SKAA
Y OSADOWE
Skały osadowe to skały powstałe na drodze osadzania w środowisku wodnym
lub lądowym produktów wietrzenia innych skał (magmowych, metamorficznych,
osadowych), materiału wulkanicznego oraz produktów procesów chemicznych i
organicznych.
Powstawanie niektórych skał osadowych związane jest z procesami erozji i
wietrzenia a następnie transportu i nagromadzenia produktów wietrzenia.
Powstawanie innych związane jest z krystalizacja minerałów z roztworów wodnych
(ewaporacja), sedymentacją i diagenezą szczątków organicznych czy sedymentacją i
diagenezą pyłów wulkanicznych.
Ró\
norodność procesów skałotwórczych skał osadowych powoduje du\
e
zró\
nicowanie ich składu mineralnego. Minerały skał osadowych dzielą się na
alogeniczne i autogeniczne.
Podział skał osadowych przeprowadza się w oparciu o ich genezę i skład mineralny:
- skały klastyczne (okruchowe),
- skały ilaste,
- skały pochodzenia chemicznego (chemogeniczne) i organicznego
(organogeniczne)
1
Skały klastyczne (okruchowe)
Osadowe skały klastyczne (okruchowe) są w ponad 50% zbudowane z
klastów (okruchów), powstałych na ogół poza zbiornikiem sedymentacyjnym, a
następnie do niego przetransportowanych, czyli z tzw. składników allogenicznych.
Osadowe skały klastyczne dzieli się na trzy grupy:
- skały piroklastyczne
- skały piroklastyczno-epiklastyczne
- skały epiklastyczne
Podział skał okruchowych (klastycznych) na podstawie uziarnienia oraz udziału
piroklastów i epiklastów
2
Za skały piroklastyczne uznaje się te, które w ponad 75% są zbudowane z
piroklastów. Piroklasty to przetransportowane do zbiornika sedymentacyjnego,
głównie okruchowe produkty erupcji wulkanicznych (kryształy i ich fragmenty,
odłamki szkła (szkliwa) i fragmenty skał z podło\
a i otoczenia wulkanu).
Najwa\
niejsze odmiany piroklastów to:
" witroklasty, czyli fragmenty szkliwa powstałe wskutek gwałtownego krzepnięcia
wyrzucanych w powietrze strzępów lawy,
" krystoklasty, czyli pojedyncze idiomorficzne kryształy lub ich fragmenty,
" litoklasty, czyli fragmenty wcześniej skonsolidowanych skał wulkanicznych lub
piroklastycznych, pochodzące z kanału i krateru wulkanu.
W zale\
ności od rozmiarów piroklastów wyró\
nia się:
- bomby i bloki (> 64 mm),
- lapilli (małe kamyki, \
wir) (64  2 mm),
- grube ziarna popiołu (2  0,0625 mm),
- drobne ziarna popiołu = ziarna pyłu (< 0,0625 mm).
Luz
ną, nieskonsolidowaną skałę piroklastyczną określa się ogólnym terminem
tefra. Mo\
e być tefra: blokowa, bombowa, lapillowa, gruby popiół, drobny popiół.
Zwięzłe skały piroklastyczne to:
- brekcje piroklastyczne,
- aglomeraty,
- tufy
Brekcję piroklastyczną stanowią w przewadze (> 75% obj.) ostrokrawędziste
bloki wulkaniczne, będące fragmentami starszych skał, a ponadto bomb
wulkanicznych pokruszonych podczas erupcji, o średnicach > 64 mm, zaś masę
wypełniająco-cementującą (< 25% obj.) tworzą popiół wulkaniczny i lapilli.
Podobnymi skałami do brekcji piroklastycznych są aglomeraty, z tym, \
e
budujące je piroklasty, równie\
w przewadze o średnicach > 64 mm, mają kształty
zaokrąglone wskutek tworzenia się z półplastycznej lawy. Skały te stanowią więc
agregaty spieczonych bomb wulkanicznych z domieszką < 25% obj. lapilli i popiołu.
Najpospolitszymi zwięzłymi skałami piroklastycznymi są tufy. Powstają one w
wyniku konsolidacji popiołowej lub lapillowej tefry. Ze względu na przewa\
ające
rozmiary budujących je ziaren wyró\
nia się: tufy lapillowe, popiołowe oraz pyłowe.
Dominują tufy zło\
one z popiołu i pyłu, zwykle z domieszką większych elementów.
