MineralogieJiří Mališ

Přednáška pro odborný seminář s geovědní tematikou

16. 9. 2011Určeno pro pedagogy ZŠ a SŠ

Tuto akci podpořil Regionální koordinátor pro popularizaci technických a přírodovědných oborů v Moravskoslezském kraji.

IPN Podpora technických a přírodovědných oborůRegionální koordinátor pro Moravskoslezský kraj

www.generaceY.czwww.msmt.cz

Klasifikace minerálů1735 C. Linné - první mineralogický systém založený na fyzikálních vlastnostech nerostů

 1750 A. Cronstedt - mineralogický systém podle chemických vlastností

 1854 J.D. Dana - chemický systém minerálů, téměř nezměněn vydržel

100 let

 Od dvacátých let 20. století se rozvíjí rentgenometrie krystalů a určování struktur. Čistě chemický systém se mění na tzv. krystalochemický.

 1941 H. Strunz - jediný úplný krystalochemický systém.

 ·        Minerály rozděleny do deseti tříd podle příbuznosti aniontů nebo aniontových skupin.

 ·        Minerály se stejnou aniontovou skupinou mají podobné vlastnosti a vyskytují se ve stejných nebo podobných paragenezích.

 ·        Třídy se dělí na oddělení podle poměru hlavních prvků, přítomnosti cizích aniontů nebo podle krystalové struktury.

Klasifikace minerálůNejpoužívanější klasifikace minerálů zahrnuje tyto třídy a oddělení:

• Třída prvků (slitiny, karbidy, nitridy, fosfidy)

• Třída sulfidů (selenidů, telluridů, arsenidů, antimonidů, bismutidů)

• Třída halogenidů

• Třída oxidů a hydroxidů (arsenitů, selenitů, telluritů, jodátů)

1. Třída nitrátů, karbonátů a sulfitů

• Třída borátů

• Třída sulfátů, chromátů, molybdátů, wolframátů

• Třída fosfátů (arsenátů, vanadátů)

• Třída silikátů

• Třída organických minerálů (organoidů)

Klasifikace minerálů9. Třída silikátů

a. oddělení nesosilikátů bez cizího aniontu

b. oddělení nesosilikátů s cizím aniontem

c. oddělení sorosilikátů

d. oddělení cyklosilikátů

e. oddělení inosilikátů

f. oddělení inosilikátů strukturně přechodných k fylosilikátům

g. oddělení fylosilikátů

h. oddělení tektosilikátů bez cizích aniontů

i. oddělení tektosilikátů s cizími anionty

j. oddělení zeolitů

Vznik minerálůVznik minerálů

Minerály jsou z magmatu vylučovány při jeho chladnutí. Magma se postupně rozčleňuje na Minerály jsou z magmatu vylučovány při jeho chladnutí. Magma se postupně rozčleňuje na pevnou, likvidní a plynnou fázi. Přitom dochází ke změnám jeho složení. Krystalizace minerálů pevnou, likvidní a plynnou fázi. Přitom dochází ke změnám jeho složení. Krystalizace minerálů probíhá pomalu.probíhá pomalu.

Jednotlivé fáze vylučování minerálů z magmatu:Jednotlivé fáze vylučování minerálů z magmatu:1.1. oddělení těžší „sulfidické“ taveniny – tzv.oddělení těžší „sulfidické“ taveniny – tzv. likvacelikvace. Krystalují sulfidy Fe, Ni, Cu – . Krystalují sulfidy Fe, Ni, Cu –

pyrhotin, pentlandit, chalkopyrit, cubanit.pyrhotin, pentlandit, chalkopyrit, cubanit.

2.2. vylučování málo rozpustných nerostů s vysokými body tání – tzv. vylučování málo rozpustných nerostů s vysokými body tání – tzv. segregacesegregace (počáteční krystalizace). Nerosty tvořící ložiska – magnetit, ilmenit, chromit. Nerosty (počáteční krystalizace). Nerosty tvořící ložiska – magnetit, ilmenit, chromit. Nerosty akcesorické – titanit, zirkon, apatit, granáty, diamantakcesorické – titanit, zirkon, apatit, granáty, diamant

3.3. spontánní tuhnutí magmatu a vylučování hlavních horninotvorných nerostů – tzv. spontánní tuhnutí magmatu a vylučování hlavních horninotvorných nerostů – tzv. hlavní krystalizacehlavní krystalizace. Minerály krystalizují zpravidla podle . Minerály krystalizují zpravidla podle Bowenova Bowenova krystalizačního schématu.krystalizačního schématu.

