background image

 

Skały magmowe to skały powstałe w wyniku krystalizacji magmy 

 

Magma – płynny stop krzemianowy nasycony gazami 

Lawa wulkaniczna - magma, która wydostała się na powierzchnię Ziemi 

Magma pierwotna – powstała przez wytopienie skał płaszcza lub skorupy 

Magma macierzysta 

Dyferencjacja (różnicowanie) magm 

Krystalizacja  frakcyjna  –  stopniowe  wydzielanie  się  minerałów  ze  stopu 

w trakcie jego krzepnięcia w miarę spadku temperatury  

Likwacja – proces odmieszania magm o różnej gęstości 

Asimilacja  skał  otoczenia  –  zachodzi  w  brzeżnych  partiach  komory 

magmowej,  polega  na  częściowym  wytapianiu  skał  osłony  lub  wymiany 

substancji ze skałami osłony  

Ksenolity – zatopione w magmie i termicznie zmienione okruchy skał osłony  

Kontaminacja  –  zanieczyszczenie  magmy  przetopionym  materiałem  skał 

osłony 

 

background image

 

Frakcyjna krystalizacja magmy  

Stadium  wczesne  –  krystalizacja  oliwinów,  piroksenów  i  Ca-plagioklazów 

z akcesorycznymi granatami i chromitem. Powstanie skał ultrazasadowych. 

Stadium główne – krystalizacja piroksenów i Ca-Na plagioklazów (magma 

gabrowa),  później  amfiboli  i  Na-Ca  plagioklazów  (magma  diorytowa), 

jeszcze  póżniej  biotytu  z  dodatkiem  skaleni  alkalicznych  (magma 

granodiorytowa). 

Stadium  późne  -  krystalizacja  skaleni  alkalicznych,  biotytu,  muskowitu 

i kwarcu (magma sjenitowa i granitowa).  

 

Procesy pomagmowe  

  Stadium  pegmatytowe  –  krystalizacja  skał  żyłowych  (pegmatytów) 

i  kruszców  ze  stopu  pomagmowego  zasobnego  w  SiO

2

,  alkalia, 

składniki  lotne  (H

2

O,  CO

2

,  H

2

S)  oraz  takie  pierwiastki  jak  B,  F,  Li, 

Sn, W. 

  Stadium  pneumatolityczne  –  tworzenie  się  minerałów  na  skutek 

interakcji  resztek  pomagmowych  zdominowanych  przez  składniki 

lotne  ze  skałami  otoczenia.  Powstają  takie  minerały  jak  topaz, 

turmalin, kasyteryt, wolframit, siarczkowe kruszce metali. 

  Stadium  hydrotermalne  –  krystalizacja  minerałów  z  gorących 

roztworów  pomagmowych,  oddziałujących  na  skały  otoczenia. 

Powstające minerały tworzą różnorodne żyły kruszcowe, bogate m.in. 

w Cu, Zn, Pb, As, Sb, Bi, Ag, Au.     

 

background image

 

Kryteria klasyfikacji skał magmowych: 

  miejsce powstania w skorupie ziemskiej 

  skład chemiczny magmy  

  skład mineralny i chemiczny skał 

 

Skały:  

  wylewne (wulkaniczne) 

  subwulkaniczne 

  żyłowe 

  hipabysalne  

  głębinowe (plutoniczne, abysalne)  

 

Skały:  

  ultrazasadowe 

  zasadowe 

  obojętne 

  kwaśne 

 

 

 

background image

 

Główne składniki magmy:  

 

SiO

2

, Al

2

O

3

, MgO, FeO+Fe

2

O

3

, CaO, Na

2

O, K

2

O, H

2

O, TiO

2

 

 

Magmy  ultrazasadowe  są  ubogie  w  krzemionkę  (ok.  40%  SiO

2

)  i  glinkę, 

praktycznie pozbawione alkaliów, natomiast bardzo bogate w MgO i FeO. 

Z  takich  magm  krystalizują  oliwiny  i  pirokseny  –  główne  minerały  skał 

ultrazasadowych (ultramaficznych). 

 

Magma  bazaltowa  zawiera  45-52%  SiO

2

,  ok.  15%  Al

2

O

3

,  znaczne  ilości 

CaO,  MgO  i  FeO  (do  ok.  10%  każdego  z  tych  składników),  natomiast 

niewiele  alkaliów,  zwłaszcza  K

2

O.  Z  takiej  magmy  krystalizują  przede 

wszystkim Ca-Na plagioklazy i pirokseny.  

 

Magmy  obojętne  (np.  andezytowa)  są  bogatsze  w  krzemionkę  (52-65% 

SiO

2

) i alkalia, natomiast uboższe w CaO, MgO i FeO. Krystalizują z nich 

Na-Ca  plagioklazy  i  skalenie  alkaliczne,  a  z  minerałów  ciemnych  głównie 

hornblenda i biotyt. 

 

Magmy  kwaśne  (granitowe)  zawierają  ponad  65%  SiO

2

,  ok.  15%  Al

2

O

3

znaczne  ilości  alkaliów(w  sumie  do  ok.  10%  Na

2

O  i  K

2

O),  są  natomiast 

ubogie w CaO, MgO i FeO. Z takich magm krystalizują skalenie alkaliczne, 

Na-Ca-plagioklazy, biotyt oraz kwarc. 

 

background image

 

Likwacja  –  proces  odmieszania  się  wskutek  działania  grawitacji  z 

pierwotnie  jednorodnego  stopu  ciekłych  faz  (magm)  o  różnej  gęstości,  np. 

stopu siarczkowego od krzemianowego, magmy gabrowej od granitowej. 

