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

PROCESY HYDROTERMALNE

Są odpowiedzialne za przeobrażenia skał otaczających; stoją na pograniczu procesów magmowych, metamorficznych i lityfikacji osadu;

Do określania genezy wód hydrotermalnych używa się izotopów tlenu O16/O18; O16 jest łatwiej uwalniany ze struktur a O18 jest przechwytywany przez skały reagujące z wodą;

Oprócz izotopów bada się jeszcze inkluzje fluidalne - możemy otrzymać T homogenizacji danego minerału; za pomocą ablacji laserowej można zbadać skład takiej inkluzji;

Większość roztworów hydrotermalnych to solanki - zawierają dużo anionów a metale wchodzą w komoleksy z anionami;

Aby wykrystalizować fazę:

1. obniżenie T w systemie - opal i kwarc, skaleń, halit

2. mieszanie wód (stracie dwóch roztworów)

3. dyfuzja składników ze skał macierzystych

4. manipulacja ciśnieniem aby doprowadzić roztwór do wrzenia adiabatycznego - powstawanie trawertynu

Roztwór hydrotermalny może ale nie musi reagować ze skałą macierzystą; zjawiska te mogą dodatkowo występować w reżimie tensyjnym.

Odzwierciedlenie ewolucji roztworu poprzez ZONALNOŚĆ

Diagram równowagi - takimi diagramami opisane są roztwory złożotwórcze

System hydrotermalny (musi być źródło sterujące tymi procesami)

• epi

• mezo

• hipo

podział odnosi się do głębokości procesów; odchodzi się od tego podziału

System hydrotermalny - nowy podział

• 1) roztwory nie powiązane z magmatogenezą

• głęboki

2) skarny (metamorfizm kontaktowy)

3) system „porphyry - pluton”

4) magmowy -

• pegmatyty, miarolity (próżnie miarolityczne)

• żyły kwarcowo skaleniowe

• płytki - kontrolowany przez procesy na lub blisko powierzchni ziemi

5) wulkaniczny - intramagmowy

• wezykule w lawie

• soczewkowate kawerny

• kawerny w tufach

• 6) epitermalny - geotermalny - mieszanina różnych roztworów

• żyły

• brekcja eksplozyjna

• związany z przeobrażeniem bazaltów ocenicznych

• brekcje kolapsowe

• związany z działaniem gorących solanek (connate brines)

• 7) związany z ekshalacjami - geotermalny

• gejzery i gorące źródła

• podmorskie, warstwowane utwory (blask smokers)

• jeziorny związany z kopułami tufogenicznymi

aby powstał skarn muszą być w osłonie plutonu skały o składzie wapiennym, powstają skarny z andrazytem i grossularem

EWAPORATY

Podobnie jak utwory hydrotermalne krystalizują z roztworu

Kolejność krystalizacji: kalcyt-gips-halit-sylwin, karnalit, bischofit, tanhydryt (sole gorzkie) -> według wzrostu iloczynu rozpuszczalności

Chemizm środowiska:

• oceany - Na, Cl, K, Mg, Ca, SO4 - ponieważ woda jest bliska wysyceniu CaCO3 najpierw krystalizuje kalcyt, siarczany a dopiero potem halogenki

• jeziora - skład zależny od źrdeł alimentacji

Obszary alimentacji: woda meteoryczna, źródłą, solanki geotermalne, roztwory diagenetyczne (często w postaci solanek), solanki obszarów wulkanicznych

Ewaporaty są odzwierciedleniem składu solanki i roztworów dopływających (są one mogą one powodować dolomityzację lub zamianę gipsu w anhydryt)

Profil ewaporatowy z reguły i z góry i z dołu ma węglany

Przewarstwienia węglanów z gipsem/anhydrytem - udział alg, bakterii lub zalew wodami (cykliczność) albo diageneza

Konfiguracja systemu ewaporatowego:

1. najpierw w panwii nie ma nic

2. spontaniczny początek w dwóch miejscach: na powierzchni panwii (krystalizacja epitaksjalna) i zawieszone w wodzie własne kryształy (hoppery)

3. hoppery ulegają przytwierdzeniu a miejsca między nimi zostają wypełniane poprzez krystalizację syngenetyczną

4. powstają spękania a w nich nowa krystalizacja - kryształy typu komet

Wzrost kryształów w warunkach pozbawionych swobody lub w trakcie diagenezy:

• dysplasywny z przemieszczeniem sedymentu - kryształy krystalizujące w szczelinach rozpychają osad na zewnątrz, nie włączają go do siebie

• replasywny - odwrotnie

• swobodny - gdy duża szczelina

Tekstury z wynurzania:

• rozpuszczanie z utworzeniem porów

• rekrystalizacja z utworzeniem fazy o tym samym składzie w porach

• nowe fazy powstające niezależnie od rozkładu porów

• powierzchnie korozji

ANHYDRYT JAKO PIERWOTNY NIE POWSTAJE W OSADZIE

Ewaporaty i osady węglanowe : gipsorudyty, stromatolity przewarstwiane ewaporatami

SKAŁY MAGMOWE

Podstawową bazą dla środowisk jeśli chodzi o stop jest płaszcz ziemski - tam rozpoczynają się procesy stapiania skał ultramaficznych (cpx+opx+ol)

Temperatura eutektyczna - wszystkie fazy krystalizują jednocześnie

Dunit - skała składająca się wyłącznie z oliwinu, restyt po wytopieniu; pozostaje w postaci ksenolitu

MORB - stop maficzny (bez asymilacji), produkowany w górnym płaszczu, powstaje bazalt; wysoki stosunek Nd do niskiego stosunku Sr

OIB - stop maficzny (z asymilacją), produkowany w dolnym płaszczu; suchy i gorący, hot spots - wzbogacenie w Nb i Ta

IA - stara płyta, topi się zmodyfikowany płaszcz, modyfikują go fluidy z dehydratyzowanej płyty+6sedymenty+woda morska, stop mokry, pośredni, andezyt, adakit (zmieszanie stopionego płaszcza i płyty); duże anomalie Nb i Ta

ACM - płyta kontynentalna zawiera skały sialiczne a oceaniczna mniej lub bardziej składa się ze skał maficznych

Skały magmowe: (nasycenie krzemionką)

• Ultramaficzne (płaszcz)

• Maficzne - (MORB, ACM, OIB)

• Pośrednie - (ACM, IA) 50-60 % SiO2

• Kwaśne - (ryft kontynentalny) >60%

Chondryt - jego skład przypomina najbardziej niezmieniony płaszcz ziemi

Diagramy pajęcze (pierwiastki niedopasowane i ich zawartość), diagramy izotopowe (Nd143/Nd144 do Sr87/Sr86), diagramy dyskryminacyjne (możemy używać pierwiastków i izotopów)

Do określenia środowisk geotektonicznych związanych z płytą kontynentalną używa się dodatkowo izotopów ołowiu

ε Nd (epsilon neodymu) - relacja pomiędzy składem niezmienionego płaszcza a stopem, który się bada, obydwa muszą mieć odniesienie do tego samego wieku; w dolnym płaszczu wynosi 0, w górnym +12, skorupa kontynentalna -15