Hlavní složky magmatu:SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, K2O, Na2O

Lehce těkavé složky magmatu:H2O, H2S, CO2, CO, B2O3, HF, HCl

Minoritní a stopové prvky

MagmaMagmasměs tvořená silikátovou taveninou + krystaly silikátů a rudních minerálů + fluidní fázísměs tvořená silikátovou taveninou + krystaly silikátů a rudních minerálů + fluidní fázíPoměr těchto tří složek je proměnlivý.Poměr těchto tří složek je proměnlivý.Magma obsahuje téměř všechny prvky periodického systému. Jeho složení se mění podle Magma obsahuje téměř všechny prvky periodického systému. Jeho složení se mění podle podmínek vzniku a také během chladnutí.podmínek vzniku a také během chladnutí.

Nerosty mezi olivínem a biotitem spotřebují většinu železa obsaženého v magmatu . Proto mají Nerosty mezi olivínem a biotitem spotřebují většinu železa obsaženého v magmatu . Proto mají obvykle zelenou, hnědou až černou barvu. Nazývají se obvykle zelenou, hnědou až černou barvu. Nazývají se melanokratní.melanokratní. Minerály na pravé straně Minerály na pravé straně schématu jsou světlé, nazývají se schématu jsou světlé, nazývají se leukokratníleukokratní. Po vyloučení biotitu končí i tvorba plagioklasů. . Po vyloučení biotitu končí i tvorba plagioklasů.

V případě magmatu bohatšího na SiOV případě magmatu bohatšího na SiO22 krystaluje jako poslední křemen. krystaluje jako poslední křemen.

Při velkém nedostatku SiOPři velkém nedostatku SiO22 (přebytku alkálií a hliníku) nevznikají živce, ale tzv. foidy (zástupci (přebytku alkálií a hliníku) nevznikají živce, ale tzv. foidy (zástupci živců) – leucit, nefelín, sodalit, hauyn.živců) – leucit, nefelín, sodalit, hauyn.

Vznik minerálů v pegmatitechVznik minerálů v pegmatitech

Zbytková tavenina je v závěru krystalizace magmatu obohacena plynnou a kapalnou fází.Zbytková tavenina je v závěru krystalizace magmatu obohacena plynnou a kapalnou fází.

Obsahuje zvýšené koncentrace prvků, které nevstupovaly do struktur hlavních Obsahuje zvýšené koncentrace prvků, které nevstupovaly do struktur hlavních horninotvorných nerostů.horninotvorných nerostů.

Tuhnutím zbytků taveniny vznikají Tuhnutím zbytků taveniny vznikají pegmatitypegmatityMohou obsahovat minerály vzácnějších prvků – Li, Be, B, Mn, Zr, Ta, Nb, V, aj.Mohou obsahovat minerály vzácnějších prvků – Li, Be, B, Mn, Zr, Ta, Nb, V, aj.

Přítomnost těkavých složek ovlivňuje velikost vznikajících minerálů – pegmatity jsou velmi Přítomnost těkavých složek ovlivňuje velikost vznikajících minerálů – pegmatity jsou velmi hrubozrnné a minerály často dosahují velkých rozměrů.hrubozrnné a minerály často dosahují velkých rozměrů.

Typické minerály – Typické minerály – křemen, ortoklas, muskovitkřemen, ortoklas, muskovit, turmalín, lepidolit, spodumen, beryl, rutil, , turmalín, lepidolit, spodumen, beryl, rutil, ilmenit, titanit, zirkon, tantalit, niobit, andalusit, korund, topaz, kryolit.ilmenit, titanit, zirkon, tantalit, niobit, andalusit, korund, topaz, kryolit.

Vznik minerálů z hydrotermálních roztokůVznik minerálů z hydrotermálních roztoků

Tyto vodní roztoky jsou velmi horké (Tyto vodní roztoky jsou velmi horké (374374 ooC). Jejich součástí jsou komplexní sloučeniny síry a C). Jejich součástí jsou komplexní sloučeniny síry a halogenových prvků s kovy:halogenových prvků s kovy:

[AgCl[AgCl22]]-- [PbCl][PbCl]++ [PbCl[PbCl33]]--

[HZnS[HZnS22]]-- [HPbS[HPbS22]]-- [HgHS[HgHS22]]--

PPříklad jednoduché rudní žíly z ložiska Cínovec.říklad jednoduché rudní žíly z ložiska Cínovec.