 

 

background image

 

Główne skały magmowe 

 

grupa skał  głębinowe         

żyłowe 

wylewne 

minerały 
główne 

inne 
minerały 

ultra-
maficzne 
(ultra-
zasadowe) 

dunit  

pikryt 

kimberlit 

oliwin  

piroksen, 
granat, 
spinel 

perydotyt 

oliwin, 
piroksen 

granat, 
spinel 

zasadowe 

gabro, 
noryt 

diabaz 
(doleryt)    

bazalt, 
melafir 

piroksen, 
Ca-plag. 

oliwin, 
hornblenda 

obojetne 

dioryt 

lamprofir                     

andezyt     

hornblenda, 
Na-Ca-plag. 

biotyt, 
piroksen, 
K-skaleń 

sjenit   

trachit 

K-skaleń, 
Na-plag., 
biotyt   

hornblenda, 
piroksen, 
kwarc (Q) 

kwaśne 

granit 

pegmatyt, 
aplit 

riolit 

skalenie, Q, 
biotyt                

muskowit 
hornblenda 

grano-
dioryt 

riodacyt 

skalenie, Q, 
biotyt, hbl. 

 

tonalit   

dacyt 

Na-Ca-plag., 
biot., hbl., Q 

K-skaleń 

 
 

background image

 

Kolejność powstawania minerałów i skał magmowych  

według szeregu reakcyjnego Bowena 

 

 

szereg Bowena 

 

 

rodzaj skał 

 

 
   oliwin                                                          anortyt 

 

 

                                                               bytownit 

        piroksen 
                                                           labrador 

                                                              

  

 

             amfibol                           andezyn   

 

                   biotyt                  oligoklaz 
 
                       skalenie alkaliczne 

 

                       muskowit + kwarc 

 

 
skały ultrazasadowe 
 
skały zasadowe 
 
 
skały obojętne 
 
 
 
skały kwaśne 

 

 

 
 

background image

 
 

Struktura – sposób wykształcenia składników skały 

 

stopień krystaliczności 

 

rozmiary kryształów 

 

kształt kryształów 

 

stopień krystaliczności 

 

struktura holokrystaliczna (pełnokrystaliczna)  

 

struktura hipokrystaliczna  

 

struktura hialinowa (holohialinowa, szklista) 

 

rozmiary kryształów 

 

struktura fanerokrystaliczna (jawnokrystaliczna)  

 

 

grubokrystaliczna 

 

 

średniokrystaliczna 

 

 

drobnokrystaliczna 

 

struktura afanitowa (skrytokrystaliczna)  

 

 

mikrokrystaliczna 

 

 

kryptokrystaliczna 

 

struktura porfirowa – fenokryształy w afanitowym cieście skalnym 

 

struktury równo- i nierównokrystaliczne 

 

 

struktura fanerokrystaliczno-porfirowa  

 

kształt kryształów 

 

kryształy euhedralne (automorficzne, idiomorficzne) 

  

kryształy subhedralne (hipidiomorficzne)  

 

kryształy anhedralne (ksenomorficzne) 

 

background image

 

Tekstura – sposób ułożenia i rozmieszczenia składników w skale oraz 

wypełnienia przez nie przestrzeni 

 

ułożenie i rozmieszczenie składników  

 

 

tekstura bezkierunkowa (bezładna)  

 

 

tekstury kierunkowe (np. fluidalna)  

 

wypełnienie przestrzeni 

 

 

tekstura zbita, masywna 

 

tekstury porowate (pęcherzykowa, pumeksowa, migdałowcowa 

itp.) 

 

 

Schemat opisu skały magmowej 

  barwa 

  struktura 

  tekstura 

 

skład mineralny – na podstawie cech fizycznych zidentyfikować 

główne minerały  

Na podstawie powyższych cech ustalamy rodzaj i nazwę skały  

 

background image

 

 

Skały  osadowe  tworzą  się  w  tzw.  strefie  hipergenicznej, 

w  warunkach  P-T  podobnych  do  panujących  na  powierzchni 

Ziemi. Najczęściej powstają w wyniku  sukcesywnej sedymentacji 

(depozycji) materiału na dnie basenów sedymentacyjnych. 

 

Charakterystycznymi cechami zdecydowanej większości skał 

osadowych i ich formacji są warstwowanie i uławicenie. 

 

Wiele  skał  osadowych  zawiera  skamieniałości  –  szczątki 

zwierząt (rzadziej roślin) dokumentujące historię i ewolucję życia 

na Ziemi. 

 

Skały osadowe są skałami macierzystymi i zbiornikowymi 

dla ropy naftowej i gazu ziemnego, skałami osadowymi są również 

węgle. 

 

Skały osadowe są źródłem m.in.  

 rud żelaza 

 soli kamiennej i soli potasowych 

 surowców ceramicznych  

 materiałów  budowlanych  (żwiry,  piaski,  wapienie, 

gipsy i inne) 

 

 

Procesy prowadzące do powstawania skał osadowych: 

 wietrzenie 

 transport 

 sedymentacja 

 diageneza 

background image

Wietrzenie 

 

Wietrzenie  fizyczne  prowadzi  do  rozluźnienia  spójności, 

a  następnie  rozpadu  minerałów  i  skał  pod  wpływem  m.in.  dobowych 

i  sezonowych zmian temperatury (insolacja → rozszerzanie termiczne 

minerałów,  zamarzanie  i  topnienie  wody,  krystalizacja  soli)  oraz 

mechanicznego działania wody, wiatru, roślin itp. 

 

Dezintegracja blokowa i granularna  

 

Wietrzenie  chemiczne  to  chemiczny  rozkład  minerałów  pod 

wpływem  wód  opadowych  (zawsze  zawierających  O

2

  i  CO

2

)  oraz 

takich  substancji  jak  SO

2

,  (H

2

SO

4

),  związki  Cl,  kwasy  humusowe, 

a także bakterii i innych mikroorganizmów.  

