Úvod do praktické geologie I

Transkript

1 Úvod do praktické geologie I Hlavní cíle a tematické okruhy Určování hlavních horninotvorných minerálů a nejběžnějších typů hornin Pochopení geologických procesů, kterými jednotlivé typy hornin vznikají Základy práce s geologickými mapami a geologickými řezy Principy určování relativního stáří geologických těles a geologických procesů

2 Program kurzu Horninotvorné minerály Magmatické horniny Magmatické procesy Sedimenty a sedimentární horniny Metamorfované horniny Průběžný test I: poznávání hornin a horninotvorných minerálů Struktury a tektonika Měření geologických struktur a zobrazování orientačních dat Konstrukce geologických map a řezů Průběžný test II: tektonika a konstrukce geologických řezů Stratigrafie Zápočtový test: syntéza učiva za zimní semestr

3 Důležité informace Materiály ke cvičením (prezentace, protokoly) Podmínky k udělení zápočtu Test poznávání hornin váha 30 % Test z tektoniky váha 20 % Zápočtový test váha 40 % Protokoly ze cvičení váha 10 % Zápočet bude udělen po splnění nejméně 75 % ze součtu všech dílčích požadavků (testy + protokoly) Kontakt Jiří Žák Ústav geologie a paleontologie, číslo dveří 16B jirizak@natur.cuni.cz Tel.: www:

4 Minerál Anorganická homogenní přírodnina, složená z prvků nebo jejich sloučenin o stálém chemickém složení, uspořádaných do krystalové mřížky (tvoří krystaly), nebo amorfní (bez krystalové struktury) Minerály vs. horniny Hornina Agregát (seskupení) různých minerálů, popř. organické hmoty, od minerálů se liší svojí látkovou a strukturní heterogenitou

5 Horninotvorné minerály V současné době známe asi 5000 různých druhů minerálů Pouze asi 200 druhů minerálů se vyskytuje v podstatném množství v horninách horninotvorné minerály Asi 20 druhů minerálů patří mezi nejhojnější a široce rozšířené tzv. hlavní horninotvorné minerály

6 Krystaly, krystalové tvary, agregáty Krystal pevné těleso, stavební prvky (atomy, ionty, molekuly) jsou v prostoru pravidelně periodicky uspořádány Krystalový tvar odráží vnitřní uspořádání atomů, iontů, nebo molekul v minerálu (strukturu) Agregát shluk zrn jednoho minerálu, jednotlivá zrna nemusí být omezena svými vlastními krystalovými plochami Sůl kamenná (halit)

7 Krystalové tvary

8 Mechanismus růstu krystalů R.J. Haüy ( ) krystaly se skládají z elementárních rovnoběžnostěnů Krystal roste zvnějšku přikládáním (apozicí) částic ve vrstvách Ubýváním rovnoběžnostěnů ve vrstvách nad sebou vznikají krystalové plochy

9 Krystalové soustavy

10 Dvojčatný růst krystalů Rutil Fluorit Ortoklas - tzv. karlovarské dvojče

11 Polymorfie a izomorfie Polymorfní modifikace minerály mající stejné chemické složení krystalizují v různých krystalografických soustavách a mají odlišné fyzikální vlastnosti (např. uhlík - diamant a grafit) Izomorfní řady minerály krystalizující ve stejné krystalografické soustavě mají variabilní chemické složení (např. plagioklasová řada)

12 Kohezní vlastnosti minerálů (soudržnost) Štěpnost krystalograficky orientované minimum soudržnosti krystalu (štěpné trhliny) Odráží uspořádání atomů v krystalové mřížce, štěpné trhliny vznikají v určitých směrech a mohou kopírovat některé krystalové plochy Lom - mají nedostatečně štěpné minerály (rovný, lasturnatý, nerovný, tříšťnatý) Výborná štěpnost podle báze (slída) Nerovný lom (křemen) Lasturnatý lom (obsidián)

13 Úhel štěpných trhlin v řezu kolmém na dlouhou osu krystalu 90 pyroxeny 120 amfiboly

14 Kohezní vlastnosti minerálů Tvrdost - Mohsova stupnice tvrdosti: 1. mastek 6. ortoklas 2. sádrovec, halit 7. křemen 3. kalcit 8. topaz 4. fluorit 9. korund 5. apatit 10. diamant Kyanit Optické vlastnosti minerálů Barva barevné, zbarvené, mnohobarevné (pleochroické) Vryp Lesk kovový, nekovový (diamantový, skelný, mastný, matný, hedvábný, perleťový) Propustnost světla (transparence) - průhledný, průsvitný, neprůhledný (opakní) Další fyzikální vlastnosti minerálů Magnetické vlastnosti, tepelná vodivost, fyziologické vlastnosti (hmat, chuť, zápach)

15 Optické vlastnosti minerálů Kovový lesk - kasiterit Průhledný minerál - kalcit Průsvitný minerál - aragonit Opakní minerál - augit

16 Krystalochemický systém minerálů - prvky Kovy - Cu, Ag, Au, Fe, Pt Měď (Cu) Polokovy - As, Sb, Bi Nekovy - S, S, C Stříbro (Ag) Zlato (Au) Síra (S) Diamant (C)

17 Krystalochemický systém minerálů - sulfidy Sfalerit (ZnS) Galenit (PbS) Antimonit (Sb 2 S 3 ) Pyrit (FeS 2 )

18 Krystalochemický systém minerálů - halogenidy Halit (sůl kamenná, NaCl) Fluorit (CaF 2 )

19 Krystalochemický systém minerálů - oxidy Křemen (SiO 2 ) Magnetit (Fe 3 O 4 ) Hematit (Fe 2 O 3 )

20 Krystalochemický systém minerálů - karbonáty Aragonit (CaCO 3 ) Kalcit (CaCO 3 ) Magnesit (MgCO 3 ) Dolomit (CaMg(CO 3 ) 2

21 Krystalochemický systém minerálů - sírany Baryt (BaSO 4 ) Sádrovec (CaSO 4.2H 2 O) Anhydrit (CaSO 4 )

22 Krystalochemický systém minerálů - fosforečnany Apatit Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl, OH)

23 Krystalochemický systém minerálů - silikáty Základní stavební jednotkou je tetraedr SiO 4 Systém silikátů je založen na vzájemném uspořádání tetraedrů

24 Krystalochemický systém minerálů - nesosilikáty Tetraedry jsou uspořádány nezávisle Olivín, (Fe, Mg) 2 SiO 4 Granáty

25 Krystalochemický systém minerálů - cyklosilikáty Tetraedry jsou uspořádány do kruhu Beryl Turmalín

26 Krystalochemický systém minerálů - inosilikáty Tetraedry jsou uspořádány v řetězcích Pyroxeny - augit Štěpnost ~90 Amfiboly Pyroxeny - diopsid

27 Krystalochemický systém minerálů - fylosilikáty Tetraedry jsou uspořádány ve vrstvách Tmavá slída - biotit Světlá slída - muskovit

28 Krystalochemický systém minerálů - tektosilikáty Tetraedry jsou vázány ve skupinách Plagioklasy (Ca-Na) - albit-anortitová řada Albit Draselné živce - ortoklas Ortoklas

29 Krystalochemický systém minerálů - organolity Minerály organického původu Jantar (fosilní pryskyřice)

30 Poměrné zastoupení hlavních minerálů v horninách