Na stěnách otevřené pukliny se z roztoku Na stěnách otevřené pukliny se z roztoku vyloučila nejprve ruda cínu – kassiterit a vyloučila nejprve ruda cínu – kassiterit a wolframu – wolframit. Potom se vyloučil křemen a wolframu – wolframit. Potom se vyloučil křemen a na konci při klesající teplotě a tlaku minerály na konci při klesající teplotě a tlaku minerály fluorit a scheelit.fluorit a scheelit.

Možné zdroje vody pro hydrotermální roztoky:Možné zdroje vody pro hydrotermální roztoky:

• Magmatické procesy v jejichž závěru může být voda uvolňována.Magmatické procesy v jejichž závěru může být voda uvolňována.

• Sedimenty uvolňující vodu při kompakci (stlačování) vlivem tlaku nadloží.Sedimenty uvolňující vodu při kompakci (stlačování) vlivem tlaku nadloží.

• Minerály obsahující vodu vázanou nebo ve formě OH skupin, kterou uvolňují při Minerály obsahující vodu vázanou nebo ve formě OH skupin, kterou uvolňují při metamorfóze.metamorfóze.

• Voda vadozní (atmosférická) pronikající z povrchu do větších hloubek zemské kůry.Voda vadozní (atmosférická) pronikající z povrchu do větších hloubek zemské kůry.

Každé hydrotermální ložisko představuje komplikovaný systém na jehož vzniku se podílí řada faktorů.Každé hydrotermální ložisko představuje komplikovaný systém na jehož vzniku se podílí řada faktorů.

Zjednodušený řez jáchymovskou rudní Zjednodušený řez jáchymovskou rudní oblastí. Hlavními složkami žil jsou oblastí. Hlavními složkami žil jsou minerály stříbra, vizmutu, kobaltu, niklu, minerály stříbra, vizmutu, kobaltu, niklu, olova a uranu.olova a uranu.

Pro hydrotermální roztoky je charakteristický obsah těžkých kovů.Pro hydrotermální roztoky je charakteristický obsah těžkých kovů.

Se sirovodíkem vytváří sulfidy jako rudní ložiska.Se sirovodíkem vytváří sulfidy jako rudní ložiska.

Sulfidy se z roztoku nevylučují současně. Schematická řada vylučování kovů z roztoků podle Sulfidy se z roztoku nevylučují současně. Schematická řada vylučování kovů z roztoků podle klesající teploty:klesající teploty:

BiBi AsAs CuCu ZnZn PbPb SbSb HgHg

AuAu

UU AgAg

Nerudní minerály sulfidických hydrotermálních ložisek představují: křemen, siderit, baryt, kalcit.Nerudní minerály sulfidických hydrotermálních ložisek představují: křemen, siderit, baryt, kalcit.

Formy výskytu ložisek:Formy výskytu ložisek:

• žilné – výplň puklin a trhlinžilné – výplň puklin a trhlin

• metasomatické – vytlačení a nahrazení nerostu jiným nerostemmetasomatické – vytlačení a nahrazení nerostu jiným nerostem

• impregnační – vylučování minerálů v porézních hornináchimpregnační – vylučování minerálů v porézních horninách

klesá teplota klesá teplota

Příklad recentního vzniku hydrotermálních minerálůPříklad recentního vzniku hydrotermálních minerálů

Ze dna v Rudém moři vyvěrají horké prameny slaných vod v jejichž blízkosti dochází ke srážení Ze dna v Rudém moři vyvěrají horké prameny slaných vod v jejichž blízkosti dochází ke srážení sulfidů železa, mědi a zinku.sulfidů železa, mědi a zinku.

Podobné vývěry byly Podobné vývěry byly pozorovány i jinde pozorovány i jinde (Galapágy), většinou na (Galapágy), většinou na hranici litosférických hranici litosférických desek v místě aktivních desek v místě aktivních středooceánských středooceánských hřbetů. Rudotvorné hřbetů. Rudotvorné roztoky o teplotě 315-roztoky o teplotě 315-375375ooC vyvěrají z puklin C vyvěrají z puklin pod tlakem a v jejich pod tlakem a v jejich okolí se tvoří masivní okolí se tvoří masivní polohy sulfidů, oxidů a polohy sulfidů, oxidů a hydroxidů kovů a hydroxidů kovů a amorfního SiOamorfního SiO22. .