 

Procesy wietrzenia chemicznego: 

  rozpuszczanie 

  utlenianie  –  redukcja 

  uwęglanowienie (karbonatyzacja) 

  uwodnienie (hydratacja)  

  hydroliza 

  kaolinityzacja, laterytyzacja, halmyroliza itp. 

Charakter wietrzenia istotnie zależy od czynników klimatycznych; 

 

wietrzenie fizyczne dominuje na pustyniach i w warunkach 

zimnego klimatu (strefy podbiegunowe, obszary górskie), 

 

 wietrzenie  chemiczne  zachodzi  najintensywniej  w  strefach 

klimatów  wilgotnych,  ciepłych  i  gorących,  a  praktycznie  zanika 

poniżej 0ºC.  

background image

 

Transport 

Czynniki transportu: 

 wiatr  –  przemieszcza  tylko  drobne  ziarna  (Φ  <  2  mm), 

zakumulowane tworzą wydmy i lessy 

 woda  deszczowa  –  wymywa  drobne  ziarna  (ablacja),  które 

osadza w niewielkich odległościach (deluwia)  

 wody płynące – transportują produkty wietrzenia w postaci 

roztworów,  koloidów  oraz  w  zawiesinie,  grubszy  materiał 

jest przemieszczany po dnie (toczenie, wleczenie, saltacja) 

 wody  gruntowe  -  transportują  materiał  głównie  w  postaci 

roztworów i w zawiesinie 

 lód lodowcowy – transportuje materiał wtopiony w lodowiec 

 prądy  morskie  -  transportują  materiał  głównie  w  postaci 

roztworów i w zawiesinie 

 siła ciężkości (grawitacja) – powoduje powstawanie piargów, 

osuwisk, spływów podmorskich (prądy zawiesinowe). 

 

background image

 

Sedymentacja  –  proces osadzania (depozycji) materiału 

w określonym środowisku sedymentacyjnym.  

 

W  wodach  płynących  sedymentacja  zaczyna  się  wraz  ze 

spadkiem siły nośnej wody. 

 

Sedymentacja eoliczna postępuje w miarę spadku siły nośnej 

wiatru, od strony zawietrznej.  

 

Sedymentacja  lodowcowa  odbywa  się  w  miarę  topnienia 

i cofania się lodowca. 

 

W  zbiornikach  wodnych  (morza  i  oceany,  jeziora) 

sedymentacja  odbywa  się  na  skutek  grawitacyjnego  opadania 

materiału  detrytycznego,  wypadania  drobnych  cząstek  z 

zawiesiny,  opadania  na  dno  szczątków  organicznych  oraz 

wytrącania substancji mineralnych (soli) z roztworu.  

 

background image

Środowiska sedymentacyjne 

 

 

 

Morskie:  

 szelfowe (litoralne, rafowe, nerytyczne) 

 

 

 

 

strefa litoralna  –  do ok. 50 m głębokości 

 

 

 

 

strefa nerytyczna  –  szelf do ok. 250 m gł. 

 pelagiczne (hemipelagiczne, eupelagiczne) 

  

 

 

 

strefa batialna  –  stok kontynentalny  

 

 

 

 

strefa abysalna  –  głębia oceaniczna  

 

 

 

 

poziom CCD (calcite compensation depth) 

 

 

 

Przejściowe: 

 przybrzeżne 

 lagunowe 

 estuariowe 

 deltowe 

 

 

 

Kontynentalne:  

 pustynne 

 rzeczne 

 jeziorne 

 bagienne 

 glacjalne 

 

background image

 

 

Diageneza  –  zespół  procesów  fizycznych  i  chemicznych 

prowadzących do lityfikacji luźnego materiału osadowego. 

 

Kompakcja    –    zmniejszanie  porowatości  i wyciskanie  wody 

(odwodnienie) prowadzi do wzrostu gęstości osadów.  

 

Cementacja  –  wypełnienie porów w osadzie przez spoiwo. 

 

Rekrystalizacja  –  krystalizacja minerałów z roztworów 

i/lub żeli (opal  →  chalcedon), wzrost wielkości kryształów, 

powstawanie obwódek regeneracyjnych itp. 

 

Metasomatoza    –    rekrystalizacja  połączona  ze  zmianą 

składu  chemicznego  i  mineralnego  skały  (np.  dolomityzacja, 

silifikacja).  

 

background image

Minerały allogeniczne i autogeniczne 

 

Minerały i składniki allogeniczne powstały poza basenem 

sedymentacyjnym, do którego zostały dostarczone jako produkty 

wietrzenia starszych skał. Do tej grupy należą m.in. 

 

kwarc,  

 

miki (głównie muskowit),  

 

skalenie (najczęściej alkaliczne),  

 

odporne na wietrzenie minerały ciężkie:  

 

 

cyrkon, rutyl, turmaliny, granaty, magnetyt, ilmenit,  

 

 

sillimanit, dysten, kasyteryt, monacyt, złoto rodzime.  

 

okruchy skał (odpornych na wietrzenie),  

 

redeponowane skamieniałości itp. 

 

 

Minerały  autogeniczne  to  te,  które  tworzą  się  w  basenie 

sedymentacyjnym  i/lub  na  jego  dnie,  w  trakcie  sedymentacji  lub 

diagenezy. Do tej grupy należą m.in.  

 

opal, chalcedon,  

 

minerały ilaste (kaolinit, illit, montmorillonit, glaukonit), 

 

tlenki i wodorotlenki żelaza (hematyt, goethyt),  

 

węglany (kalcyt, aragonit, dolomit, syderyt),  

 

siarczany (gips, anhydryt),  

 

chlorki (halit, sylwin, karnalit).  