PM frakcyjne wytapianie

EM równowagowe wytapianie

FC frakcyjna krystalizacja

EC równowagowa krystalizacja

Entalpia wytapiania - jak jest za dużo kryształów stop przestaje asymilować

Procesy reakcji pomiędzy fazą krystaliczną a stopem magmowym nie zmieniają frakcjonowania izotop strontu; jego zawartość zmienia się poprzez asymilację

Płaszcz ziemski:

• Górny (zubożony) - prymitywny bo składem przypomina pierwotny płaszcz

• Dolny (wzbogacony)

Płaszcz metasomatyczny - tworzą go wydzielające się fluidy, bogaty w LILE (litofilne elementy o dużej zawartości wody) - K, W2O, Ba, Pb, Th

Najbardziej górna część płaszcza jest podobna do dolnej części płyty oceanicznej zbudowanej z perydotytu

Płaszcz litosferyczny - sejsmicznie nie odróżnialny od płyty, ciało elastyczne, coś jak poduszka po której mogą przemieszczać się płyty

Pirolit - teoretyczny skład płaszcza; dunit + ¼ stopu bazaltowego - przetopione

Therzalit - ol, cpx, opx; po wytopieniu zostaje dunit

KWARC KRYSTALIZUJE TYLKO Z OLIWINEM Fe (FAJALITEM)

W płaszczu górnym oliwin jest stabilny, dlatego płaszcz ewoluuje w stronę oliwinów

ze wzrostem głębokości wzrasta gęstość upakowania struktur minerałów

Woda i CO2 obniżają temperaturę wytapiania

Zmiany struktur oliwinu:

• w górnej części płaszcza ma strukturę krzemianu

• niżej - strukturę spineli (większe upakowanie)

• jeszcze niżej - struktura perowskitu

Zubożony płaszcz DM - intensywne wytapianie, wysokie stosunki izotopowe Sr i Pb

Stera Fozo FZ - tu wytapianie bardzo rzadko, płaszcz wzbogacony, wysokie stosunki izotopowe; ognisko plam gorąca

W strefie subdukcji wzbogacony płaszcz EM; wciśnięcie sedymentów:

• węglanowych - niski Pb wysoki Sr

• klastycznych - Pb i Sr wysokie

Formy występowania skał ultramaficznych:

1. komatyty - lawy perydotytowe, związane z wczesną ewolucją litosfery, tekstura spinifex (trawiasta)

2. emlawy ???

3. skały ultramaficzne typu alpejskiego - odłupany kawał, stektonizowany; serpentynizacja i tekstura zmiażdżona

Termometr geologiczny - co najmniej dwa minerały, które dzielą w sposób prawidłowy jakiś składnik stopu; ten rozdział musi być wrażliwy na zmiany temperatury;

Bazaltoidy - wszystkie skały blisko spokrewnione stopowi maficznemu

Bazalty:

1. alkaliczny - niedosycony SiO2, hot spots, niewielki stopień wytopienia z astenosfery w ryfcie kontynentalnym

2. toleit oliwinowy - nienasycony i nieprzesycony SiO2 - MORB, wytopiony z płaszcza zubożonego

3. toleit - przesycony SiO2, ryft oceaniczny

stopień wytopienia decyduje o składzie stopu maficznego

Skały pod względem zawartośći alkaliów dzielą się na:

• alkaliczne - suma alkaliów> sumy CaO

• alkaliczno wapniowe - suma alkaliów=sumie CaO (ACM, IA)

• toleitowe (wapniowe) - suma alkaliów<sumy CaO (MORB)

Alkalia są bardzo mobilne, łatwo uciekają ze stopu; TAS - suma alkaliów; K2O do SiO2 -> seria szaszanitowa, alkaliczna, alkaliczno wapniowa, niskopotasowa

Te serie można spotkać przy pojedynczej serii wulkanicznej

Odpowiednikiem głębinowym bazaltów są gabroidy

Ofiolit - zespół skał; część skorupy oceanicznej generowana w obszarze grzbietów ocenicznych

• skały osadowe

• pillow lava

• dajki bazaltowe

• gabro niewarstwowane

• skały maficzne

• kumulatu ultramaficzne

• ultramafity typu alpejskiego (zmiażdżony perydotyt)

Maficzne intruzje stratyfikowane - magmatyzm anorogeniczny; jeżeli bazaltom nie uda się wydostać na powierzchnię to powstają z nich warstwowane intruzje; ryfty kontynentalne; gorący stop, niska lepkość, wolne studzenie

Cała masa warstwowań w intruzji:

• modalne (każda warstwa ma inny skład mineralny)

• rytmiczne (gradacja wielkości kryształów: drobne, grube, drobne, grube

• nierytmiczne gradacyjne

• przerywane gradacyjne

• niegradacyjne

Teorie tłumaczące powstawanie intruzji:

1. krystalizacja frakcyjna rozpoczynająca się od jednej fazy i progresywnie zubożająca stop w składniki przez coraz to nowe pojawiające się składniki

2. systematycznie pojawiające się nowe impulsy magmy (replenishment)

Może się zdarzyć krystalizacja od dołu do góry, od góry do dołu, od brzegów do środka

Wzbogacenie w Na kosztem Ca, Fe kosztem Mg

W resztce stopowej najniższa zawartość Cr i Ni a najwyższa zawartość Zr (pierwiastek niedopasowany)

Magmatyzm anorogeniczny -

• nie wymaga aktywnej interakcji płyt

• związany z ryftem kontynentalnym

• daje skały od silnie niedosyconych krzemionką (nefelinity - skalenie, skaleniowce, karbonatyty - węglany magmowe, kimberlity) do ryolitów

• powiązany z bazaltami kontynentalnymi

• powiązany z masywami anortozytów i gabr stratyfikowanych

Klasyfikacja skał magmowych pod względem nasycenia glinem:

• peraluminowe Al2O3 > CaO + alk, muskowit; protolit osadowy; stop skorupowy

• metaluminowe Al2O3 < CaO + alk, biotyt; protolit mieszany, stop skorupowy z domieszką płaszczową

• peralkaliczne Al2O3 < alk, tytanit; protolit zasadowy, magmowy, stop płaszczowy

tam gdzie krystalizuje topaz, nie krystalizuje turmalin

apogeum krystalizacji plagioklazy uzyskują w skałach maficznych i pośrednich;

Patchyzonit - jeżeli pasy w minerale przechodzą w sposób nieciągły; przykład oddziaływania dwóch różnych stopów; strefa subdukcji, skały pośrednie

Szybkość zarodkowania, szybkość wzrostu

Łyszczyki uwodnione krystalizują TYLKO !!! w granitach

Obsydian - stop silnie nasycony gazami

TYPY GRANITÓW:

1. typ „S” - stop krustalny, topione są skały osadowe, stop peraluminowy; granity białe muskowitowe; wyższy stosunek izotopu Sr i wysoka zawartość Rb, Th, U; stosunek LILE do ciężkich ziem rzadkich zróżicowany

2. typ „I” - stop magmowy, topione są skały magmowe, stop peralkaliczny; niższy stosunek izotopu Sr i niższa zawartość Rb, Th, U; wysoki stosunek LILE (Ba, Cs, Th, La, Cr, Nd) do ciężkich ziem rzadkich

3. typ „A” - granity anorogeniczne, nie pasują ani do S ani do I; bardzo wysoka zawartość cyrkonu i ziem rzadkich

Miejsca geotektoniczne tworzenia się granitów:

1. kolizja dwóch płyt kontynentalnych - stop peraluminowy, granity jasne typu „S”

2. pokolizyjny etap - dochodzi do tensji; jednocześnie wytapiają się skały osadowe i magmowe na granicy skorupy i płaszcza; dwa stopy mieszają się ze sobą, stopy mataluminowe, wapniowo alkaliczne, bogate w K; częste duże prakryształy skaleni alkalicznych

3. strefa aktywnej subdukcji - bardzo duża ilość dajek i enklaw, skład podobny jak w b)

4. subdukcja skorupy oceanicznej pod oceaniczną (łuki wysp) - dużo mniej krzemionki, coraz więcej plagioklazów; ciemne granity, dioryty, tonality, granodioryty

5. ryft oceaniczny - plagiogranity (prawie wyłącznie plagioklaz; dostępne w sekwencjach ofiolitowych

6. ryft kontynentalny - najpierw ścienienie skorupy kontynentalnej; granitoidy alkaliczne, powstają ze stopu płaszczowego

Pochodzenie stopu granitowego krustalnego:

• parcjalne wytapianie

• reakcja dehydratyzacji

• stop silnie peraluminowy

wytapianie kończy się gdy zczerpią się minerały uwodnione

• segregacja stopu i krystalizacja

• w wyższych T i p, głęboko z takiego stopu jak powyżej mogą wykrystalizować RYOLIOTY z dużymi kryształami kordierytu i dużymi prakryształami biotytu

plagioklaz musi być wytapiany w obecności wody, skalenia alkalicznego i kwarcu; usuwany jest wtedy z jego struktury albit i pozostaje restyt bogaty w anortyt

Najpopularniejsza klasyfikacja skał magmowych JUGS - opiera się na objętościowej zawartości poszczególnych minerałów w skale

Szeregi magmowe:

• komatytowy - wysoka zawartość Mg, Ca, Na; takie lawy w archaiku w ryftach

• toleitowy - wzbogacone w Fe, wysoka zawartość Ca, bazalty w MORB

• alkaliczno - wapniowy - brak Fe, subdukcja, skały pośrednie: andezyty, dioryty, ryolity

• alkaliczny - przewaga alkaliów, niedosycone SiO2; OIB, ryft kontynentalny

Magma - ruchliwy materiał skalny, trójfazowe ciało: gorący stop, zawiesina ciał stałych i rozpuszczona w stopie faza gazowa; pochodzi ona z dolnej części skorupy i płaszcza,

PM - stop może być zarówno przesycony jak i niedosycony krzemionką

EM - brak nowych minerałów, zawsze krystalizują cpx+opx+ol

Ciśnienie wpływa silnie na proces wytapiania

Woda

• pomaga przy tworzeniu stopów

• dodatkowe źródło ciśnienia parcjalnego

• depolimeryzuje stop; jest przez to mniej lepki

• stabilizuje oliwin

• daje stopy maficzne wzbogacone w SiO2

• faworyzuje bazalty toleitowe

CO2

• działa odwrotnie jak woda

• polimeryzuje stop, zagęszcza go

• zawęża pole stabilności oliwinu

• faworyzuje stopy alkaliczne, niedosycone SiO2

• powtarzające się epizody powstawania stopu wzbogacając go w pierwiastki niedopasowane

Twórcy sieci - czworościany, które mają w sobie Al lub Si

Modyfikatory sieci - powodują utworzenie odpowiedniej struktury stopu: alkalia, Ca, Mg

Stopy pierwotne, płaszczowe:

• możliwy szeroki zakres składu

• generowany z perydotytu, kumulat podobny do składu płaszcza; nic nie asymiluje

Stop pochodny - zmieniony w trakcie wędrówki po oddzieleniu się restytu; wyprodukowany ze stopu pierwotnego

W stopach granitowych najbardziej popularna parageneza: skaleń potasowy + tlenki Fe, Ti + mika + kwarc

MASH - w strefie subdukcji, które kształtują wytapianie i ewolucję stopu

• melting (wytapianie)

• asymilacja

• storage (nagromadzenie)

• homogenizacja

protolit granitów: skały mikowe i amfibolitow - muszą być minerały uwodnione

ŻADEN STOP GRANITOWY NIE POCHODZI Z PŁASZCZA; SĄ TO STOPY KRUSTALNE

Stop może zmieniać skład na skutek:

1. separacja przez płynięcie (w mikroskali)

2. dyfuzja, wypełnia luki w otoczeniu (w mikroskali)

3. frakcjonowanie gaz - stop: szczególnie na etapie pegmatytowym; regularna zmienność koncentracji pierwiastka względem indeksu dyferencjacji

4. frakcyjna krystalizacja (w makroskali); żeby sprawdzi czy zaistniała stosuje się diagramy Harkera (pierwiastek lub tlenek do indeksu krystalizacji); mieszanie stopu - wykres prosty

mieszanie się stopu zachodzi najczęściej w środ. subdukcji

Sjenity krystalizują w następujący sposób: najpierw oliwin, pirokseny, magnetyt apatyt a na końcu skaleń alkaliczny; najczęściej powstają z resztki stopowej po wykrystalizowaniu jakiejś skały

Sjenity leucytowe powstają tylko przy zastopowaniu krystalizacji i natychmiastowym wypchnięciu stopu na powierzchnię

Sjenity nefelinowe

Magma karbonatytowa nie miesza się z magmą krzemianową - między nimi LUKA MIESZALNOŚCI

Skały bogate w potas - stop pochodzi w płaszcza metasomatycznego, flogopit

Węglany w kimberlitach powstają z magmy kimberlitowej bogatej w H2O i CO2, który jest często asymilowany ze skał otaczających; wiek od pE do K; diamenty powstają już w fazie magmowej i zachowują się tylko dlatego, że stop szybko przemieszcza się na powierzchnię; przy powolnym wynoszeniu diament zamienia się w grafit; zawierają LAPILLE AKRECYJNE

Karbonatyty - stowarzyszone ze skałami niedosyconymi krzemionką, lamproitami; idealna do ich badania jest katodoluminescencja bo węglany zawierają dużo aktywatorów Mn i Fe; w katodzie widać bardzo ładnie proces narastania węglanów - cos jak budowa pasowa

Ziemie rzadkie normalizowane są najczęściej dla chondrytu

W bazaltach ryftowych ilość ziem rzadkich jest 10*większa niż w płaszczu

1.Podział skał osadowych:

1)Skały detrytyczne - (klastyczne - okruchowe), powstały jako następstwo zniszczenia mechanicznego skał. które

istniały wcześniej. Zwięzłe lub luźne. Piroklastyczne lub terygeniczne.

2)Skały iłowe i ilaste - ich zasadniczymi składnikami mineralnymi są uwodnione krzemiany glinu. Są to iły i gliny. Zalicza

się również skały w których jako składnik główny występują liczne uwodnione tlenki glinu(boksyty).

3)Skały krzemionkowe - bardzo wysoka zawartość SiO2. Pochodzenia organicznego lub chemicznego.

4)Skały wapienne - oraz inne skały węglanowe w licznych odmianach; głównym składnikiem mineralnym jest węglan

wapnia.

5)Skały chemiczne - (lagunowe) mogą być węglanowe, siarczanowe lub solne.

6)Skały palne - węglowe i węglowodorowe.