Vznik nerostů hypergenními pochodyVznik nerostů hypergenními pochody

Zvětrávání může mít charakter mechanický – vlivem proudění vody, větru, teplotních Zvětrávání může mít charakter mechanický – vlivem proudění vody, větru, teplotních změn, gravitace a dalších činitelů. Látková podstata se nemění. Nebo chemický – vliv změn, gravitace a dalších činitelů. Látková podstata se nemění. Nebo chemický – vliv hydratace, hydrolýzy, oxidace, redukce, apod. Vznikají nové minerály.hydratace, hydrolýzy, oxidace, redukce, apod. Vznikají nové minerály.

Mechanické zvětráváníMechanické zvětrávání

Obvykle v chladném podnebném pásmu nebo v teplém aridním (pouštním) klimatu. Nerosty jsou Obvykle v chladném podnebném pásmu nebo v teplém aridním (pouštním) klimatu. Nerosty jsou transportovány vodou nebo větrem a za vhodných podmínek se usazují. Těžké minerály se mohou transportovány vodou nebo větrem a za vhodných podmínek se usazují. Těžké minerály se mohou hromadit a vytvářet tzv. rozsypy (rýžoviska) – magnetit, ilmenit, granáty, zirkon, monazit, kasiterit, hromadit a vytvářet tzv. rozsypy (rýžoviska) – magnetit, ilmenit, granáty, zirkon, monazit, kasiterit, diamant, zlato, platina.diamant, zlato, platina.

  

Chemické zvětráváníChemické zvětrávání

Látková změna primárních minerálů a následný vznik nových. Rozkladem vzniká z nerostu část Látková změna primárních minerálů a následný vznik nových. Rozkladem vzniká z nerostu část rozpustná (Na, K, Ca, Mg, Ferozpustná (Na, K, Ca, Mg, Fe2+2+, Al, Si) Rozpuštěné složky buď putují dále (Na, Mg – do oceánů) , Al, Si) Rozpuštěné složky buď putují dále (Na, Mg – do oceánů) nebo se vážou na koloidy (K – sorbován v půdách). Při změně pH dochází k vysrážení nebo se vážou na koloidy (K – sorbován v půdách). Při změně pH dochází k vysrážení rozpuštěných složek z roztoku (Fe, Ca, Mn) a vzniku nových minerálů – tvoří tzv. zvětralinový rozpuštěných složek z roztoku (Fe, Ca, Mn) a vzniku nových minerálů – tvoří tzv. zvětralinový plášť. plášť.

Intenzitu chemického zvětrávání ovlivňuje klima:Intenzitu chemického zvětrávání ovlivňuje klima:

Mírné pásmo – převládá tvorba jílových minerálů nad oxidy a hydroxidyMírné pásmo – převládá tvorba jílových minerálů nad oxidy a hydroxidy

Humidní tropy – převládá tvorba oxidů a hydroxidů. Horniny bohaté na živce se rozkládají a Humidní tropy – převládá tvorba oxidů a hydroxidů. Horniny bohaté na živce se rozkládají a vznikají laterity nebo bauxity. Zvětráváním ultrabazických hornin vznikají zvětraliny bohaté na Ni, vznikají laterity nebo bauxity. Zvětráváním ultrabazických hornin vznikají zvětraliny bohaté na Ni, Co, Fe (Kuba, Nová Kaledonie, střední Ural)Co, Fe (Kuba, Nová Kaledonie, střední Ural)

Vliv pH:Vliv pH:Kyselé prostředí – vznikají minerály skupiny kaolinituKyselé prostředí – vznikají minerály skupiny kaolinituZásadité prostředí – vznikají minerály skupiny montmorillonituZásadité prostředí – vznikají minerály skupiny montmorillonitu

Vznik nerostů hypergenními pochodyVznik nerostů hypergenními pochody

Vznik soliVznik soli

Ložiska soli vznikají tam, kde je Ložiska soli vznikají tam, kde je odpařování mořské vody velmi odpařování mořské vody velmi silné a je omezená výměna vody silné a je omezená výměna vody s okolním mořem. V Kaspickém s okolním mořem. V Kaspickém moři v zálivu Kara-Bogaz byl moři v zálivu Kara-Bogaz byl silný výpar a voda proudila jen silný výpar a voda proudila jen jedním směrem z Kaspického jedním směrem z Kaspického moře do zálivu. Salinita zálivu moře do zálivu. Salinita zálivu byla velká a přítok vody z moře byla velká a přítok vody z moře tak vysoký, že se začala tak vysoký, že se začala snižovat hladina Kaspického snižovat hladina Kaspického moře. Proto byla postavena moře. Proto byla postavena hráz, která umožňovala přítok do hráz, která umožňovala přítok do zálivu regulovat.zálivu regulovat.