 

background image

 

Skały osadowe 

Skały piroklastyczne 

 

tufy i tufity, ignimbryty, popioły wulkaniczne itp.  

Skały klastyczne (okruchowe) 

 

psefity: żwiry, gruzy, zlepieńce, konglomeraty, brekcje 

 

psamity: piaski i piaskowce (arenity, waki itp.) 

 

aleuryty: mady, muły, mułowce 

 

pelity – zob. skały ilaste 

Skały ilaste 

 

iłowce, łupki ilaste, tonsteiny itp.  

 

kaoliny 

 

bentonity  

Skały węglanowe  

 

wapienie (organiczne i chemiczne)  

 

 

wapienie mikrytowe (pelityczne) 

 

 

wapienie ziarniste (gruzełkowe, grudkowe) 

 

 

wapienie oolitowe 

 

 

wapienie organodetrytyczne 

 

 

muszlowce 

 

 

kreda 

 

 

wapienie rafowe 

 

 

martwice wapienne i trawertyny 

 

dolomity:  syngenetyczne i epigenetyczne 

 

syderyty 

 

margle i opoki 

background image

 

Skały krzemionkowe 

 

ziemie okrzemkowe i diatomity 

 

spongiolity 

 

radiolaryty 

 

rogowce 

 

lidyty, jaspisy 

 

opoki 

 

gezy 

 

krzemienie i czerty 

  

Skały alitowe 

 

boksyty, lateryty, terra rossa 

 

Skały fosforanowe 

 

Skały żelaziste 

 

Skały ewaporatowe (solne)  

 

siarczanowe (gipsy, anhydryty) 

 

chlorkowe (sól kamienna, sole potasowe)  

 

Kopalne paliwa stałe (kaustobiolity)  

 

torf, węgle brunatne, kamienne, antracyt 

 

background image

Skały osadowe okruchowe (klastyczne) 

Kryteria klasyfikacji: 

 

wielkośc ziarn (frakcja) 

 

obecność lub brak spoiwa 

 

skład mineralny 

background image

 

Minerały skał osadowych 

grupa SiO

2

 

 

kwarc 

SiO

2

 

 

chalcedon  

SiO

 

opal 

SiO

2

·nH

2

węglany 

 

kalcyt 

CaCO

 

aragonit 

CaCO

 

syderyt 

FeCO

 

dolomit 

CaMg(CO

3

)

2

 

minerały ilaste 

 

kaolinit 

Al

4

[Si

4

O

10

](OH)

 

illit (hydromuskowit)  (K,H

3

O)Al

2

[AlSi

3

O

10

](OH)

 

glaukonit 

(K,Ca,Na)(Al,Fe

3+

, Fe

2+

)

2

[AlSi

3

O

10

](OH)

2

·nH

2

 

montmorillonit 

(Na,Ca)

0-1

(Al,Mg)

2

[Si

4

O

10

](OH)

2

·4H

2

background image

 

minerały skał solnych  

 

halit  

NaCl 

 

sylwin 

KCl 

 

karnalit  

KMgCl

3

·6H

2

 

kainit  

KMgClSO

4

·3H

2

 

anhydryt  

CaSO

 

gips  

CaSO

4

·2H

2

 

polihalit  

K

2

MgCa

2

(SO

4

)

4

·2H

2

 

kizeryt  

MgSO

4

·4H

2

wodorotlenki glinu  

 

gibbsyt 

Al(OH)

3

 

 

diaspor 

AlOOH 

 

boehmit 

AlOOH 

inne  

 

siarka rodzima 

 

baryt 

BaSO

4

 

 

fluoryt 

CaF

2

 

 

background image

 

 Minerały ilaste 

 

Minerały ilaste to uwodnione glinokrzemiany glinu, żelaza, magnezu 

i/lub  wapnia,  niektóre  z  domieszką  alkaliów  (K,  Na),  o strukturze 

warstwowej (pakietowej).  

 

Zazwyczaj  występują  w  formie  submikroskopowych  blaszek, 

rozmiarów  pojedynczych  mikrometrów,  są  miękkie  (twardość  1-2  w skali 

Mohsa)  i  plastyczne,  niektóre  (montmorillonit,  smektyty)  w wodzie 

pęcznieją.    

 

 

kaolinit 

   

Al

4

[Si

4

O

10

](OH)

 

illit (hydromuskowit)     

(K,H

3

O)Al

2

[AlSi

3

O

10

](OH)

 

glaukonit              (K,Ca,Na)(Al,Fe

3+

, Fe

2+

)

2

[AlSi

3

O

10

](OH)

2

·nH

2

 

montmorillonit    (Na,Ca)

0-1

(Al,Mg)

2

[Si

4

O

10

](OH)

2

·4H

2

 

smektyty 

 

background image

Skały ilaste 

Iły, iłowce i łupki ilaste  

 

Kaoliny  -  rezydualne  skały  ilaste,  złożone  głównie  z  minerału  kaolinitu, 

który jest produktem wietrzenia chemicznego skaleni potasowych 

 

4KAlSi

3

O

8

 + 6H

2

O → Al

4

(OH)

8

[Si

4

O

10

] + 8SiO

2

 + 4KOH 

Iły kaolinitowe 

Łupki  ogniotrwałe  (tonsteiny)  –  silnie  zdiagenezowane  iły  kaolinitowe, 

zwięzłe,  nieplastyczne,  występują  jako  wkładki  (przerosty) 

w pokładach węgla  

 

Bentonity  –  skały  złożone  z  montmorillonitu  i/lub  smektytów,  powstają 

w procesach podmorskiego wietrzenia szkliwa wulkanicznego 

Iły montmorillonitowe 

 

