ZÁKLADY GEOLOGIE. Úvod přednáška 1. RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ

Transkript

1 ZÁKLADY GEOLOGIE Úvod přednáška 1 RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ vaneka@af.czu.cz

2 Požadavky ke zkoušce 1) Účast na cvičeních, poznávačka základních minerálů a hornin = zápočet 2) Písemná zkouška (cca na hodinu) formou testu a stručných odpovědí + v rámci cvičení proběhnou 2 testy (cca 15 min.) kontrola průběžného studia společně až 30 % celkového bodového ohodnocení závěrečné zkoušky Případné konzultace: v úterý po přednášce

3 Tématické okruhy - Definice geologie + základní pojmy, základy mineralogie, fyzikální a chemické vlastnosti minerálů, mineralogický systém. - Stavba a látkové složení Země, teorie pohybu litosférických desek (subdukční a riftové zóny), oceánská a kontinentální zemská kůra, rozdělení hornin. - Horniny magmatické (vyvřelé) definice magmatu, vznik magmatických hornin, textury, struktury, chemické složení, klasifikace a popis (hlubinné, žilné, výlevné), tvary těles vyvřelých hornin.

4 Tématické okruhy - Sedimentární horniny vznik sedimentů, klasifikace a popis (klastické, chemogenní, organogenní), textura + struktura, typy sedimentačních prostředí, minerály s. hornin, vznik a klasifikace kaustobiolitů. - Metamorfované horniny vznik metamorfitů, regionální a lokální metamorfóza, klasifikace a popis metamorfitů, textura + struktura. - Deformace horninových masívů plastické, křehké deformace

5 Tématické okruhy - Geologická minulost Země, geologické éry, hlavní orogenní pochody, základy regionální geologie ČR. - Exogenní geodynamika zvětrávání, sufoze, eroze, svahové pohyby, krasové jevy, geologickáčinnost ledovců. - Základy hydrogeologie a hydrochemie typy podzemních vod, propustnost horninového prostředí, minerální vody.

6 Doporučená literatura - Základy geologie, historická geologie (skripta UK) autoři: Kachlík, Chlupáč, Karolinum Praha - Geologie (skripta VUT), rovněž v elektronické podobě autoři: Šamalíková, Locker, Pospíšil - Základy petrografie a regionální geologie (skripta ČVUT) autoři: Chamra, Schroefel, Tylš

7 ÚVOD Definice geologie - studuje stavbu, látkové složení a historii Země - zkoumá a vysvětluje chemické, fyzikální a geologické procesy projevující se na zemském povrchu a uvnitř Země - popisuje vývoj Země od prvotního (kosmického) stádia

8 Geologické disciplíny Geologie velice obsáhlý vědní obor - strukturní g. studium geologických struktur - dynamická g. procesy probíhající v zemské kůře (endogenní a exogenní) - historická g. rekonstrukce vývoje Země a života na ní - regionální g. zkoumá stavbu určité oblasti - aplikovaná g. (využívaná v praxi) inženýrská g. (vztah geologického prostředí a stavbami různého typu), hydrogeologie (původ, výskyt a cirkulace podzemní vody) - geochemie, geofyzika, mineralogie, petrografie, paleontologie příbuzné vědní obory využívané v geologii

9 Definice a základní pojmy Minerál (nerost) - chemický prvek nebo sloučenina - vzniklý přírodními procesy - charakteristický specifickou stejnorodou krystalovou strukturou Krystalová struktura - pravidelné prostorové, periodicky se opakující uspořádání atomů, iontů nebo molekul - jejím vnějším projevem je krystal

10 Definice a základní pojmy Hornina - seskupení minerálů nebo organických zbytků, případně přírodních vulkanických skel, které vzniklo přírodními procesy - chemické složení hornin nelze díky jejich heterogenitě vyjádřit chemickým vzorcem kvantitativní chemická analýza (silikátová analýza) vyjadřující procentické zastoupení oxidů nejdůležitějších prvků (Si, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na atd.)