7)Skały żelazonośne .

8)Skały fosforanowe - (fosforytowe)

2.Charakterystyka skał ilastych - zawierają obok minerałów ilastych, odporne na wietrzenie składniki skał

macierzystych.

kaoliny - złożone głownie z kaolinitu, a podrzędnie zawierające kwarc, łyszczyki, illit oraz odporne na wietrzenie minerału

ciężkie; tworzą się w wyniku wietrzenia kwaśnych skał magmowych i metamorficznych oraz arkoz.

bentonity - powstające w wyniku podmorskiego wietrzenia szkliwa wulkanicznego drobnoziarnistych osadów

piroklastycznych; składają się głownie z montmorillonitu lub pakietów mieszanych montmorillonit/illit, a ponadto mogą zawierać

inne minerały ilaste, kwarc, skalenie, biotyt, chloryt, zeolity i relikty szkliwa.

3.Charakterystyka skał alitowych - składają się głównie z wodorotlenków i tlenków glinu i żelaza. Produkty wietrzenia

laterytowego(alitowego), zachodzące w klimacie tropikalnym, gorącym i wilgotnym.

lateryt - bezpośrednie, rezydualne produkty wietrzenia glinokrzemianów w klimacie tropikalnym; ich głównymi

składnikami są wodorotlenki glinu i żelaza, przy czym proporcje miedzy nimi zależą od rodzaju skał macierzystych.

terra rosa - (czerwona ziemia), czyli residuum po krasowym wietrzeniu skał węglanowych, zwłaszcza wapieni. Wypełnia

głównie kotły, kieszenie i kominy krasowe; podobnie jak lateryt składa się głównie z wodorotlenków glinu i żelaza.

boksyt - zawierające wodorotlenki żelaza, węglany i inne; wykorzystywane jako rudy.

4.Charakterystyka skał krzemionkowych - wysoka zawartość krzemionki pochodzenia chemicznego i organiczengo.

Krzemionka autogeniczna, zwykle w postaci chalcedonu i/lub kwarcu.

*Krzemionkowe organiczne - zasadniczo z pancerzyków organizmów krzemionkowych: radiolarii i diatomitów albo z okruchów

szkielecików gąbek krzemionkowych, bądź spojonych cementem krzemionkowym, bądź też luźnych.

radiolaryty - skały zwarte, bardzo twarde, obecność licznych radiolarii, których skorupki nie zawsze zachowały naturę

krzemionkową typu opalu choć te skorupki są objęte zasadniczo masą opalową. Odpowiadać one mogą współczesnym osadą

głębokomorskim z pancerzykami radiolarii.

lidyty - warstwowane skały krzemionkowe. Chalcedon któremu towarzyszy kwarc. Zabarwione na czarno substancją

bitumiczną lub węglistą. Często występują żyłki kwarcu.

diatomity - (ziemie okrzemkowe), sedymenty luźne, mączyste powstałe w środowisku jeziornym, wyłącznie z

nagromadzeń krzemionkowych(opalowych) maleńkich kapsułkowanych otoczek alg planktonicznych. Poszukiwany materiał ścierny i

polerujący, izolator termiczny(ściany kas pancernych), wypełniacze czyli sorbenty(np. dynamitu).

spongiolity - najpospolitsze skały krzemionkowa-organiczne, nagromadzenia szkieletów gąbek krzemionkowych - igły

(spikule).

opoki -

gezy -

rogowce -

**Krzemionkowe chemiczne:

wapienie skrzemionkowane - porowate w skutek odwapnienia, a pozostania spoiwa krzemionkowego; kamienie

młyńskie.

krzemienie - formacje z krzemionki w środowisku wapiennym o formie nieregularnej, na ogół buł chalcedonowych.

czerty - utwory krzemionkowe w otoczeniu skały częściowo skrzemionkowanej. Najczęściej występują w gezach.

menility - buły lub soczewki opalowe powstałe w łupkach lub iłach magnezowych(środowiska morskiego).

gejzeryty - osad biały, wygląd popiołu, prawie czysta krzemionka wytrącana z wód gorących i zmineralizowanych

niektórych term, szczególnie zaś gejzerów.

jaspisy - mułki skrzemionkowane o wyraźnych często zróżnicowanych barwach. Głównie kwarc. Albo osadowe albo wtórne

przy żyłach hydrotermalnych.

agaty i chalcedony - najczęściej produkt hydrotermalny związany z końcową fazą wulkanizmu. Agaty tworzy

różnobarwna krzemionka o wyraźnej teksturze wstęgowej.

5.Charakterystyka skał solnych:

*Ewaporaty solne - około 30minerałów autogenicznych, głównie chlorków i siarczanów sodu, potasu, wapnia, magnezu.

sól kamienna - (halityt), niemal monomineralna, składające się głównie z halitu któremu towarzyszą domieszki innych

minerałów solnych i substancji ilastych.

sole potasowo-magnezowe - głownie z chlorków i siraczanów potasu i manganu.

**Ewaporaty siarczanowe - często niemal monomineralne.

gipsy - wyraźnie krystaliczne, kryształy różne.

anhydryty - anhydryt, twardsze od gipsów, drobnołuseczkowe.

6.Cech optyczne:

dolomit/kalcyt gips halit anhydryt opal

J/A A A J A J

relief zmienny 0 0 + 0

łupliwość doskonała doskonała doskonała doskonała brak

pleochroizm brak brak brak brak brak

b.interf III rzędu I rzędu brak III rząd brak

wygaszanie prosto skośne brak proste brak

7.Dojrzalosc mineralna piaskowców - szkielet ziarnowy prawie wyłącznie z kwarcu, prawie nie ma okruchów bardzo

wytrzymałych, spoiwo cement.

8.Dojrzałość teksturalna piaskowców - osad dobrze wysortowany i obtoczony.

9.Wyjasnij pojęcia:

tuf, a tufit - tuf jest skałą piroklastyczną, tufity są skałami przejściowymi od piroklastycznych do terygenicznych.

Zawierają od 25-75% piroklastów, zaś resztę stanowi materiał okruchowy pochodzenia niewulkanicznego.

krzemień - formacja krzemionkowa w środowisku wapiennym, o formie nieregularnej, na ogół buł mniejszych lub

większych, izolowanych lub połączonych.

arenit, a waka - spoiwo piaskowców często ma charakter typu matriks i wówczas mnożna mówić i arenitach

(zawierających do 15% matriks) oraz wakach (15-75% matriks).

wapień oolitowy - drobne konkrecje wapienne, których średnica rzadko przekracza 1mm. Wytworzyły się one dookoła

miniaturowego ziarenka kwarcu, około mikroorganizmu czy ułamka skorupki. Oolity powstały w wodach ciepłych, niespokojnych i

bogatych w wapień, na ogół w sąsiedztwie raf koralowych.

konkrecja - skupienia mineralne kształtu kulistego, gruzłowego, soczewkowatego, nerkowego, dyskoidalnego, lub

cylindrycznego. Najczęściej złożone z węglanu wapnia, krzemionki, syderytu, związków manganu lub pirytu.

antracyt - węgle czarne, różniące się od kamiennych brakiem warstwicowania i ciosu. 88-95%C, wilgoci mniej niż 5%,

barwy ciemno czerwonobrunatnej.

sparyt -

tuf litoklastyczny - tuf zbudowany jest z fragmentów wcześniej skonsolidowanych skał wulkanicznych lub

piroklastycznych, pochodzących z kanału lub krateru wulkanu.

waka lityczna -

margiel - skały stanowiące przejście między wapieniami, a iłami i łupkami ilastymi. HCl +

tuf witroklastyczny - tuf zbudowany z fragmentów szkliwa powstałego na wskutek gwałtownego krzepnięcia

wyrzucanych w powietrze strzępów lawy.

arenit arkozowy -

bentonit - zwykle barwy zielonawej lub szarawej. Spotykamy je najczęściej w osadowych częściach lagun.

glaukonit - uwodniony krzemian żelaza z domieszką glinu, magnezu i potasu. Charakterystyczny dla współczesnych

osadów terygenicznych.