Gliny – różnoziarniste, niewysortowane osady polodowcowe  

Lessy – drobnoziarniste osady eoliczne  

background image

 

Skały węglanowe 

 

Wapienie organiczne i chemiczne  

 

 

wapienie mikrytowe (pelityczne) 

 

 

wapienie ziarniste (gruzełkowe, grudkowe) 

 

 

wapienie oolitowe 

 

 

wapienie organodetrytyczne 

 

 

muszlowce 

 

 

kreda 

 

 

wapienie rafowe 

 

 

martwice wapienne i trawertyny 

 

Margle 

 

Opoki 

 

Dolomity 

 

 

syngenetyczne 

 

 

epigenetyczne 

 

Syderyty 

 

background image

 

Minerały skał węglanowych 

 

 

kalcyt 

CaCO

3

 

2.72 g/cm

3

 

 

aragonit 

CaCO

3

 

2.93 g/cm

3

 

 

dolomit 

CaMg(CO

3

)

2

 

2.86 g/cm

3

 

 

syderyt 

FeCO

3.96 g/cm

3

 

 

 

kalcyt wysokomagnezowy (Mg-kalcyt)  

 

 

 

 

 

 

 

–    zawiera do 30% MgCO

3

 

 

kalcyt niskomagnezowy   –   zawiera max. kilka % MgCO

3

 

 

protodolomit   –   dolomit z ok. 10% nadmiarem CaCO

3

 

 

 

Niewęglanowe składniki skał węglanowych: 

 

kwarc 

 

opal, chalcedon  

 

minerały ilaste  

 

rzadziej występujące:  

 

fosforany  

 

siarczki (piryt) 

 

tlenki i wodorotlenki Fe i Mn 

 

 

background image

 

Powstawanie osadów i skał węglanowych  

 

wytrącanie z przesyconych roztworów wodnych 

 

aglomeracja szczątków organicznych  

 

materiał detrytyczny ze starszych skał węglanowych 

 

Rozpuszczanie CaCO

3

 w wodzie  –  dysocjacja CaCO

3

 

 

 

 

CaCO

3

  ↔  Ca

2+

  +  CO

3

2-

 

 

dwustopniowa dysocjacja H

2

CO

3

 

 

 

 

H

2

CO

3

  ↔  H

+

  +  HCO

3

-

 

 

 

 

HCO

3

-

  ↔  H

+

  +  CO

3

2-

 

 

Rozpuszczalność CO

2

 w wodzie zależy od warunków P-T:  

 

 

 

spada ze wzrostem temperatury,  

 

 

 

wzrasta ze wzrostem ciśnienia. 

 

 

CaCO

3

 wytrąca się przy usuwaniu H

+

 z roztworu (alkalizacji 

środowiska) oraz przy spadku ciśnienia w środowisku. 

 

background image

 

Strefy akumulacji materiału węglanowego:  

 

 

litoralna  

 

 

nerytyczna 

 

 

batialna  

 

 

abysalna 

 

poziom CCD na głębokości ok. 4000 m.  

 

Organizmy żywe  

 

 

plankton 

 

 

nekton 

 

 

bentos (mobilny i osiadły) 

 

background image

 

 

Klasyfikacja wapieni wg wielkości ziarn i stopnia diagenezy: 

 

 muły – luźne skały złożone z drobnych ziarn weglanów 

 kredy  –  muły  słabo  zrekrystalizowane,  kruche,  miękkie 

i porowate 

 wapienie – zrekrystalizowana masa kredowa 

 „marmury”  –  skały  grubokrystaliczne,  masywne,  twarde, 

dające się polerować  

 

 

Inne kryteria klasyfikacji skał węglanowych (strukturalne, 

genetyczne, mineralne) pozwalają wyróżnić:  

 

 wapienie o charakterystycznych strukturach 

 wapienie zbudowane z różnych organizmów 

 wapienie z udziałem składników niewęglanowych  

 skały zbudowane z różnych minerałów węglanowych  

 

background image

Strukturalne typy wapieni 

Wapienie  mikrogranularne,  złożone  z  ziarn  <  20 

m,  niekiedy  z 

dodatkiem  rozproszonego  pirytu  i  minerałów  ilastych.  Osady 

spokojnych,  słabo  przewietrzanych,  stosunkowo  głębokich  mórz 

epikontynentalnych,  np.  wapienie  litograficzne  z  Solnhofen  w 

Bawarii (Archaeopteryx lithographica). 

Wapienie  gruzełkowe,  utworzone  z  drobnych  konkrecji  wapieni 

mikrogranularnych,  z  dodatkiem  minerałów  ilastych,  osady 

stoków  podmorskich  wyniesień,  kordylier,  skłonów  basenów 

geosynklinalnych.  

Wapienie  oolitowe,  złożone  z  ooidów;  drobnych  kuleczkowatych 

utworów  złożonych  z  jądra  (ziarno  kwarcu,  bioklast,  kryształ 

kalcytu) i koncentrycznie warstwowanej otoczki. Osady ciepłych, 

ruchliwych i płytkich mórz.  

Wapienie  żwirowe,  zlepieńcowate,  niekiedy  brekcje  wapienne    to 

utwory mórz epikontynentalnych  bardzo ruchliwego środowiska, 

np. u wapiennych wybrzeży klifowych. 

Martwice wapienne i trawertyny tworzą się w miejscach wypływu 

źródeł  na  powierzchnię,  węglan  wapnia  (aragonit  lub  kalcyt) 

wytrąca się na roślinach i innych zarodkach krystalizacji.  

