Vnější (exogenní) geologické procesy

Transkript

1 Vnější (exogenní) geologické procesy Zvětrávání hornin vytváří podmínky pro tzv. sedimentační proces Sedimentační proces - eroze, transport a sedimentace látek v hydrosféře a atmosféře Modelace povrchu vlivem gravitace, proudící vody, mořské činnosti, ledovců, větru, organismů a člověka Výsledkem exogenních procesů je vznik sedimentárních hornin a půd Prostředí mladých sedimentů je vlastní prostředí archeologického zájmu

2 Zvětrávání hornin Jde o rozvolňování pevných hornin vlivem gravitace, vody, vzduchu, teplotních změn a činností organismů Rozpadající se horniny mají nižší pevnost vzniká tzv. zvětralinový plášť (eluvium) Zvětralinový plášť není usazená hornina, i když se jí může vnějškově podobat, zachovává ale strukturu původní horniny Nikdy nemůže obsahovat stopy činnosti člověka Odlišení kvartérního pokryvu a zvětralinového pláště je velmi důležité pro správné zacílení archeologického výzkumu

3 Druhy zvětrávání hornin mechanické chemické

4 Mechanické zvětrávání Mechanický rozpad pevných hornin na bloky a úlomky (ostrohranné) kamenná moře Vzniká teplotními rozdíly vlivem rozdílné tepelné roztažnosti různých minerálů Významný vliv vody a ledu trhání horniny v puklinách Vliv organismů kořeny rostlin pronikající do puklin horniny a přístupové cestu živočichů usnadňující přístup vody a vzduchu ke skalnímu podkladu Převládá v suchém (aridním) a studeném (arktickém) klimatu typické v glaciálech

5 Kamenné moře

6 Chemické zvětrávání Typické pro vlhké (humidní) oblasti s teplým klimatem (dnes tropy) Naše území přechodná oblast, kde se uplatňují oba typy zvětrávání Za působení vody, kyslíku a oxidu uhličitého dochází k chemickým rozkladům hornin (hydrolýza, hydratace, oxidace, karbonatizace apod.) Výsledkem je vznik nových minerálů jílové minerály, oxidy železa, karbonáty

7 Sedimentační proces 3 fáze vzniku usazené (sedimentární) horniny: eroze, transport a sedimentace Usazená hornina nemůže vzniknout bez přemístění původního zvětralého materiálu základní rozdíl mezi zvětralinovým pláštěm a sedimentem Při transportu a sedimentaci může dojít k přimísení jiných objektů, včetně archeologicky zajímavých dokladů o činnosti člověka Struktura sedimentu je vždy vrstevnatá, kvartérní sedimenty jsou téměř vždy subhorizontálně uloženy, starší sedimenty mohu být ukloněné nebo zvrásněné působením endogenních sil

8 Vrstevnatý kvartérní profil

9 Eroze Eroze je proces způsobovaný vnějšími (exogenními) geologickými silami, obnažuje skalní podklad Jejím výsledkem je snižování a modelace zemského povrchu V konečném výsledku vzniká z členité krajiny tzv. parovina (např. česká krajina v terciéru) Jde o protichůdný proces k vnitřním geologickým silám, které diverzifikují zemský povrch

10 Příklady eroze

11 Transport Zvětralý materiál z pevných hornin uvolněný erozí je přemístěn na jiné místo Hlavně se uplatňuje gravitace, tekoucí voda, vítr, ledovec aj. exogenní geologické síly Činnost vnějších geologických sil je rušivá (eroze a odnos) a tvořivá (sedimentace) na jiném místě Tento proces probíhá neustále

12 Sedimentace Ve vhodném místě ustává transport a přemisťovaný materiál se usazuje Krajinu tak můžeme rozdělit na oblasti s převahou odnosu materiálu (vrcholové partie a strmé svahy) a oblasti s převahou usazování (údolí a úpatí svahů) Sedimentační prostředí: pevninské a mořské Pevninské ještě dělíme na suchozemské a podvodní Po sedimentaci nastává proces diageneze (zpevnění) zmenšování pórů mezi zrny, vyplňování těchto pórů malými mechanickými částicemi (jílové minerály anebo vysráženými minerály z protékajících roztoků (minerály Fe, Si atd.)