10. Spoiwo - (lepiszcze), jest substancją wiążącą ziarna w zwięzłej skale okruchowej.

Z genetycznego punktu widzenia:

cement - utworzone w wyniku procesów fizykochemicznych; wapniste, krzemionkowe, żelaziste, margliste i dolomityczne.

matriks - (spoiwo wypełniające=masa wypełniająca), drobnoziarniste spoiwo okruchowe pochodzenia terygenicznego lub

wietrzeniowego, najczęściej ilasto-pyłowe(mułowcowe) lub ilaste. W zasadzie nie zawiera materiału wytrąconego chemicznie.

Ze względu na ilość spoiwa i sposób cementacji okruchów:

podstawowe - (bazalne), o charakterze tła skalnego; jest ono tak obfite, że poszczególne ziarna detrytryczne nie stykają się ze

sobą, tworząc rozproszony szkielet ziarnowy.

porowe - wystarczające tylko do wypełnienia pustek między zazwyczaj stykającymi się ze sobą ziarnami detrytrycznymi,

tworzącymi zwarty szkielet ziarnowy.

kontaktowe - kiedy spoiwa jest tak mało, że wystarcza jedynie do spojenia ziarn lub wytworzenia na nich cienkich otoczek, przy

pozostawieniu części porów niewypełnionym.

11. Kaolinizacja - polega na rozkładzie skalenia potasowego (ortoklazu) skał rodziny granitów i granitoidów pod wpływem

czynników atmosferycznych.

1 . Szereg krystalizacji Bowena.

Przedstawia on kolejność krystalizacji głównych minerałów skałotwórczych

z magmy wraz ze spadkiem temperatury - 1600°C - spadek temperatury

Ciąg (l) tych minerałów z wyjątkiem kwarcu z uwagi na wysoką zawartość

Fe i Mg nazywamy ciągiem femicznym. Ciąg (2) minerałów z uwagi na to,

że zbudowane są głównie z glinu i krzemu nazywamy sialicznymi.

1- Albit (Na[AlSi308]) =Na20*Al203*6Si02 - skrajnie kwaśny

2- Oligoklaz 70% - Ab i 30% - An - kwaśny

3- Andezyn 50% - Ab i 50% - An- plagioklaz średni

4- Labrador 30% - Ab i 70% - An - zasadowy

5- Bytownit 10% - Ab i 90% - An - zasadowy

6- Anortyt Ca[Al2Si208]=CaO*Al203*2Si02 -skrajnie zasadowy

Dwa skrajne człony albit i anortyt tworzą ze sobą kryształy mieszane,

krystalizujące w układzie jedno i trójskośnym nazywane plagioklazami.

Struktura mieszana charakterystyczna dla plagioklazów może powstawać

dzięki temu, że średnice jonowe sodu i wapnia są prawie takie same i

wynoszą: średnica sodu - 0,98 A i średnica wapnia - l A. W związku z tym

w strukturze plagioklazów sód może podstawiać wapń, a wapń może

wchodzić w miejsce sodu. Najczęściej odbywa się to w wyniku procesu

metasomatycznego, to znaczy wypierania jednych składników przez

drugie, w tym przypadku ma miejsce wypieranie wapnia przez sód. Proces

ten następuje wraz ze spadkiem temperatury.

2 . Dyferencjacja skał magmowych.

Dyferencjacją nazywamy różnicowanie chemizmu magmy pod wpływem

czynników fizyczno-chemicznych. Wyróżniamy następujące rodzaje

dyferencjacji magmy: 1)grawitacyjną 2) konwekcyjną 3)

asymilacyjną 4) likwacyjną

Dyferencjacja grawitacyjna - polega na separacji składników

chemicznych w zbiorniku magmowym w zależności od ich ciężaru.

Składniki cięższe gromadzone są w spągowych częściach zbiornika (Fe,

Ca), a lżejsze (Na, K, Si02) w stropowych częściach. Wskutek tego

wykrystalizowane skały w częściach spągowych mają charakter bardziej

zasadowy, ultrazasadowy - gabra, perydotyty, dunity, a w stropowych

częściach skały bardziej kwaśne - granity, sjenity.

Dyferencjacja konwekcyjna - polega na przemieszczaniu składników

chemicznych, najczęściej wcześnie wykrystalizowanych minerałów

przemieszczających się konwekcyjne w peryferyczne części zbiornika

magmowego. Przykładem działania konwekcji jest zwiększone

występowanie biotytu w peryferycznych częściach niektórych masywów

granitowych. Biotyt przy tworzeniu się granitów poprzez krystalizację

magmy należy do minerałów najwcześniej wykrystalizowanych, dzięki

blaszkowej budowie może być za pomocą prądów cieplnych

przemieszczane.

Dyferencjacja asymilacyjna - polega na różnicowaniu się chemizmu

magmy wskutek pochłaniania a następnie przetapiania różnej wielkości

fragmentów skalnych z utworów występujących w otoczeniu zbiornika

magmowego. Np. magma kwaśna, bogata w krzemionkę. Na, K pochłonie

z otoczenia fragmenty skalne np. wapieni to magma ta zmienia swój

chemizm, z kwaśnej staje się obojętna, a niekiedy nawet zasadowa.

Następuje proces desylifikacji. Bywają również przypadki odwrotne, kiedy

magma zasadowa tzn. uboga w krzemionkę a bogata w wapń i magnez

pochłania z otoczenia skały bogate w krzemionkę - piaskowce, kwarcyty,

stając się magmą obojętną lub nawet kwaśną, następuje proces sylifikacji

magmy. Pochłonięte fragmenty skalne przez magmę nie zawsze ulegają

całkowitemu przetopieniu, często pozostają po nich resztki (ostańce)

zwane porwakami (enklawami, ksenolitami), o formach zbliżonych

najczęściej do kulistych. Niekiedy po pochłonięciu fragmentów skalnych

pozostaje tylko słabo widoczny zarys (cień) jego kształtów -sknelity.

Dyferencjacja likwacyjna - polega na odmieszaniu magmy siarczkowej

lub tlenkowej od magmy krzemionkowej, wskutek tego w niektórych

skałach magmowych dochodzi do powstania złóż siarczkowych (kobalt,

nikiel, żelazo) lub tlenkowych - magnetytu. Przykładem tego są złoża

magnetytu w skalach krystalicznych w Skandynawii, okolic Suwałk i jego

najbliższego regionu.

3 . Struktury i tekstury skał magmowych.