Rudou pro výrobu hliníku a oxidu hlinitého je bauxit. Je to zvláštní případ zvětraliny ze které Rudou pro výrobu hliníku a oxidu hlinitého je bauxit. Je to zvláštní případ zvětraliny ze které byly odneseny téměř všechny složky původní horniny – oxid křemičitý, oxid hořečnatý, byly odneseny téměř všechny složky původní horniny – oxid křemičitý, oxid hořečnatý, vápenatý, atd. Větší část bauxitu tvoří minerály hliníku. Na obrázku je řez ložiskem bauxitu v vápenatý, atd. Větší část bauxitu tvoří minerály hliníku. Na obrázku je řez ložiskem bauxitu v Maďarsku.Maďarsku.

1 čtvrtohorní 1 čtvrtohorní (současný) pokryv(současný) pokryv

2 vrstva vápenců2 vrstva vápenců

3 třetihorní jíly s 3 třetihorní jíly s nepříliš mocnými nepříliš mocnými slojkami uhlíslojkami uhlí

4 ložisko bauxitu4 ložisko bauxitu

5 méně kvalitní bauxit 5 méně kvalitní bauxit s vysokým obsahem s vysokým obsahem jílujílu

6 podložní dolomitické 6 podložní dolomitické horninyhorniny

Vznik bauxituVznik bauxitu

Sedimentární ložisko bentonitu, jílovité horniny tvořené minerálem montmorillonitem, která se Sedimentární ložisko bentonitu, jílovité horniny tvořené minerálem montmorillonitem, která se používá ve slévárenství, farmacii a jinde. Bentonit vznikal z horkého sopečného popela který používá ve slévárenství, farmacii a jinde. Bentonit vznikal z horkého sopečného popela který napadal do jezera a tam se změnil na jílovitou hmotu. V nadloží bentonitu je lávové příkrovy a napadal do jezera a tam se změnil na jílovitou hmotu. V nadloží bentonitu je lávové příkrovy a tufy a nad nimi je produktivní uhlonosné souvrství tvořené miocenními jíly a písky s mocnou tufy a nad nimi je produktivní uhlonosné souvrství tvořené miocenními jíly a písky s mocnou uhelnou slojí. Příklad je ze severočeské uhelné pánve. uhelnou slojí. Příklad je ze severočeské uhelné pánve.

1 slínovce 1 slínovce svrchní křídysvrchní křídy

2 bentonit2 bentonit

3 čedičový 3 čedičový lávový příkrovlávový příkrov

4 sopečný 4 sopečný popel, tufpopel, tuf

5 lávový proud5 lávový proud

6 jíly a písky6 jíly a písky

7 uhelná sloj7 uhelná sloj

8 nadložní jíly8 nadložní jíly

Vznik bentonituVznik bentonitu

Ložisko kaolínu tvoří v třetihorách zvětralá žula. Ta přechází do primárního kaolínového Ložisko kaolínu tvoří v třetihorách zvětralá žula. Ta přechází do primárního kaolínového lože s nedokonale rozloženým živcem, který směrem k povrchu mizí. Vlastní fosilní lože s nedokonale rozloženým živcem, který směrem k povrchu mizí. Vlastní fosilní zvětraliny jsou pokryty přeplaveným kaolínem. V nadloží leží sedimenty hnědouhelné zvětraliny jsou pokryty přeplaveným kaolínem. V nadloží leží sedimenty hnědouhelné pánve a usazeniny související s blízkým stratovulkánem Doupovských hor.pánve a usazeniny související s blízkým stratovulkánem Doupovských hor.

Příklad z lokality Mírová u Karlových Varů.Příklad z lokality Mírová u Karlových Varů.