Wapienie organogeniczne – powstałe przez akumulację szczątków 

organicznych, najczęściej wapiennych elementów szkieletowych 

morskich bezkręgowców, in situ lub transportowane.  

background image

 

Wapienie organogeniczne 

 

Kreda pisząca   

 

 

 

 

Coccolithophorales 

Wapienie krynoidowe 

 

 

 

Crinoidea 

Wapienie otwornicowe    

 

 

Foraminifera 

Muszlowce, zlepy muszlowe 

 

 

e.g. Inoceramus 

Wapienie litotamniowe 

 

 

 

Lithothamnium  

Wapienie rafowe 

 

 

Anthozoa, Spongiae, Bryozoa 

 

biohermy, biostromy 

Wapienie pelagiczne  

 

 

 

e.g. Calpionella 

Wapienie onkoidowe, stromatolity   

Cyanophyta 

 

background image

 

Klasyfikacja R. L. Folka (1959, 1962) 

 

składniki terrygeniczne   –   ziarna kwarcu, skaleni, okruchy skał, 

resedymenytowane okruchy skał węglanowych, ilasta matrix 

składniki  allochemiczne  –  utworzone  w  obrębie  basenu 

sedymentacyjnego  intraklasty,  ooidy,  peloidy  (pellety),  bioklasty, 

onkoidy, szczątki organiczne 

składniki ortochemiczne – utworzene w osadzie przez wytrącanie 

z roztworu (precypitację) lub metasomatycznie   –   mikryt, sparyt 

 

mikryt  –  ziarna poniżej 4

 

mikrosparyt  –  ziarna 0.004 – 0.01 mm 

 

sparyt  –  ziarna (kryształy) powyżej 0.01 mm 

 
 

      

       

       Dominant  
       constituent

 

Rock Type 

 

Sparite cement 

 

Micrite matrix 

       ooids 
       peloids 
       bioclasts 
       intraclasts

 

     oosparite 
     pelsparite 
     biosparite 
     intrasparite

 

      oomicrite 
      pelmicrite 
      biomicrite 
      intramicrite

 

       in situ growth: biolithite 

 
 

background image

 
Schemes  for  the  classification  of  limestones    (A)  on  dominant 
grain size, (B) on dominant constituent; prefixes can be combined 
if  necessary,  as  in  bio-oosparite  (after  R.L.  Folk);  and  (C)  on 
texture (after R.J. Dunham) 

 

 

         

A 

                        

2 mm                              62 

m

 

 

      

  Calcirudite                   Calcarenite                       Calcilutite 

 

 
 
 

      B 

       Dominant  
       constituent

 

Rock Type 

 

Sparite cement 

 

Micrite matrix 

       ooids 
       peloids 
       bioclasts 
       intraclasts

 

     oosparite 
     pelsparite 
     biosparite 
     intrasparite

 

      oomicrite 
      pelmicrite 
      biomicrite 
      intramicrite

 

       in situ growth: biolithite 

 
 
 

      C 

       Textural features

 

 

Rock types 

       mud absent 

          

 

          grain  
          supported 

 

         grainstone 

 
        carbonate  
        mud  
        present 

 

         packstone 

 
mud 
supported 

  

10% 

  grains 

         

 

         wackestone 

  

10%  

  grains 

 

         mudstone 

        components organically  
        bound during deposition: 

 

         boundstone 

 

 

background image

 

Dolomity 

 pierwotne (syndepozycyjne) – powstają przez wytrącanie się 

dolomitu na dnie basenu sedymentacyjnego 

 diagenetyczne  –  powstają  w  wyniku  przeobrażenia  osadu 

wapiennego  w  dolomit  podczas  lityfikacji,  na  dnie  basenu 

sedymentacyjnego, dzięki obecności jonów Mg

2+

 w wodzie  

 epigenetyczne  –  tworzą  się  wskutek  dolomityzacji  wapieni 

przez wody z jonami Mg

2+

 krążącymi w skałach 

 

Składniki dolomitów  

 

dolomikryt 

 

dolosparyt 

 

Dolomity w Polsce  

 

Dewon regionu śląsko-krakowskiego i Gór Świętokrzyskich 

 

Trias regionu śląsko-krakowskiego (dolomity kruszconośne)  

 

Trias w Górach Świętokrzyskich i w Tatrach 

 

background image

 

 

Syderyty  –  skały utworzone z minerału syderytu, mogą zawierać 

domieszki  kalcytu,  dolomitu,  kwarcu,  tlenków  i  wodorotlenków 

Fe, minerałów ilastych (syderyty ilaste). 

Sferosyderyty   –   owalne konkrecje syderytowe.  

  

Syderyty w Polsce 

 Karpaty fliszowe (kreda, trzeciorzęd) 

 GZW (górny karbon)  

 N  obrzeżenie  Gór  świętokrzyskich  (dolna  i  środkowa  jura, 

dolna kreda) 

 

background image

Skały krzemionkowe – złożone głównie z autigenicznych 

minerałów grupy SiO

2

 (opal, chalcedon, kwarc)  

Geneza skał krzemionkowych:  

 

nagromadzenie (depozycja) krzemionkowych elementów 

szkieletowych organizmów 

 

bezpośrednie wytrącanie krzemionki z roztworu wodnego 

 

diagenetyczne lub epigenetyczne zastępowanie innych skał 

krzemionką 

  procesy wietrzenia 

 

Skały krzemionkowe:  

  Ziemie okrzemkowe i diatomity 

  Spongiolity 

  Radiolaryty 

  Rogowce 

  Lidyty, jaspisy, chalcedonity 

  Gejzeryty, nawary i martwice krzemionkowe 

  Krzemienie i czerty 

  Gezy 

  Opoki, opoki lekkie 

 

Skały ilasto-krzemionkowe 

 

background image

 

 

Ziemie  okrzemkowe  i  diatomity  -  luźne  lub  zwięzłe,  złożone 

z opalowych    skorupek  (pancerzyków)  glonów  -  okrzemek 

(Diatomea).  W  diatomitach  skorupki  okrzemek  są  spojone 

cementem;  opal  –  częściowo  przekrystalizowany  w chalcedon 

i mikrokwarc.    Skały  porowate,  lekkie  (gęstość  0.40-0.96 g/cm

3

utrzymują się na powierzchni wody) i kruche. 