Ogólnie skały magmowe mogą odznaczać się następującymi strukturami:

Holokrystaliczne (pełno krystaliczne) - skały głębinowe i

hipabysalne oraz wszystkie produkty pomagmowe czyli pegmatyty,

pneumatofory i hydrotermalne.

Hipokrystaliczne (pólwłasnokształtne) charakterystyczne dla skał

subwulkanicznych i wylewnych.

Szkliste - skały wylewne i piroklastyczne.

Tekstury w skałach magmowych:

W skałach głębinowych i hipabysalnych są bezładne.

W skałach subwulkanicznych, wylewnych i piroklastycznych

przeważają kierunkowe (uporządkowane).

4 . Typy intruzji.

Intruzie zgodne:

Sille - pokładowe formy równolegle przebiegające względem

ławic skał otaczających.

Lakolity - intruzje wykształcone w formie grzyba, którego część

górna (kapelusz) przebiega równolegle względem ławic skał otaczających.

Lopolity - intruzje wykształcone w formie grzyba z odwróconym

kapeluszem Intruzje zgodne należą do stosunkowo małych form, zwłaszcza

sille. Reprezentowane najczęściej przez skały magmowe wylewne. Skałą

tworzącą lakolity i lopolity są granity.

Intruzie niezgodne:

Dajki - formy poprzecznie tnące skały otaczające.

Batolity - potężne, niekształtne intruzje niezgodne

współwystępujące ze skałami otaczającymi. Reprezentowane przez skały

głębinowe. Tworzą je najczęściej granity a także skały zasadowe np.

gabro. W przypadku batolitu przeważnie nie są znane części korzenne.

Apofizy - odgałęzienia batolitów, stanowią najczęściej końcowe

produkty krystalizacji magmy bardzo często w składzie mineralnym

występują duże ilości minerałów rzadko występujących, także minerałów

rudnych. Produkty te są przedmiotem dużego zainteresowania. Apofizy

występują zazwyczaj wokół batolitów granitowych.

5 . Charakterystyka skał ultrazasadowych.

Utwory, w których zawartość krzemionki jest niższa od 45% wagowych. Są

to skały zasobne w żelazo, a ubogie w alkalia: sód i potas - dunit,

perydotyt, harzburgit, lherzolit, werhelit, kimberlit, pikryt.

Na podstawie szczegółowych badań skał występujących w różnych

miejscach ustalono, że mogą one powstawać:

- W wyniku krystalizacji intruzji wywodzących się z bardzo dużych głębi

skorupy ziemskiej

- W wyniku krystalizacji pierwotnej magmy ultra zasadowej

- W wyniku dyferencjacji i krystalizacji magmy gabrowej

- W wyniku przeobrażeń metesomatycznych różnego typu skał a przede

wszystkim serpentynów w procesie metamorfizmu.

6 . Skały kwaśne - przesycone krzemionką.

Wykazujące nadmiar krzemionki w stosunku do tlenków metali

alkaicznych który uzewnętrznia się występowaniem kwarcu.

Skały klasy ryolit-granit, granodioryt(tonalit)-dacyt, a także aplity i część

lamprofirów. 5<M<40

7 . Skały klasy dioryt-andezyt.

Skały magmowe średnie, w której zawartość SiO2 oscyluje bliżej dolnej

granicy interwału udziału tego składnika w skałach średnich, a wiec w

pobliżu 52%. DIORYT jest skalą głębinową, ANDEZYT powstaje w wyniku

wylewów powierzchniowych lub niekiedy krystalizuje w strefach

przypowierzchniowych.

Dioryty są to skały mezokratyczne przechodzące do melanokratycznych o

strukturze średnio- i gruboziarnistej, teksturze bezładnej. Ok.. 50%

stanowią minerały femiczne, pozostała część to skalenie.Minerały femiczne

reprezentowane są przez piroksen z grupy augitu, horblendę zwyczajną i

nieznaczne ilości biotytu. Skalenie to głównie plagioklazy średnie zbliżone

do andezynu. Akcesorycznie w skałach tych występują magnetyt,

tytanomagnetyt, rutyl i cyrkon. Dioryty należą do skał ozdobnych. W

dużych ilościach wykorzystywane są w budownictwie. W Polsce w

nieznacznych ilościach występują w okolicach Niemczy na Dolnym Śląsku.

Andezyty są to skały mezokratyczne. Posiadają strukturę porfirową,

zbudowane z prakryształów i ciasta Skalnego. Prakryształami są: -

horblenda zwyczajna - plagioklaz średni (andezyn) i niekiedy piroksen z

grupy augitu. Ciasto skalne ma najczęściej charakter drobnokrystaliczny,

zbudowane z tych samych minerałów co prakryształy. W skałach tych też

występują minerały rude najczęściej magnetyt.

8 . Skały piroklastyczne.

Powstają wskutek osadzania się w środowisku lądowym lub morskim

materiału piroklastycznego. Materiałem piroklastycznym nazywamy w

różnym stopniu rozdrobniony materiał wulkaniczny powstały podczas

wybuchu wulkanu.

W materiale tym wyróżnia się duże fragmenty tzw. bomby

wulkaniczne; drobne o wielkości orzecha laskowego lapille i bardzo drobny

materiał zwany pyłem wulkanicznym.

Utwory piroklastyczne najczęściej związane są z wulkanizmem

kwaśnym tzn. zasobnym w SiO2. Kwaśna magma wykazuje dużą lepkość i

wysoką gęstość małą ruchliwość stąd często zatyka krater wulkaniczny a

następnie pod wpływem prężności gazów dochodzi do wybuchów.

Wśród piroklastycznych wyróżniamy tufy (zbudowane są

głównie z bomb wulk. i lapilli. Powstają stosunkowo blisko kraterów

wulkanicznych w środowisku lądowym) i tufity (tuf jest skal piroklastyczn,

tufity s skalami przejciowymi od piroklastycznych do

terygenicznych.Zawieraj od 25-75% piroklastów, za reszt stanowi material

okruchowy pochodzenia niewulkanicznego.).

9 . Struktury i tekstury skał osadowych.

Cechy teksturalne skał osadowych opisują wielkość, morfologia,

upakowanie i orientacja ziarn.

Struktury skał osadowych noszą nazwę struktur

sedymentacyjnych. Klasyfikuje się je w oparciu o kryterium genetyczne:

- depozycyjne (uławicenie, laminacja równoległa, warstwowanie

przekątne, uziarnienie frakcjonalne)

- erozyjne (kanały i rozmycia, ślady prądu, ślady przedmiotów)

- biologiczne (ślady i hieroglify, wydrążenia)

- deformacyjne (uławicenie zaburzone, struktury pogrązowe,

warstwowanie konwulentne, dajki klastyczne, struktury ucieczkowe)

10. Skały okruchowe.

Detrytyczne, klastyczne , okruchowe - powstały jako następstwo

zniszczenia mechanicznego skal. które istniały wcześniej. Zwięzłe lub

luźne. Piroklastyczne lub terygeniczne.

11. Cykl ewaporatowy.

12. Skały ewaporatowe.

Ewaporaty solne - okolo 30mineralów autogenicznych, glównie

chlorków i siarczanów sodu, potasu, wapnia, magnezu.

sól kamienna - (halityt), niemal monomineralna, składające się

głównie z halitu któremu towarzyszą domieszki innych minerałów solnych i

substancji ilastych.

sole potasowo-magnezowe - głownie z chlorków i siarczanów

potasu i manganu.