7 čtvrtohorní 7 čtvrtohorní štěrky, písky a štěrky, písky a hlínyhlíny

6 vulkanické 6 vulkanické usazeninyusazeniny

5 uhlí a uhelné jíly5 uhlí a uhelné jíly

4 přeplavený 4 přeplavený kaolínkaolín

3 kaolín3 kaolín

2 kaolín s 2 kaolín s nedokonale nedokonale rozloženými živcirozloženými živci

1 navětralá žula1 navětralá žula

Vznik kaolinituVznik kaolinitu

Metamorfní činiteléMetamorfní činiteléFyzikální faktoryFyzikální faktory

• Teplota Teplota Hlavním zdrojem tepla je energie přiváděná do zemské kůry z pláště magmaty nebo uvolňovaná Hlavním zdrojem tepla je energie přiváděná do zemské kůry z pláště magmaty nebo uvolňovaná radioaktivním rozpadem prvků. radioaktivním rozpadem prvků. Nejnižší teplota metamorfózy – 80Nejnižší teplota metamorfózy – 80ooCCNejvyšší teplota – 900Nejvyšší teplota – 900ooC (až do roztavení horniny)C (až do roztavení horniny)

  

• TlakTlaknadloží – je funkcí hloubkynadloží – je funkcí hloubkysměrný tlak (stres) – projevuje se hlavně deformacemi, ale ovlivní také migraci láteksměrný tlak (stres) – projevuje se hlavně deformacemi, ale ovlivní také migraci látekfluidní fáze – součet tlaků jednotlivých složek (vody, CO2, O, S, B, F, aj.)fluidní fáze – součet tlaků jednotlivých složek (vody, CO2, O, S, B, F, aj.)  

• ČasČassetiny vteřiny až jednotlivé roky – šoková metamorfózasetiny vteřiny až jednotlivé roky – šoková metamorfózastatisíce až miliony let – lokální metamorfózastatisíce až miliony let – lokální metamorfózadesítky milionů let – regionální metamorfózadesítky milionů let – regionální metamorfóza  

Vznik nerostVznik nerostůů metamorfogenními pochody metamorfogenními pochody

MetamorfózaMetamorfóza – přeměna nerostu při které se v pevném stavu – přeměna nerostu při které se v pevném stavu chemickychemicky a strukturně přizpůsobí a strukturně přizpůsobí změněným fyzikálním a chemickým podmínkám (teplotě, tlaku, chemické aktivitě roztoků).změněným fyzikálním a chemickým podmínkám (teplotě, tlaku, chemické aktivitě roztoků).

Vznik nerostVznik nerostůů metamorfogenními pochody metamorfogenními pochody

Chemické faktoryChemické faktory• Chemické potenciály v hornináchChemické potenciály v horninách

Při změně fyzikálních podmínek vznikají v horninách chemické potenciály, které se při Při změně fyzikálních podmínek vznikají v horninách chemické potenciály, které se při metamorfóze vyrovnávají: metamorfóze vyrovnávají:

Mezi minerály chemickými reakcemi látek.Mezi minerály chemickými reakcemi látek.

Mezi horninami různého složení migrací látek. Důležitá je přítomnost fluidní fáze.Mezi horninami různého složení migrací látek. Důležitá je přítomnost fluidní fáze.

• Chemická rovnováha v hornináchChemická rovnováha v horninách

Mezi minerály dochází k nastolení rovnovážného stavu, který odpovídá daným Mezi minerály dochází k nastolení rovnovážného stavu, který odpovídá daným podmínkám. podmínkám.

Regionální metamorfózaRegionální metamorfóza

V zemské kůře má největší význam. V zemské kůře má největší význam. Horniny při ní vznikají ve velkých Horniny při ní vznikají ve velkých regionech.regionech.

Vývojový cyklus zemské kůryVývojový cyklus zemské kůry

Schematické znázornění regionální metamorfózySchematické znázornění regionální metamorfózy

Lokální metamorfózaLokální metamorfóza

Způsobena změnami podmínek v prostorově omezených místech zemské kůry. Rozlišujeme Způsobena změnami podmínek v prostorově omezených místech zemské kůry. Rozlišujeme lokální metamorfózu:lokální metamorfózu:

• kontaktní – způsobena přínosem tepla na kontaktech vyvřelých a sedimentárních hornin kontaktní – způsobena přínosem tepla na kontaktech vyvřelých a sedimentárních hornin

• dislokační – způsobena drcením hornin na poruchových zónáchdislokační – způsobena drcením hornin na poruchových zónách

Schematické znázornění kontaktní Schematické znázornění kontaktní metamorfózymetamorfózy Žulové magma pronikající sedimenty Žulové magma pronikající sedimenty

způsobuje zonální uspořádání minerálů:způsobuje zonální uspořádání minerálů:

andalusit – biotit – chloritandalusit – biotit – chlorit

Přeměněná zóna se nazývá kontaktní Přeměněná zóna se nazývá kontaktní aureola. aureola.

