SKAŁY OSADOWE

Conquina - skala o uziarnieniu piaskowca złożona z fragmentów skamieniałości

Detrytus związany z transportem a klasty są raczej in situ

60% wśród skał osadowych stanowią mułowce - ogromne miąższości a sedymentacja wspomagana tektoniką płyt;

Większość skał osadowych jest pochodzenia morskiego;

Różne baseny sedymentacyjne:

• Oceaniczny - jego strefowość uzależniona od aktywnego ryftu; typ sedymentacji uzależniony od głębokości i temperatury; węglany, osady krzemionkowe

• Przy łukach wysp - magmatyzm powoduje powstawanie lokalnych grzbietów - rozdział strefy na kilka basenów, w każdym z nich nieco odmienna sedymentacja

• Basen przedni (blisko strefy subdukcji) - duża ilość wulkanoklastyków, liczne prądy zawiesinowe, turbidyty, klastyki, osady grube

• Basen zaułkowy - duża ilość wulkanoklastyków, osady drobne, detlowe

• Podczas kolizji kontynentów - osady wzbogacone, głównie osady arkozowe (niszczona jest duża ilość skał magmowych)

• Przemieszczanie się terranów - skład uzależniony od litologii podłoża

• Rowy wzdłuż aktywnych brzegów - zasobne w skalenie i zależnie od klimatu w ewaporaty, stożki aluwialne, osady stratyfikowane, przewarstwione detrytusem wulkanicznym

• Wewnątrzkontynentalne - węglany z przewarstwieniami skał detrytycznych, są też ewaporaty

Główne składniki skał detrytycznych:

• kwarc

• skalenie

• miki

• fragmenty skał

• minerały akcesoryczne - dają wiele informacji (skąd skała pochodzi, długość transportu) - hornblenda (szybko się rozpada), cyrkon, rutyl, turmalin (odporne) -> ich zawartością mierzy się dojrzałość osadów - WSKAŹNIK CTR (cyrkon, turmalin, rutyl)

• cyrkon - wszędobylski, nie musi ulec całkowitemu przetopieniu

• rutyl - charakterystyczny dla skał metamorficznych, może być wielokrotnie transportowany

• turmalin - może być magm i metam, trudno określić jego genezę

Skały osadowe wzbogacone w krzemionkę (kraton), zawierające dużo klastów metamorficznych (wczesny ryfting), piaskowce arkozowe (ryft kontynentalny), litoklasty skał wulkanicznych i skalnienie zasadowe (strefa subdukcji);

Wskaźniki prowincji warunków kompakcji;

• litoklasty - stan zachowania

• kwarc magmowy a metamorficzny

• bimodalny rozkład - rekrystalizacja

• wielkość ziarna

• szwy

• minerały ciężkie

• magmowe - egiryn, augit, chromit, ilmenit, topaz

• metamorficzne - aktynolit, andaluzyt, kordieryt, dipsyd, epidot, granat, glaukofan, dysten, rutyl, sillimanit, staurolit, tremolit

• nieokreślona prowincja - enstatyt, hornblenda, hipersten, magnetyt, tytanit, turmalin, cyrkon

• skalenie - przeobrażenia w trakcie kompakcji

• wakuolizacja

• illytyzacja

• montmorillionityzacja

• kaolinityzacja

Kompakcja - wlicza się ją do procesów diagenezy; wpływa na nią:

• gęstość medium (wody)

• wysokość kolumny medium

• grawitacja

Kompakcja przygotowuje osad do diagenezy ale klasty nie muszą reagować z medium; podczas diagenezy natomiast dochodzi do reakcji osadu z medium

Cementacja - zależy od tego jaka długość brzegu ziarna styka się z cementem

RODZAJE CEMENTÓW:

1. cement kwarcowy -

• kwarc detrytyczny wtórny

• kwarc wtórny z rozpuszczania

• źródła krzemonki - niski metamorfizm skał osadowych, rozkład skaleni, montmorillionityzacja szkliwa wulkanicznego, karbonatyzacja minerałów krzemianowych

