vždy ostrá hranice). Transgrese – přestup moře přes pevninu. Většinou diskordantní. Regrese – ústup moře

27 Poruchy vrstev Deformace souvrství - vrása – zprohýbání vrstev , souvislost vrstev zůstává neporušena. - zlom – deformací dojde k porušení vrstev. Obr. Vrása Obr. Zlom

28 Vrásy a flexury Prohyb (flexura) – vrása monoklinální, působení radiální síly 2) Vrása - vlnovitě zprohýbaná vrstva - většinou tengenciální tlak - 3 ramena: antiklinála, synklinála, střední rameno - vrása může být přímá, šikmá, překocená (více než 90 %), ležatá - ponořená vrása (ukloněná osní rovina) - jádro synklinály, jádro antiklinály

29 Obr. Zvrásnění

30 Obr. flexura

31 Obr. Antiklinála

32 Obr. synklinála

33 Obr. Dóm

34 Zlomy Vznikají silami tangenciálními i radiálními. Posun Pokles
C) Zdvih (přesmyk)

35 Přesmyk - postranní tlak, zmenšení prostoru
- ustřižené vrstvy nad sebou, zdvojení vrstev - kerný – dle dříve existujícícíh puklin - vrásový (vznikly redukcí středního ramene) - výška zdvihu Pokles zvětšení prostoru - vrstvy jsou oddáleny - výška skoku - pokles s vlekem Zlomové systémy (obr.) - příkopová propadlina (2) - hrást (1) - zlom (3)

36 Příkrovy Příkrov – obrovské horninové těleso (tzv. alochton), které bylo přemístěno tektonicky nebo gravitačním skluzem na jinou horninovou jednotku (autochton). Příkrovy - vrásové – rozsáhlé ležaté vrásy - kerné - přesunuté kry podle různě orientovaných ploch Tektonická okna – otvory příkrovu, kde nastalo obnažení podloží Tektonická bradla Tektonická melanž Tektonická zrcadla Pásemná pohoří.

37 Obr. Tektonická stavba - jurské vápence

38 Pukliny a trhliny Puklina – dělitelnost horniny, při níž stěny zůstávají u sebe Trhlina – oddálení stěn od sebe, vznikají otevřené mezery Dělitelnost: - primární – vzniká při tvorbě horniny - sekundární - kliváž