3
Skały piroklastyczno-epiklastyczne
Skały okruchowe typu przejściowego, piroklastyczno-eplklastyczne,
zawierające 75-25% piroklastów to tufity. Zale\
nie od rozmiarów piroklastów
wyró\
nia się tufitowy konglomerat, tufitową brekcję, tufitowy piaskowiec, tufitowy
mułowiec i tufitowy iłowiec (tufitowy łupek ilasty).
Do powstania tych skał dochodzi, gdy luz
ne materiały piroklastyczne zostają
przemieszane z materiałem epiklastycznym, na skutek jednoczesnego osadzania się
w zbiorniku wodnym, zmycia lub zwiania do niego z lądu, ew. przemieszczenia na
lądzie, np. przez wody płynące.
Skały epiklastyczne
Składniki budujące te skały mo\
na ująć w dwie zasadnicze grupy: szkielet
ziarnowy i spoiwo. Szkielet ziarnowy to dominująca w danej skale frakcja
ziarnowa, tj. stanowiąca ponad 50% obj.
Na cechy ziaren stanowiących szkielet ziarnowy składają się: rodzaj budującej
je substancji oraz własności geometryczne: wielkość i morfologia (kształt, stopień
obtoczenia, charakter powierzchni).
Składnikami allogenicznymi szkieletu ziarnowego, czyli epiklastami, mogą być:
- ziarna kwarcu,
- ziarna skaleni,
- okruchy skał,
- blaszki mik i chlorytów,
- ziarna minerałów cię\
kich.
Szkielet zło\
ony z kilku rodzajów składników określa się, jako polimiktyczny.
Utworzony z jednego składnika, ew. z niewielką domieszką innych, nazywa się
monomiktycznym lub oligomiktycznym.
Wielkość ziaren
Rozmiary ziaren szkieletu decydują w pierwszym rzędzie o ogólnej nazwie
systematycznej skały klastycznej. I tak, w aktualnie przyjętej systematyce, skały
epiklastyczne o przewadze ziaren > 2mm określa się jako gruboklastyczne
(grubookruchowe lub psefity), 2 0,0625 mm - jako średnio klastyczne
(średliookruchowe lub psamity) oraz < 0,0625 mm - jako drobno klastyczne
(droblookruchowe) obejmujące łącznie aleuryty i pelity.
4
 5
SPOIWO
Spoiwo lub lepiszcze to substancja wią\
ąca ziarna szkieletu w skale klastycznej i
jednocześnie wypełniająca przestrzeń między nimi.
Pod względem genezy wyró\
nia się spoiwo typu:
- matrix (spoiwo wypełniające = masa wypełniająca)  drobnoziarniste spoiwo
okruchowe, okruchowo-ilaste, ilaste, o ziarnach mniejszych od najdrobniejszych
ziaren szkieletu danej grupy skał klastycznych,
- cement  spoiwo utworzone w wyniku procesów fizykochemicznych. Najczęściej
spotyka się spoiwa wapniste, krzemionkowe, \
elaziste, margliste i dolomityczne.
Ze względu na ilość spoiwa i związany z tym sposób wypełnienia przestrzeni
międzyziarnowej (intergranularnej), wyró\
nia się spoiwa: podstawowe (bazalne),
porowe i kontaktowe (stykowe). Spoiwo podstawowe, zwane te\
bazalnym, ma
charakter tła skalnego, w którym ziarna szkieletu tkwią luz
no, nie stykając się ze
sobą. Spoiwo porowe wypełnia pustki (pory) między stykającymi się ze sobą
ziarnami; mo\
e być ono pełne lub niepełne. Spoiwo kontaktowe lub stykowe
występuje tylko w miejscach kontaktu ziaren oraz ewentualnie częściowo wypełnia
pory, o ile są one obecne.
Rodzaje spoiw skał okruchowych z uwagi na ich genezę i udział ilościowy
6
Ogólny podział skał epiklastycznych
SKAA
Y GRUBOKLASTYCZNE (Grubookruchowe, Psefity)
Gruzy  luz
ne skały, zło\
one w przewadze z ostrokrawędzistych (kanciastych)
odruchów z reguły wyłącznie skał, o wielkości > 2 mm.
Brekcje  zwięzłe skały powstałe przez konsolidację gruzów. Spoiwo brekcji mo\
e
być zarówno typu matrix, jak i cementu.