Ewaporaty siarczanowe - często niemal monomineralne.

gipsy - wyraźnie krystaliczne, kryształy różne.

anhydryty - anhydryt, twardsze od gipsów, drobnołuseczkowe.

13. Podział wapieni.

- detrytyczne

- chemiczne

- organiczne

14. Skały ilaste.

Zawierają obok minerałów ilastych, odporne na wietrzenie składniki skał

macierzystych.

kaoliny - złożone głównie z kaolinitu, a podrzędnie zawierające

kwarc, łyszczyki, illit oraz odporne na wietrzenie minerału ciężkie; tworzą

się w wyniku wietrzenia kwaśnych skal magmowych i metamorficznych

oraz arkoz.

bentonity - powstające w wyniku podmorskiego wietrzenia

szkliwa wulkanicznego drobnoziarnistych osadów piroklastycznych;

składają się głownie z montmorillonitu lub pakietów mieszanych

montmorillonit/illit, a ponadto mogą zawierać inne minerały ilaste, kwarc,

skalenie, biotyt, chloryt, zeolity i relikty szkliwa.

15. Skały allitowe.

Składają się głównie z wodorotlenków i tlenków glinu i żelaza. Produkty

wietrzenia laterytowego(alitowego), zachodzące w klimacie tropikalnym,

gorącym i wilgotnym.

lateryt - bezpośrednie, rezydualne produkty wietrzenia

glinokrzemianów w klimacie tropikalnym; ich głównymi składnikami są

wodorotlenki glinu i żelaza, przy czym proporcje miedzy nimi zależą od

rodzaju skal macierzystych.

terra rosa - (czerwona ziemia), czyli residuum po krasowym

wietrzeniu skał węglanowych, zwłaszcza wapieni. Wypełnia głównie kotły,

kieszenie i kominy krasowe; podobnie jak lateryt składa się głównie z

wodorotlenków glinu i żelaza.

boksyt - zawierające wodorotlenki żelaza, węglany i inne;

wykorzystywane jako rudy.

16. Skały żelaziste.

Cechują się podwyższoną(10-15%) zawartością żelaza,

związanego w postaci tlenków lub soli kwasów tlenowych.

żelaziaki brunatne - limonity, w dobrze natlenionych

środowiskach wodnych; rudy darniowe, bagienne, jeziorne.

skały syderytowe - syderyty, gł. min. syderyt; mogą tworzyć

ławicę ale często występują jako konkrecje(sferosyderyt).

skały glaukonitowe - glaukonityty, ponda 50% glaukonitu.

żelaziste skały chlorytowe - charakterystyczne

występowanie chlorytów(szamozynt, turyngit); silna tendencja do

tworzenia ooidów.

17. Kaustobiolity.

Paliwa kopalne; skały organogeniczne; główny pierwiastek węgiel.

Kopalne paliwa stałe:

paliwa humusowe - powstające z szczątków flory lądowej;

torfy, węgle brunatne, węgle kamienne, antracyt.

paliwa sapropelowe - z flory i fauny morskiej; sapropele,

węgle sapropelowe.

liptobiolity - z resztek roślinnych najodporniejszych na

działanie bakterii i utlenianie; bursztyn.

Bituminy; płynne:

ropa naftowa -naturalna substancja ciekła; mieszanina

węglowodorów ciekłych, stałych i gazowych. Podczas migracji w

skorupie ziemskiej ropa ulega naturalnej filtracji i dyferencjacji -

powstają wówczas między innymi ozokeryty(woski ziemne). Ropa

wyciekająca na powierzchnię ziemi ulega wietrzeniu chemicznemu i

odgazowaniu - wynikiem takich procesów są asfalty

18. Procesy deuteryczne i metasomatyczne.

Proces metasomatozy, to znaczy wypierania jednych

składników przez drugie, np. wypieranie wapnia przez sód. Proces ten

następuje wraz ze spadkiem temperatury.

Przeobrażenia skały głębinowej pod wpływem własnych

roztworów i gazów noszą nazwę endomorfizmu. Czynnikiem przeobrażeń

są rezydualne płyny i roztwory, które wzbogacone są w krzemionkę oraz

sód i potas. Przeobrażona skała staje się pod ich wpływem bardziej

alkaliczna i kwaśna w porównaniu do pierwotnej skały. Procesy te

zaczynają się już w czasie krzepnięcia skały, gdyż w przestrzeniach między

gotowymi kryształami czyli w interstycjach, pozostaje płyn rezydualny,

który reaguje z istniejącymi minerałami i wywołuje w nich zmiany

deutryczne.

W ten sposób powstają dwie generacje kryształów, jedna

wykrystalizowana wprost z magmy i druga powstająca metasomatycznie

pod działaniem płynów rezydualnych. Jeśli roztworów rezydualnych jest

dużo, skała może ulec daleko idącym przeobrażeniom i kryształy pierwszej

kategorii zostaną prawie całkowicie wyeliminowane - automorfizm.

Zewnętrzne części ulegają najwcześniej krzepnięciu i w nie

penetrują gazy i roztwory z nie zakrzepłego jeszcze wnętrza zbiornika

magmowego. Roztwory i gazy mogą wedrzeć się także w skały otaczające

batolit i wywoływać w nich podobne zmiany - egzomorfizm.

19. Metamorfizm.

Proces fizykochemiczny polegający na przeobrażeniu skal pochodzenia

osadowego i magmowego pod wpływem różnych czynników głównie temp.

i ciśnienia. Metamorfizm przebiega w warunkach bez upłynnienia skał.

Powoduje przebudowę struktur i tekstur a także składu min na sucho bez

udziału fazy płynnej. Z punktu widzenia chemicznego metamorfizm

dzielimy na izo- i allochemiczny.

Metamorfizm izochemiczny to taki, przy którym nie dochodzi

do doprowadzenia do skały przeobrażonej składników chemicznych z

zewnątrz.

Metamorfizm allochemiczny to taki, w którym do skały

przeobrażanej są doprowadzane różne składniki najczęściej potas, sód,

krzemionka, wapń i niekiedy glinka A1203, w większości przypadków mamy

do czynienia z metamorfizmem allochemicznym.

Przy metamorfizmie b. często mamy, doczynienia z nakładaniem się na

siebie dwóch lub kilku etapów przeobrażeń. Taki metamorfizm nazywamy

polimetamorfizmem.

20. Struktury skał metamorficznych.

Struktury w skałach metamorficznych mają zawsze charakter

holokrystaliczny (pełnokrystaliczny). Szczegółowo struktury dzielimy na:

W zależności od sposobu wykształcenia kryształów (krystaloblastów) w

strukturach krystaloblastycznych wyróżniamy struktury:

lepidoblastyczne odznaczające się wykształceniem min w formie

blaszkowej. Jest ona charakterystyczna dla skał zbudowanych z mik

muskowitu i biotytu, ogólnie dla łupków metamorficznych

nematoblastyczna charakterystyczna dla skał zbudowanych z

min. słupkowych np. amfiboli. Typowa między innymi dla amfibolitów

granoblastyczna charakterystyczna dla skał, w których min.

wykształcone są w formach zbliżonych do kulistych jak np. granaty i w

niektórych przypadkach kwarc. Większość struktur granoblastycznych

wyst. w skałach, które tworzyły się przy współudziale silnego ciosu. O

charakterze hydrostatycznym tzn. oddziałującego ze wszystkich stron z

takim samym natężeniem. Struktury granoblastyczne charakterystyczne

są głównie dla eklogitów.

fibroblastyczna charakterystyczna dla skał zbudowanych z min o

formatach włóknistych jak np. chryzotyl, termolit, serpentynit, nefryt.

glomeroblasytczna charakterystyczna dla skał w których wyst

monomineralne skupienia zbudowane wyłącznie z ziaren kwarcu albo

wyłączni z blaszek biotytu

kumuloblastyczna charakterystyczna dla skał zbudowanych z

polimineralnych skupień kulistych złożonych np. z kwarcu i skaleni, skaleni

i biotytu itp.