• krzemionka najczęściej transportowana w postaci koloidów - jest wtedy amorficzna, żeby zaczęła krystalizować musi nastąpić przesycenie roztworu

• badania katodoluminestencją

• cement węglanowy

• cement kalcytowy ma charakter łat - nieregularne wypełnienie

• wielofazowość procesu

• porowatość wtórna

• badanie katodoluminescencją (Fe i Mn są aktywatorami)

• często powoduje karbonatyzację

• bituminy stymulują wytrącanie węglanów z roztworu

• cement hematytowy

• trzy postacie: magnetyt (stabilny przy braku gazowej postaci tlenu), goethyt, hematyt (limonit)

• wymywanie i utlenianie żelaza z minerałów Fe-Mg z gleb i skał

• transportowany w postaci koloidów

• datowanie paleomagnetyczne diagenezy - odtwarzanie wędrówki kontynentów

• związki żelaza mogą ulegać transformacji

wpływ prężności tlenu w środowisku na proces diagenezy z cementem hematytowym -> powiązane z materią organiczną

4. cement ilasty

• autogeniczny - oblepia ziarna prostopadle do powierzchni; jeżeli to jest zwykły detrytus (allogeniczny) to jest on rozmieszczony równolegle

• reakcja tworzenia minerału ilastego z koloidu (kaolinit)

• dodatki kationów: K - illit, Na, Ca - montmorillionit, Mg, Fe - chloryt

• najkorzystniejsze środowisko - piaskowce z litoklastami skał wulkanicznych - strefa subdukcji

• przy młodej strefie subdukcji głównie zeolity, później pojawia się więcej chlorytów, serycytów (minerały warstwowe)

• cement zeolitowy - charakterystyczny dla młodych osadów

• analcym, heulandyt, laumontyt - ulegają między sobą transformacji

• analcym powstaje z plagioklazów ale potrzebuje Na

• albityzacja wapń zabrany do zeolitów i powstaje albit; w odpowiednich warunkach może on występować jako spoiwo i klasty jednocześnie

cement kalcytowy i krzemionkowy mogą występować razem zazębiając się; aby taki cement wystąpił muszą dwa składniki występować w równowadze; zależy to od:

• pH - nie może być kwaśne ani zasadowe (7-9)

• odpowiednia głębokość (2000-3000m)

• temperatura (ok. 100C) - kwarc krystalizuje w równowadze z kalcytem w pH=7,8

• przy obecności CO2 wystarczy głębokość 1500m

Kalcyfikacja - roztwór musi zawierać CO2 i musi zachodzić rozkład plagioklazów

Tektonika płyt stymuluje typ diagenezy

Czasami problem z rozróżnieniem matriksu pierwotnego i wtórnego

WĘGLANY

Mogą zawierać czerty, fosforyty, skały krzemionkowe - ich pochodzenie organiczne i nieorganiczne

Infiltrowanie różnego rodzaju roztworów diagenezujących

Matriks:

1. mikryt

2. mikrosparyt

3. sparyt (wtórny cement)

Ziarna:

• skamieniałości

• ooidy

• pizoidy (gleba, jaskinie, hipersaliczne jeziora, osady morskie)

• onkolity

• peloidy

• inraklasty

Wytrącanie węglanów:

• algi czerwone na skutek fotosyntezy

• cyanobakterie

• redukcja stężenia CO2

Diageneza - najpierw redukcja porowatości, zachodzi deformacja i rozdrobnienie ziarn, reorientacja (etap przygotowania mechanicznego), później etap chemicznej kompakcji:

1. redukcja porowatości na skutek rozpuszczania ciśnieniowego

2. stylolity

3. cementacja w wyniku pogrzebania -wieloetapowość wytrącania; bada się za pomocą katodoluminescencji i inkluzji fluidalnych

4. podczas diagenezy następuje wzrost porowatości wtórnej i degradacja szczątków organicznych