 

 

Radiolaryty  –  zwięzłe  skały  organiczne,  utworzone  głównie 

z krzemionkowych  szkieletów  promienic  (Radiolaria)  spojonych 

opalem,  chalcedonem  lub  mikrokwarcem.  Często  zawierają 

domieszki  związków  żelaza,  substancji  węglistej  lub  minerałów 

ilastych, barwiące skały na zielonkawo, czerwono-wiśniowo, szaro 

lub czarno. 

 

 

Spongiolity 

–  zwięzłe  skały  organiczne,  zbudowane 

z krzemionkowych  igieł  (spikul)  gąbek  (Spongiae),  pierwotnie  z 

opalu, w starszych skałach z chalcedonu lub mikrokwarcu. Często 

zawierają 

domieszki 

detrytycznego 

kwarcu, 

węglanów, 

fosforanów, substancji ilastej (glaukonitu) lub pirytu. 

 

background image

 

 

Rogowce  –  nazwa  obejmująca  zwięzłe,  zbite,  skryto-  lub 

drobnokrystaliczne  skały  krzemionkowe,  różnej  barwy,  złożone 

głównie  z  chalcedonu  i  mikrokwarcu,  często  tworzące  ławice 

wśród 

innych 

skał 

osadowych. 

Zazwyczaj 

są 

silnie 

zdiagenezowane,  co  w  znacznym  stopniu  lub  całkowicie  zaciera 

ich pierwotną genezę, najczęściej organiczną.  

 

 

Lidyt  (kamień  probierczy)  -  czarna  lub  ciemnoszara 

odmiana  rogowca,  barwa  związana  z  domieszką  substancji 

węglistej.  

 

 

Jaspis  –  nazwa  barwnych  odmian  rogowców,  najczęściej 

czerwono-brunatnych, 

ale  również  brązowych,  żółtawych, 

zielonkawych  i  in.  Zabarwienie  skał  –  związane  z  domieszkami 

związków  żelaza  –  może  być  jednorodne,  wstęgowane  lub 

plamiste. Niektóre jaspisy są uważane za zsilifikowane tufy.  

 

 

Chalcedonit – ogólna nazwa wtórnych, diagenetycznych skał 

krzemionkowych, złożonych głównie z chalcedonu.  

 

background image

 

 

Gejzeryty, nawary i martwice krzemionkowe – skały młode, 

często współczesne, tworzą się lokalnie, na obszarach działalności 

wulkanicznej  oraz  w  pobliżu  wypływów  wód  geotermalnych. 

Barwy  jasnej  (białawe,  jasnoszare),  w różnym  stopniu  porowate, 

niekiedy  zwięzłe.  Mogą  zawierać  szczątki  roślin,  a  także  tworzyć 

inkrustacje na szczątkach organicznych. Pierwotnie zbudowane z 

opalu, szybko przekrystalizowują w chalcedon.  

 

 

Limnokwarcyty  (kwarcyty  jeziorne)  -  powstają  w wyniku 

chemicznego 

wytrącania 

krzemionki 

w jeziorach 

stref 

wulkanicznych. 

Krzemionka 

może 

pochodzić 

zarówno 

z zasilających jeziora wód juwenilnych jak i z wietrzejących tufów 

i  tufitów.  Skały  zazwyczaj  bladożółtawe,  porowate.  Mogą 

zawierać domieszki składników klastycznych lub ilastych, a także 

przeławicenia innych utworów jeziornych. 

 

 

Silkrety  (krzemionkowe  polewy  pustynne)  -  zwięzłe,  kruche 

osady,  o  lokalnym  zasiegu  i  nieregularnych  kształtach,  tworzące 

się w warunkach hipergenicznych; w klimacie suchym i gorącym.  

 

background image

 

 

Krzemienie  -    konkrecje  oraz  inne  ciała  krzemionkowe, 

zazwyczaj  niewielkich  rozmiarów,  o wyraźnie  zaznaczonych 

konturach,  występujące  w  obrębie  innych  skał  osadowych 

(najczęściej  węglanowych).  Złożone  głównie  z  chalcedonu  lub  

mikrokwarcu,  najmłodsze  krzemienie  mogą  być  z  opalu.  Mogą 

zawierać  relikty  krzemionkowych  elementów  szkieletowych  (np. 

spikule  gąbek),  a  także  domieszki  minerałów  żelaza  (hematyt, 

goethyt,  piryt),  bituminów  oraz  węglanów.  Barwy  krzemieni  są 

silnie zróżnicowane; czarne, brunatne, szare, niebieskawe, zielone, 

żółtawe,  białe,  niekiedy  plamiste  lub  koncentryczno-pasiaste 

(krzemienie pasiaste).  

 

 

Czerty  -  konkrecje  krzemionkowe  podobne  do  krzemieni, 

lecz o słabo zaznaczonych, nieostrych konturach, przenikające się 

ze skałą otaczającą i o zbliżonej do niej barwie.  

 

background image

 

Gezy - skały mieszane, złożone z autigenicznej  krzemionki i 

składników  klastycznych,  a  niekiedy  również    węglanowych 

(wapieni).  Zawierają  zmienne  ilości  krzemionkowych  elementów 

szkieletowych  (spikule  gąbek,  skorupki  radiolarii,  okrzemek), 

opalowego  cementu,  epiklastów  (głównie  ziarn  kwarcu  frakcji 

aleurytowej lub psamitowej), a także węglanów (głównie kalcytu), 

minerałów ilastych (zwłaszcza glaukonitu) oraz fosforanów. Skały 

zazwyczaj  jasne  i  bardziej  porowate  od  współwystępujących  z 

nimi wapieni i margli. 