Reliktowa charakterystyczna dla skał, w których wyst. minerały (relikty)

związane z pierwotnymi skałami, które uległy zmetamorfizowaniu np. duża

zawartość piroklastycznych ziaren kwarcu w gnejsach lub łupkach

krystalicznych wskazuje, że pierwotnie skała, która uległa

zmetamorfizowaniu była utworem piroklasycznym odpowiadająca tufom i

tufitom ryolitowym;

Kataklastyczna odznacza się występowaniem w obrębie skał met. ziaren

o kształtach nieregularnych ostrokrawędzistych silnie spękanych,

strzaskanych. W przypadku plagioklazu, kalcytu i dolomitu porozsuwanymi

względem siebie lamelkowymi zbliźniaczeniami. Ten met. spowodowany

jest oddziaływaniem dynamicznym.

Metasomatyczna - charakterystyczna dla skał, w których zachodziły

zjawiska metasomatozy tzn. wypieranie jednych składników przez drugie.

Powstawanie jednych min. kosztem innych

np. b. często przy metasomatozie gdzie plagioklaz wypiera skaleń

potasowy na granicy tych magnezowych głównie z piropu oraz z

piroksenu zw. omfacytem. Powstają najczęściej kosztem przeobrażenia

skał b. bogatych w magnez, czyli sk. ultrazasadowych, lub osadowych skał

bogatych w magnez - paraeklogity.

21. Rodzaje metamorfizmu.

ultrametamorfizm jest to proces przeobrażeń zachodzących

przy oddziaływaniu procesów pomagmowych najczęściej hydrotermalnych

lub pnematolitycznych oddziałujących na skały macierzyste wcześniej

utworzone. Objawami autometamorfizmu jest sasurytyzacja gabra oraz

kaolinityzacja granitów i gnejsów.

pirometamorfizm - bardzo wysoko temp i nisko ciśnieniowy,

zachodzi wskutek zetknięcia się lawy z poszczególnymi skałami

odsłoniętymi na powierzchni w strefach działających wulkanów. Produkty

Pm to skały zbudowane z wysokotemperaturowych min peryklazu, tl.

magnezu.

dyslokacyjny, dynamiczny - strefy silnych oddziaływań

dyslokacyjnych przy stosunkowo niskiej temp. i wysokim ciśnieniu.

Struktury sk. tworzących się w tym metamorfizmie mają charakter

kataklastyczny, tekstury są różne -uporządkowanie i nieuporządkowane.

Do produktów tych skał należą brekcje tektoniczne - grubookruchowe

skały zbudowane z różnych min. i fargmentów skał, fylonity - sk. o

wyraźnej tekst warstwowej zbudowane z blaszek muskowitu i biotytu,

skataklazowanego kwarcu i skleni, ultrafylonity - sk. o tekst. warstwowej

b. drobnokrystaliczne niekiedy prawie izotropowe zbudowane z tych

samych min. co fylonity

wsteczny - oddziaływają wówczas, jeżeli skała metamorficzna

powstała w określonej facji, czyli przy odpowiednich warunkach cis. -

temp. zostanie przemieszczona w wyniku różnych zjawisk w płytszą część

skorupy ziemskiej gdzie oddziaływują niższa temp. i cis. W nowych

warunkach wcześniej zmetamorfizowana skała cofa się w swym

metamorfizmie z silniej przeobrażonej przechodzi w produkt słabiej

przeobrażony, następuje przy tym przebudowa min wyżej

temperaturowych w niżej temp.

kontaktowy, termiczny - gdy skały dostają się w sąsiedztwo

mas ogniowych; pod wpływem wysokiej temperatury intrudującej magmy

skały w bliskim sąsiedztwie intruzji, czyli strefie kontaktu ulegają

przeobrażeniu.

regionalny - skały mogą zostać pogrążone na wskutek ruchów

tektonicznych do znacznych głębokości gdzie zostają poddane dużemu

ciśnieniu i temperaturze. Obejmuje duże obszary dolnych części fałdowych.

22. Facje metamorficzne.

Przemiany metamorficzne sprawiają, że skały o podobnym składzie

chemicznym uzyskują różny skład mineralny zależnie ode temperatury i

ciśnienia - a więc ze skłądu skały można odczytać warunki metamorfizmu.

Facja mineralna - zespół mineralny charakteryzujący określone

warunki metamorfizmu niezależnie od składu chemicznego skały.

facje: sanidynowa, zieleńcowa, amfibolitowa, łupków

glaukofanowych, piroksenowych hornfelsów, granulitowa, eklogitowa.

23. Minerały skał.

Głównymi minerałami skał magmowych są:

a) Kwarc b) Skalenie potasowe c) Miki d) Amfibole

e) Pirokseny f) Oliwiny g)cyrkon, turmalin, granat

Głównymi minerałami skał osadowych są:

a) Kwarc b) Skalenie potasowe c) Plagioklazy

d) Minerały węglanowe (kalcyt,dolomit) e) Chlorki (halit, sylwin)

f) Siarczany (gips, anhydryt) g) Fosforany

h) Minerały ilaste (kaolinit, illit, montmorylonit) i) chloryty

Z punktu widzenia genetycznego dzielimy je na dwie grupy :

Allogeniczne składniki to wszystkie te, które dostarczone zostały do

osadu z zewnątrz głównie z lądu czyli terygeniczne. Są to najczęściej kwarc

w różnym stopniu zmienione miki amfibole, pirokseny i oliwiny. Miki

zmieniane są głównie w minerały ilaste: illit, kaolinit, montmoryllonit.

Amfibole, pirokseny i oliwiny przeobrażone są w chloryty. Do

allogenicznych składników należą również szczątki obumarłego oświata

roślinnego i zwierzęcego.

Minerały autogeniczne to wszystkie te, które powstały w osadzie na

miejscu in situ na drodze chemicznej głównie wskutek wypadających,

krystalizujących roztworów różnych soli min węglanów, siarczan,

fosforanów, soli. Do min autogenicznych należy także glaukonit często

występujący w marglach

Głównymi minerałami skał metamorficznych są:

a) Kwarc b) Skalenie potasowe c) Plagioklazy

d) Miki e) Amfibole f) Staurolit, andaluzyt, sylimanit

g) Minerały z grupy epidotu h) Talk i) Serpentyn j) Grafit

Minerałem, który uczestniczy w dużych ilościach we wszystkich trzech

głównych typach skał jest kwarc. Jego szerokie występowanie wiąże się z

dużą odpornością tego minerału na działanie czynników chemicznych i

fizycznych.

14

---