11 Úvod do mineralogie Identifikace minerálů - na základě specifických optických vlastností - výbrus (tloušťka cca 0,01 mm) pozorován pod různými úhly v normálním a polarizovaném světle - na základě chemického složení - např. EMPA (electron microprobe analysis - elektronová mikroanalýza) - dešifrováním vnitřní struktury - XRD (X-ray powder difraction - rentgenová difrakční analýza) - makroskopické určování (tvar krystalu, tvrdost, barva, štěpnost apod.) nepřesné!

12 - v současnosti známo přibližně 4000 minerálů - cca 150 běžně se vyskytující hlavní horninotvorné minerály

13 Hlavní mineralogické charakteristiky - krystalový tvar (tvar krystalové soustavy) - tvrdost - štěpnost - lom (chybí-li štěpnost) - specifická hmotnost - reakce s chemickými činidly - optické vlastnosti (barva, lesk, průhlednost) - barva vrypu

14 Krystalová soustava - vyjadřuje míru symetrie (souměrnosti) uspořádání krystalové struktury vnějším projevem krystal - definována pomocí tzv. krystalografického osního kříže osy souměrnosti (a, b, c příp. a 1, a 2, a 3 ) a meziosní úhly (α, β, γ) - celkem 7 krystalových soustav triklinická (trojklonná), monoklinická (jednoklonná), rombická (kosočtverečná), tetragonální (čtverečná), trigonální (klencová), hexagonální (šesterečná), kubická (krychlová)

15 1. Trojklonná (triklinická) minerály: např. chalkantit, albit albit 2. Monoklinická (jednoklonná) min.: sádrovec, ortoklas, amfibol sádrovec

16 3. Rombická (kosočtverečná) min.: např. aragonit, matkazit aragonit 4. Tetragonální (čtverečná) min.: chalkopyrit, kasiterit kasiterit

17 5. Trigonální (klencová) min.: např. kalcit, křemen, magnezit křemen kalcit 6. Hexagonální (šesterečná) min.: např. apatit, pyrrhotin apatit

18 7. Kubická (krychlová) min.: např. granát, pyrit, fluorit fluorit

19 Polymorfie - stejné chemické složení, ale různá krystalová soustava např. C: grafit diamant, FeS 2 : pyrit markazit Izomorfie - různé chem. složení, ale velice podobné vlastnosti např. kalcit (CaCO 3 ) magnezit (MgCO 3 ) siderit (FeCO 3 )

20 Tvrdost minerálů - závisí na pevnosti vazeb mezi stavebními částicemi v krystalové struktuře minerálu - obvykle čím je vzdálenost částic mětší, tím je vazba pevnější a minerál tvrdší

21 Mohsova stupnice tvrdosti 1) mastek 2) sádrovec, halit 3) kalcit 4) fluorit 5) apatit 6) ortoklas 7) křemen 8) topaz 9) korund 10) diamant lze rýpat nehtem lze rýpat nožem lze rýpat do skla

22 Štěpnost - definována jako orientované minimum soudržnosti plochy - štěpnost velmi dokonalá např. slídy, sádrovec - dokonalá např. kalcit, amfibol, galenit - dobrá augit, fluorit - nedokonalá olivín - špatná pyrop - neštěpné minerály (lom) např. křemen, opál

23 Specifická hmotnost (hustota) - v mineralogii udávána v g.cm -3 - většina minerálů v rozmezí od 2,5 do 3,3 g.cm -3 křemen 2,65 g.cm -3 živce 2,57-2,76 g.cm -3 stříbro 10,1-11,1 g.cm -3 zlato 14,5-19,5 g.cm -3 pyrit 5 g.cm -3 - praxe potěžkání

24 Vryp - důležitá je barva vrypu (do porcelánu) např. hematit (černý) - vryp červeno-hnědý, magnetit (černý) vryp černý Optické vlastnosti - zahrnují barvu, lesk, průhlednost př. - kovový pyrit, galenit - matný kaolinit - diamantový diamant, sfalerit

25 Reakce s chemickými činidly - nejčastěji využívaná pro důkaz karbonátů CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 (šumí) - kalcit, aragonit a další karbonáty