1 Masívní kontaktní rohovce1 Masívní kontaktní rohovce

2 Břidličnaté kontaktní rohovce2 Břidličnaté kontaktní rohovce

3 Plodové břidlice3 Plodové břidlice

4 Skvrnité břidlice4 Skvrnité břidlice

HORNINY MAGMATICKÉ

Vznik magmatických horninkrystalizací přirozené silikátové taveniny označované jako magma.vyvřelé horniny se rozdělují na horniny hlubinné, žilné a výlevné. Pokud magma zůstane v hloubce uvnitř zemské kůry, dochází během pozvolného ochlazování, ke vzniku různých typů hlubinných vyvřelých hornin. Díky dlouhotrvající krystalizaci (řádově mil. roků) se hlubinné horniny vyznačují makroskopicky zrnitou hmotou. Velikost minerálů se zpravidla pohybuje od několika milimetrů až do několika centimetrů. Má-li magma možnost prostupovat podél tektonických trhlin směrem k zemskému povrchu, vznikají v případě utuhnutí magmatu v puklinách deskovitá tělesa různé mocnosti. V příčném pohledu připomínají žíly - žilné horniny. Vyznačují se hmotou, ve které jsou větší, okem viditelné krystaly minerálů obklopeny jemně zrnitou hmotou, která utuhla až v puklině rychlejším ochlazováním. Např. vyšší koncentrací těkavých složek, jako H20, CO2, F, B, může krystalizace i v těchto místech vést ke vzniku zvláštní žilné horniny pegmatitu s krystaly o rozměru i několik decimetrů.

Dostoupí-li magma až k zemskému povrchu a dojde k jeho výlevu, vznikají horniny výlevné, označované také jako vulkanity. Ochlazování taveniny na povrchu (lávy) probíhá ve srovnání s předchozím velmi rychle, a to podmiňuje často makroskopicky celistvý vzhled hmoty vulkanitů.

Textury magmatických hornin- orientace a rozložení součástek (např. všesměrná, šmouhovitá, kulovitá) - vyplnění prostoru horninovým materiálem (např. masivní, pórovitá, mandlovcovitá) - velikosti zrn (podle skutečné velikosti např. jemně zrnitá, hrubě zrnitá, nebo podle relativní velikosti porfyrická, stejnoměrně zrnitá) - stupně krystalizace (např. holokrystalická) - omezení minerálů (např. hypidiomorfní)

Textury magmatických hornin

Textury magmatických hornin

Minerály magmatických hornin

pouze výčet nejdůležitějších minerálů, běžně se vyskytujících ve vyvřelých horninách. Mezi nejhojnější minerály, zastoupené ve většině hornin i v největším objemovém množství, patří skupina živců. Ty se dělí podle přítomných kationtů na živce draselné, označované obvykle K-živce, a na živce sodno-vápenaté, značené Na-Ca živce tzv. plagioklasy.

Dále je velmi běžným a důležitým minerálem křemen, který spolu s živci má zásadní klasifikační význam. Následující minerály se v nejrozšířenějších typech hornin zpravidla vyskytují jako minerály podružné. Jsou to slídy muskovit a biotit, dále amfiboly, pyroxeny, foidy, a zcela v nepatrném množství pak turmalín, granát, olivín, analcim a ze sulfidů pyrit.

Klasifikace magmatických hornin Základní rozdělení vyvřelých hornin je možné provést z genetického hlediska na horniny hlubinné, žilné a výlevné.

Podrobné členění vychází z kvantitativního zastoupení vybraných horninotvorných minerálů. Ke klasifikačním účelům se využívá těchto minerálů: Q - křemen, A - alkalické živce, P - plagioklasy, F - foidy, M - mafické (tmavé) minerály. Horniny s obsahem mafických minerálů do 90 % se klasifikují podle světlých minerálů, s vyšším obsahem, podle tmavých minerálů. Přesné zařazení do diagramu je možné až po kvantitativní mikroskopické analýze obsahu minerálů z výbrusu horniny. Vysvětlivky k diagramu: I - granitoidy, II - syenitoidy, III - dioritoidy, IV - gabroidy, V - foidové syenitoidy, VI - foidové dioritoidy, VII - foidotity, VIII - anortozity (horniny tvořené převážně z plagioklasů).

Podle obsahu SiO2 se vyvřeliny rozdělují na horniny:

•kyselé (obsah SiO2 - nad 65%), pro které je typické to, že obsahují křemen v podstatném množství. Jsou to např. všechny granitoidy.