13 Základní dělení sedimentů Klastické sedimenty (úlomkovité) vznikly z mechanickým úlomků hornin, na jejich vzniku se podílelo především mechanické zvětrávání Organogenní sedimenty podstatná část sedimentačního materiálu má organický původ (schránky a těla organismů) Chemické sedimenty produkt chemických procesů, vylučování látek rozpuštěných ve vodě

14 Klastické sedimenty Úlomkovité sedimenty, dělí se podle velikosti úlomků: 1. Nad 2 mm: psefity (štěrk) 2. 0,063 2 mm psamity (písek) 3. 0,004 0,063 mm aleurity (prach, též hlína) 4. Méně než 0,004 mm pelity (jíl) V závorce uvedeny základní názvy nezpevněných hornin (zemin) Klastickými sedimenty je většinou tvořen kvartérní pokryv při povrchu terénu Skupina 3 a 4 se někdy souhrnně označuje jako aleuropelity

15 Štěrk

16 Písek

17 Prach a jíl

18 Názvosloví přechodných typů Adjektiva: Štěrkovitý, písčitý, prachovitý, jílovitý (30-50% příměs): písčitý štěrk Složená adjektiva: štěrkovito-písčitá hlína (více je písčité složky) s příměsí jílu, písku, štěrku, prachu = do 10% příměsi: písek s jílovitou příměsí

19 Zpevněné klastické sedimenty Mladé klastické sedimenty (kvartérní, většinou i terciérní) nejsou diageneticky zpevněné, jsou nesoudržné Nesoudržné znamená, že nedrží tvar ve svislé stěně Starší sedimenty jsou už soudržné, diageneticky zpevněné: Psefity (slepence, brekcie) Psamity (pískovec, křemenec, arkóza, droba) Aleurity (prachovec) Pelity (jílovec, jílovitá břidlice)

20 Slepenec a brekcie

21 Pískovec a arkóza

22 Prachovec a jílovitá břidlice

23 Druhy klastických sedimentárních hornin podle geneze (způsobu vzniku)

24 Svahové sedimenty Svahové sedimenty (přemisťované gravitací po svahu) deluvia Na jejich vzniku se hlavně podílí gravitace Jejich tvorba probíhá nepřetržitě, i dnes Obvykle špatně vytříděné sedimenty se vzrůstající mocností směrem k úpatí svahu Do hloubky postupně přecházejí do zvětralinového pláště a vzrůstá množství a velikost úlomků skalního podloží Mohou se vyskytovat jen na svazích!! Nikoliv na vrcholech kopců nebo v údolích.

25 Svahové sedimenty Prokopské údolí Praha

26 Sedimenty vzniklé eolickou činností (činnost větru) Základní charakteristika: vysoce vytříděné, stejnozrnné!! Spraše Váté písky Typické pro glaciály, dnes se ve významném množství netvoří

27 Sedimenty vzniklé činností ledovce (glaciální) Základní charakteristika velmi špatně vytříděné, klastické částice všech velikostí Morény (čelní, boční, vnitřní ) materiál unášený ledovcem a ponechaný na místě po jeho roztátí Uplatňuje se morfologicky v krajině (valy), častý v severní Evropě U nás omezeně severní Čechy, severní Morava

28 Morény

29 Fluviální sedimenty Sedimenty vzniklé činností tekoucí vody Štěrkopísky údolních teras vodních toků (morfologie údolní nivy) Vytříděnost vzrůstá s velikostí toku Zahlubováním toků v Českém masívu od terciéru vznikla soustava říčních teras, nejstarší jsou nejvýše položené