świry są luz
nymi skałami, składającymi się w przewadze z otoczaków, tj.
obtoczonych odruchów skał i/lub minerałów o rozmiarach > 2 mm. Mieszanina \
wiru i
piasku to pospółka.
Zlepieńce (konglomeraty) to skonsolidowane \
wiry
7
SKAA
Y ŚREDNIOKLASTYCZNE (Średniookruchowe, Psamity)
Luz
ne skały średnioklastyczne to piaski, zaś zwięzłe to piaskowce.
Ze względu na zawartość matrix, piaskowce dzieli się na
- arenity (< 15% obj. matrix),
- waki (15  50% obj. matrix).
Ze względu na udział trzech podstawowych grup składników szkieletu, zarówno w
grupie wak, jak i arenitów wyróznia się odmiany: kwarcowe, subarkozowe,
sublityczne, arkozowe i lityczne.
Arenity i waki kwarcowe są niemal monomineralnymi (monomiktycznymi)
piaskowcami kwarcowymi, mogącymi zawierać najwy\
ej do 5% obj. skaleni lub
litoklastów. W arenitach i wakach subarkozowych jest ju\
nieco większa (5-25%
obj.) domieszka skaleni, zaś w arenitach i wakach sublitycznych analogiczna
domieszka litoklastów. Arenity i waki arkozowe zawierają >25% obj. skaleni,
natomiast arenity i waki lityczne, analogiczną ilość litoklastów.
W pracach terenowych stosuje się uproszczoną klasyfikację piaskowców:
piaskowce kwarcowe - o zdecydowanej przewadze kwarcu wśród ziaren szkieletu,
arkozy ( ewentualnie piaskowce arkozowe, piaskowce skaleniowe) - zasobne w
skalenie i szarogłazy (ewentualnie piaskowce szarogłazowe, piaskowce lityczne)
- o dominacji wśród ziaren szkieletu okruchów skał i minerałów blaszkowych (mik,
chlorytów) oraz często bogate w matrix.
Piaskowce dzieli się ponadto pod względem wielkości ziaren szkieletu na:
bardzo gruboziarniste, grubo-, średnio-, drobno- i bardzo drobnoziarniste, stosując
analogiczne kryteria jak podane uprzednio dla piasków.
8
Klasyfikacja piaskowców
SKAA
Y DROBNOKLASTYCZNE (Drobnookruchowe, Aleuryty, Pelity)
Przez skały drobnoklastyczne sensu stricto rozumie się utwory zbudowane w
przewadze z ziaren epiklastycznych o wielkości < 0,0625 mm, a więc frakcji
aleurytowej (pyłowe) i pelitowej (iłowej) łącznie.
Do skał drobnoklastycznych sensu stricto nale\
y: pył i muł - skały luz
ne, oraz
pyłowiec i mułowiec - skały zwięzłe. Specyficznym utworem drobnoziarnistym jest
less. Za pyły i pyłowce uznaje się drobnoklastyczne skały o zawartości < 15% obj.
minerałów ilastych, zaś za muły i mułowce - o zawartości 15-50 % obj.
Lessy ró\
nią się od poprzednich skał głównie eoliczną genezą. Stanowi je
najdrobniejszy materiał wywiany z utworów lodowcowych lub pustynnych i
zdeponowany w innym miejscu. Przeciętny skład lessów jest następujący: kwarc i
podrzędnie skalenie (60- 70% obj.), miki i minerały ilaste (20-40% obj.), kalcyt i
ewewentualnie inne minerały węglanowe (10-15% obj.) oraz wodorotlenki \
elaza (do
kilku procent objętości).
9
Skały ilaste
Podstawowym składnikiem tej skały są minerały ilaste (kaolinit, illit,
montmorillonit). Minerały te powstają w wyniku wietrzenia chemicznego skaleni i mik
lub szkliwa wulkanicznego. Skały ilaste mogą powstawać in situ, czyli w miejscu
występowania materiału macierzystego, który ulega wietrzeniu albo w wyniku
transportu i sedymentacji osadów ilastych w środowisku wodnym. W zale\
ności od
składu mineralnego dzielą się na:
Skały kaolinowe (kaoliny, łupki kaolinowe, łupki ogniotrwałe (tonsteiny))
Skały illitowe
Skały montmorillonitowe (bentonity)
10
Opracował: dr T.Bajda (na podstawie: Przewodnik do petrografii. 2008. A. Manecki, M. Muszyński (red.))
11