Diageneza późna -

1. sylifikacja - wypełnienie porów pierwotnych i wtórnych; źródło - radiolarie, okrzemki

2. kalcyfikacja

3. dolomityzacja - dolomity bardzo rzadko powstają od razu, zazwyczaj są pochodzenia diagenetycznego

• dolomity stechiometryczne - dokładne uporządkowanie pomiędzy jonami Ca i Mg 1:1

• dolomity niestechiometryczne - nieuporządkowane, zmiana temperatury

Dedolomityzacja: utlenianie żelazonośnych dolomitów i rozpad na tlenki Fe i kalcyt

SKAŁY PIROKLASTYCZNE

Tuf:

• witroklastyczny - przewaga szkliwa

• krystaloklastyczny - przewaga faz mineralnych

• litoklastyczny - przewaga litoklastów (całych fragmentów skał)

Tefra - nieskonsolidowany osad piroklastyczny, mało wody, dużo gorącego stopu

• popiół

• lapille

• łzy pele

• włosy pele

• szkliwo

• fragmenty lityczne: juwenilne fiamme (pumeks), ksenolityczne, spokrewnione

Typ osadu zależy od:

1. obecności wody w stopie, wbudowanej w strukturę stopu

2. gęstości stopu

3. lepkości stopu

4. wody dochodzącej do systemu i mieszającej się ze stopem

Stop maficzny: mało lepki, mało gęsty, niska zawartość wody, trudno go rozpylić

Stop felsytowy: zasobny w krzemionkę, lepki, gęsty, zawiera dużo wody

Ciśnienie jest bardzo ważne przy rozdrabnianiu stopu

Typy erupcji:

1. hawajski - spokojne wylewanie się lawy

2. stromboli - słaba erupcja, piroklasty składzie bazatlu, andezytu, depozycja w pobliżu centrum erupcji, skoria

3. plinian - piroklasty o składzie ryolitu lub dacytu; depozycja setki km od centeum erupcji, skała silnie zasobna w krzemionkę

4. fratomagmowy - woda dodana z zewnątrz

wulkany charakteryzowane są przez eksplozywność i wysokość kolumny eksplozyjnej

stop w komorze magmowej jest homogeniczny; kiedy zaczyna się unosić dochodzi do rozdzielenia wody

Pumeks - wysoka zawartość krzemionki; jego poszczególne wezykule nie są ze sobą połączone, powstaje z lawy felzytowej

Retykulit - tonie, powstaje z lawy maficznej, 98% wolnej przestrzeni, szlaka maficzna

Skoria - lawa maficzna, mniejsza porowatość, większe wezykule

Kawałki pumeksu podczas kompakcji zamieniają się w soczewkowate fiamme

Ignimbryt - bardzo wysoka T podczas depozycji; osad ulega uplastycznieniu, mamy foliację a na powierzchni brekcję powstającą podczas szybkiego schładzania

Typy erupcji i depozycji:

• powietrzna - subaeralna erupcja i depozycja

• subaeralna erupcja i podwodna depozycja

• freatosubaeralna erupcja i subaeralna depozycja

• podwodna depozycja i erupcja

• subglacjalna erupcja i depozycja

Lapille akrecyjne - świadectwo że piroklastyki wylądowały w wodzie

Dewitryfikacja szkliwa -

• tekstury radialne - przerosty skalenia z krzemionką, aby do tego doszło szkliwo musi być częściowo upłynnione

• palagonit - przeobrażenie syderomelanu; jeśli T nie jest tak wysoka to szkliwo zaczyna reagować z roztworami

• T bardzo wysoka, natychmiastowa rekrystalizacja

• Bardzo duża kinetyka

• Mogą jeszcze zachodzić inne przeobrażenia ale już niskotemperaturowe

Nonweldet tuff - nie spieczony i nie skompaktowany tuf

Stop nie mógłby płynąć, gdyby była duża zawartość kryształów

4

---