•intermediární (obsah SiO2 - 52 až 65 %), které prakticky křemen neobsahují nebo jen v nepatrném množství. Běžnými intermediárními horninami jsou syenit nebo diorit.

•bazické (obsah SiO2 - 44 až 52 %) horniny jsou bezkřemenné, bohaté na tmavé minerály jako je amfibol, pyroxen, olivín.

•ultrabazické (obsah SiO2 - pod 44%) jsou složeny výhradně z tmavých minerálů. Klasifikace založené na celkovém chemizmu jsou účelné jen pro některé typy hornin, zvláště pro vulkanity a pro řešení genetických problémů.

Klasifikace magmatických hornin

Návod k pojmenování a klasifikaci sedimentů

V klasifikaci a pojmenování sedimentů je větší zmatek než u vyvřelin a metamorfik.

Důvody:• Více klasifikačních kritérií než u vyvřelin a metamorfik (mineralogická, strukturní, chemická)• Použití technických a technologických kritérií.• Složení je proměnlivější než u magmatitů a metamorfitů.• Existuje víc českých názvů, které bývá problém zaředit do klasifikace.

Další problémy:• sedimentologické a geologické názvosloví• zpevněné a nezpevněné sedimenty• původní a současné složení• české, řecké a latinské názvy (viz tabulka č.1)

Klastické sedimenty

Obecné názvy užívané pro klastické sedimenty a jejich vysvětlení

Tipy na výlet

Uhlířský vrch   Jedná se o nejznámější a nejlépe dostupný sopečný útvar v Nízkém Jeseníku. Nachází se asi 2 km JZ od Bruntálu, kde tvoří nápadný pahorek (671 m n. m.),

zvýrazněný barokním kostelíkem z r. 1758.geologie:

   Uhlířský vrch je denudačním reliktem rozsáhlejšího vulkánu smíšeného typu, který vznikl během explozivních a efuzivních fází. Z násypného sopečného

kužele, pocházejícího z mladší fáze, zůstaly zachovány dva denudační zbytky. V j. výskytu (obr. 1), který je odkryt řadou stěnových lomů, je patrna jeho vnitřní stavba. Na složení pyroklastického materiálu se podílejí hlavně lapili (40-80 %), méně pak sopečné bombičky, bomby a strusky (10-50 %) a nejméně sopečný

písek a popel. Někdejší vulkanické centrum se nacházelo asi 200 m sz. od kostelíku.    Produkty starší efuzívní fáze známé pouze z vrtných prací. Během

mladší fáze vzniklo rozsáhlé těleso lávového proudu o délce 1,8 km. Efuze vyplnila mělkou terénní depresi směřující k V do údolí Černého potoka.

V koncové části proudu byly ve vrtech zjištěny písečné jíly s hojnými hrubými valouny křemene, které se nacházely ve výšce 12 m nad dnešní údolní nivou.

Petrograficky jsou efuzivní horniny tvořeny nefelinickým bazaltem až olivinickým nefelinitem. Podle radiometrických analýz je stáří fuze datováno na 2,4 +/- 0,5

mil. roků (pliocén, pleistocén), přičemž pravděpodobnější je údaj o nižší hodnotě

Tipy na výlet

1995).           

            

Tipy na výlet

      

Vápenná - Vycpálkův lomlokalizace:

Vápenná, 2,5 km J od Žulové, Vycpálkův lom - starý zatopený kamenolom na J svahu kóty 500,2 m, 1,5 km V od Vápenné

geologie:   Nad lomem jsou odkryté kontakty granitoidů žulovského masívu s krami

mramorů. Na kontaktu obou hornin vznikaly v relativně výšeteplotních podmínkách vápenaté skarny, které vykazují metasomatickou zonálnost. Na straně mramoru je vyvinutá zóna wollastonitu, následuje diopsid a dále zóna

granátu, nebo je zonálnost komplikovaná. V některých případech byl při reakcích zcela vyčerpán mramor a vznikl vápenatý skarn s méně výraznou

zonálností, obvykle prokřemenělý a epidotizovaný. Lokalita je mezi mineralogy proslavená hlavně nálezy velkých volných i zarostlých krystalů granátu (Fe-

grosulár = hesonit).

Tipy na výlet

      

Kde se dají nalézt informace o minerálech a jejich lokalitách

      

http://un2sg4.unige.ch/athena/mineral/mineral.html

http://www.8ung.at/geologie/eetymol.htm

http://www.mujweb.cz/www/jirimek/

http://webmineral.com/

http://www.minerals.net/

http://www.gweb.cz/