Distribuce prvků v litosféře

Litosféra kontinentální kůra až 90 km granitické, sedimentární a metamorfické horniny oceánská kůra od 2 do 10 km mafické horniny

Oceánská kůra průměrná tloušťka 7-10 km nejstarší části 600 miliónů let

Kontinentální kůra průměrná tloušťka 35 km nejstarší části - miliardy let

Chemické složení SiO2 Al2O3 Fe203 a FeO CaO MgO Oceánská Kontinentální

Horniny Horniny - magmatické Horniny - sedimentární Horniny - metamorfní

Prvky v horninách Hlavní prvky (obvykle obsah v %) Stopové prvky (obvykle obsah pod 0.05%) O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, K… Au, Ag, Pt, Cd, Be, As, Cu, Pb…

Magma – Láva

Diferenciace magmatu Bowenovo krystalizační schéma MAFICKÉ INTERMEDIÁRNÍ KYSELÉ Olivín Augit Amfibol Biotit Ca – plagioklas Plagioklas Na – plagioklas (albit) Ortoklas Muskovit Křemen

Distribuce prvků ve vyvřelých horninách (Krauskopf) Kationty s velkým poloměrem a malým nábojem? => zastupují K Prvky s malým poloměrem nebo s vyšším nábojem => zůstávají v tavenině nebo reziduálních roztocích => inkomatibilní Prvky s poloměrem střední velikosti zastupují => Fe, Mg => jsou zastoupeny v mafických horninách Chalkofilní prvky => zůstávají v tavenině nebo reziduálních roztocích => jejich chování ovlivňuje přítomnost S Stopové prvky => nahrazují podobné hlavní prvky => izomorfie Rb, Cs, Ba, Pb… U, Th, B, Be, Mo, W, Nb… Cr, Ni, Co (ultrabazika) Mn, Ti, V (čediče a gabra) Pb, Zn, Fe…

4. pravidla o izomorfizmu viz skripta Izomorfizmus 4. pravidla o izomorfizmu viz skripta I. Iontové poloměry se liší nejvíce o 15% II. Rozdíl nábojů > 1 výrazně omezuje možnosti III. Přednost má prvek, který tvoří pevnější vazbu s okolními atomy (tj. menší poloměr nebo vyšší náboj) IV. Omezení v případě velké změny kovalence vazby

Příklady izomorfizmů Li - Mg ve slídách (biotit, zinwaldit) K (Fe, Mg)3 AlSi3 O10 (F, OH)2

Příklady izomorfizmů Rb - K ve slídách a v živcích (ortoklasy) KAlSi3O8

Příklady izomorfizmů Hf - Zr v zirkonech ZrSiO4

Příklady izomorfizmů Sr - Ca v plagioklasech Nb  Ta v tantalitu, kolumbitu SiO3 SiO2

Sedimentární horniny Vznikají druhotně – zvětráváním pro jednotlivá geologická období typické horniny – vnější podmínky

Zvětrávání Mechanické zvětrávání led, uvolnění tlaku, termální expanze, organická aktivita, abraze apod.

Zvětrávání Chemické zvětrávání mechanické zvětrávání => katalyzátor kyslík => oxidace CO2 => kyselina uhličitá H2O organické kyseliny Atm. CO2 + voda = pH 5,7

Zvětrávání + eroze zvětralý materiál = eroze

Eroze - následky

Faktory ovlivňující zvětrávání teplota pH redox potenciál prostředí přítomnost vody (vlhkosti)

pH

Voda Země Pindar – …voda je nejlepší z věcí… (522-543 BC) Venuše Mars 610 Pa 273,16 K

Distribuce prvků v sedimentárních horninách Sedimentace SiO2 => pískovce, rohovce Ca, Mg => karbonatické sed. K, Al => břidlice Na => evapority Diageneze

Fyzikální separace při sedimentačním procesu Kumulace odolných reziduálních minerálů viz ložiska Au, Pt, REE, Be, Zr, Sn apod. Au (ryzí) Be (beryl) Sn (kasiterit – cínovec) Zr (zirkony)

Základní reakce Rozpouštění a hydratace Fe2O3 + H2O  Fe(O)OH (stejná reakce pro Al, Mn) SiO2  H4SiO4 CaSO4 hydratuje CaSO4 . 2H2O Zvětrávání karbonátů CaCO3 + H2CO3  Ca2+ + 2HCO3- Oxidační reakce FeS2 + O2 + 2H2O  Fe2+ + 2H2SO4

Základní reakce - hydrolýza Hydrolýza – živce a neoxidovatelné silikáty 4KAlSi3O8+22H20  4K+ + 4OH- + Al4Si4(OH)8 + 8H4SiO4 kaolinit V kyselém prostředí:  4K+ + 4Al3+ + ??H4SiO4 Acidifikace životního prostředí

Distribuce prvků v metamorfních horninách změnou p a T podmínek v okolí hornin sedimentárních nebo magmatických  metamorfóza podobné ale mnohem výraznější změny než při diagenezi

Metamorfní facie