30 Říční terasy

31 Těžba štěrkopísku u Labe (Roudnice n.l.)

32 Zárodek údolní nivy

33 Polygeneticky vzniklé sedimenty Často se podílejí dva až tři procesy na vzniku sedimentu: Glacio-fluviální sedimenty Fluvio-deluviální sedimenty (splachy) Fluvio-deluvio-eolické sedimenty (sprašové hlíny) Proluvia velké nakupené kužely materiálu na úpatí kopců a hor (působení gravitace a tekoucí vody z přívalových srážek)

34 Správný makroskopický terénní popis kvartérní zeminy Hlavní zrnitostní zatřídění (písek, štěrk ) Upřesnění adjektivy (jílovitý, hlinito-písčitý, s příměsí štěrku ) Barva (hnědá, hnědo-žlutá, šedá s rezavými záteky) Viditelné strukturní znaky Obsah vody (vlhkost) suchá, zavlhlá, nasycená, pod hladinou vody) Ostatní specifické rysy a vlastnosti (zvláštní příměsi, zápach, netypická vrstevnatost, antropogenní ovlivnění ) Názor na genezi (svahovina, fluviální původ, splach, spraš )

35 Organogenní sedimenty Vznik nahromaděním schránek živočichů 1. Organogenní vápence (ze schránek korálů, měkkýšů, řas) 2. Diatomity nahromadění křemitých schránek rozsivek 3. Fosfority nafromadění kostí a trusu ptáků a netopýrů (guáno) Kaustobiolity nahromadění organické hmoty těl rostlin a živočichů (vznik rašeliny, slatiny, uhlí, ropy) některé důležité energetické suroviny. Z organogenních sedimentů může být kvartérního stáří u nás pouze rašelina (slatina)

36 Rašelina

37 Organogenní vápenec

38 Chemické sedimenty Vznik vylučováním a srážením látek rozpuštěných ve vodě Uhličitanové (karbonátové) sedimenty Křemité sedimenty (pazourek, buližník) Sedimenty solných ložisek (evapority) Usazeniny železných a manganových rud a další

39 Pazourek Sedimentární chemogenní forma křemene, řazená k chalcedonu, druh horniny zvané rohovec Výskyt ve vápencích a křídě ve formě pecek, mandlí, konkrecí Pro křehkost relativně snadné opracování a lasturnatý lom (vznik ostrých hran a hrotů) jedním z nejvíce užívaných materiálů pro výrobu nástrojů v době kamenné pěstní klíny, hroty šípů apod.

40 Pazourek

41 Buližník (lydit, silicit) Sediment křemité horniny pocházející z proterozoika (snad chemogenního či organogenního původu) Tvoří jej převážně krystalický oxid křemičitý ve formě křemene Má černou nebo černošedou barvu (příměs grafitu) a vysokou tvrdost, pro kterou jej používali někdy pravěcí lidé místo pazourků, většinou ale nemá lasturnatý lom Buližníky se hojně vyskytují v usazených vrstvách ve středních a západních Čechách (Černolické skály, Kněživka u Prahy, Zkamenělý slouha Praha 8, Číčovický kamýk, Hudlická skála u Berouna, Vraní skála u Zdic, Divoká Šárka Praha)

42 Chemické karbonátové sedimenty Nejrozšířenější sedimentární horniny chemického původu Vznikají i v kvartéru, např. na vývěrech (pramenech) vod s vysokým obsahem rozpuštěných uhličitanů Travertiny (vysrážení z vody s CO2), vřídlovec (vysrážený z horkých pramenů Karlovy Vary) Nejznámější travertinová kupa je v Českém krasu Svatý Jan pod Skalou Tyto horniny jsou příkladem, že archeologické nálezy mohou být i v pevných horninách, nejen v horninách klastických nesoudržných, protože kolem pramenů se soustřeďoval život člověka a jeho materiální pozůstatky zůstaly často pohřbeny pod vrstvami tvořícího se travertinu Jeskyně krápníky (kalcit, aragonit)

43 Krápníky

44 Travertin

45 Svatý Jan pod Skalou