 

Opoki  –  skały  mieszane,  przejściowe  między  skałami 

krzemionkowymi i wapieniami. Złożone z kalcytu oraz subtelnego 

szkielet  z autigenicznej  krzemionki  (opal,  rzadziej  chalcedon), 

często  zawierają  również  organiczne  elementy  szkieletowe 

(zwłaszcza igły gąbek). Typowe domieszki to minerały ilaste i/lub 

fosforanowe.  Mogą  również  zawierać  konkrecje  (krzemionkowe, 

markasytowe lub pirytowe). 

 

Opoka lekka (opoka odwapniona) - typowo wietrzenna skała 

krzemionkowa,  reziduum  powstałe  w  wyniku    wietrzenia 

chemicznego  (odwapnienia)  opoki.  Krzemionkowy  szkielet 

pozostały  po  wyługowaniu  kalcytu  tworzy  porowatą,  lekką 

(w stanie  suchym  lżejszą  od  wody)  i  kruchą  skałę,  barwy 

zazwyczaj  jasnej.  Może  zawierać  domieszki  minerałów      ilastych 

(zwłaszcza 

glaukonitu), 

wodorotlenków 

żelaza 

oraz  

drobnoziarnistych składników detrytycznych.  

 

background image

 

 

Krzemionkowe  iły,  iłowce,  muły,  mułowce  oraz  łupki  (ang. 

siliceous  clays,  claystones,  muds,  mudstones,  shales)  stanowią 

utwory  przejściowe  między  skałami  krzemionkowymi,  a  skałami 

ilastymi 

i  drobnoklastycznymi;  zawierają  poniżej  50 % 

niedetrytycznych  i  głównie  nieorganicznych  faz  SiO

2

.  Wraz  ze 

skałami ilasto-okruchowymi można je włączyć do szeroko pojętej 

grupy tzw. skał mułowych (ang. mudrocks).  

background image

Zastosowania skał krzemionkowych 

 

Ziemie okrzemkowe i diatomity  - ze względu na właściwości 

sorpcyjne 

i izolacyjne 

mają  zastosowanie  w przemyśle 

chemicznym  jako  materiały  chłonne  (sorbenty)  i nośniki 

katalizatorów  oraz  w  przemyśle  ceramicznym  do  produkcji 

wyrobów  termoizolacyjnych.  Dawniej  stosowane  do wytwarzania 

dynamitu.  

 

Kruszone diatomity i inne porowate skały krzemionkowe są 

używane    jako  lekkie  kruszywa  do  betonu.  Ponadto  diatomity 

stosuje 

się 

do 

wyrobu 

krzemionkowych 

materiałów 

ogniotrwałych,  wypełniacze  do  farb,  tworzyw  sztucznych,  gum  i 

in., jako materiał filtracyjny do oddzielania drobnodyspersyjnych 

domieszek  mechanicznych  (np.  do  oczyszczania  olejów),  materiał 

szlifierski i polerski (zwłaszcza do polerowania metali kolorowych 

i  lekkich).  W przemyśle  budowlanych  materiałów  wiążących 

ziemie  okrzemkowe,  a zwłaszcza  diatomity,  bywają  dodawane 

jako aktywne dodatki mineralne do cementów. 

 

Opoka  lekka  jest  stosowana  w przemyśle  ceramicznym  do 

produkcji materiałów termoizolacyjnych. Może być też aktywnym 

dodatkiem  mineralnym  do  cementów,  zapraw  kwasoodpornych, 

jako lekkie kruszywo naturalne do betonów. Ponadto ma podobne 

zastosowanie  w przemyśle  chemicznym  jak  ziemia  okrzemkowa, 

stanowiąc jednak surowiec niższej jakości.  

background image

 

Krzemienie  przez  ponad  99 %  czasu  trwania  ludzkiej 

cywilizacji  służyły  człowiekowi  do  wyrobu  broni,  narzędzi 

i krzesania ognia. Aktualnie kształtki krzemienne są stosowane w 

przemyśle  ceramicznym,  farmaceutycznym  i kosmetycznym,  do 

wykonywania  okładzin  młynów  kulowych,  a  kule  krzemienne  - 

jako mielniki. 

 

Zmielone  krzemienie  są  wykorzystywane  w przemyśle 

ceramiki  szlachetnej,  do  wyrobu  szkliw  ceramicznych,  a także  w 

przemyśle  materiałów  ściernych  (krzemienne  papiery  ścierne). 

Niektóre, zwłaszcza pasiaste odmiany krzemieni, są stosowane do 

wyrobu galanterii kamiennej (np. popielniczek).    

 

Lidyty  są  od  wieków  wykorzystywane    w jubilerstwie  jako 

kamienie  probiercze,  t.j.  służące  do  określania  próby  metali 

szlachetnych (złota, srebra, platyny) w wyrobach. Próbę wykonuje 

się  na  ich  wypolerowanej  powierzchni,  stosując  odpowiednie 

ciecze probiercze. Po wypolerowaniu lidyty są cenionym, czarnym 

kamieniem  jubilerskim,  stosowanym  do  wyrobu  drobnej 

galanterii kamiennej. 

 

Jaspisy to kamienie jubilerskie.  

 

Niektóre  chalcedonity,  spongiolity,  radiolaryty  i rogowce  

wykorzystuje  się  jako  kruszywa  do  betonu,  zaś  zmielone  -  do 

wyrobu krzemionkowych materiałów ogniotrwałych.  

background image