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

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 SiO₂, alkalia, składniki lotne (H₂O, CO₂, H₂S) 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.

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

Główne składniki magmy:

SiO₂, Al₂O₃, MgO, FeO+Fe₂O₃, CaO, Na₂O, K₂O, H₂O, TiO₂

Magmy ultrazasadowe są ubogie w krzemionkę (ok. 40% SiO₂) 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% SiO₂, ok. 15% Al₂O₃, znaczne ilości CaO, MgO i FeO (do ok. 10% każdego z tych składników), natomiast niewiele alkaliów, zwłaszcza K₂O. Z takiej magmy krystalizują przede wszystkim Ca-Na plagioklazy i pirokseny.

Magmy obojętne (np. andezytowa) są bogatsze w krzemionkę (52-65% SiO₂) 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% SiO₂, ok. 15% Al₂O₃, znaczne ilości alkaliów(w sumie do ok. 10% Na₂O i K₂O), są natomiast ubogie w CaO, MgO i FeO. Z takich magm krystalizują skalenie alkaliczne, Na-Ca-plagioklazy, biotyt oraz kwarc.

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.

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

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

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)

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

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

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 O₂ i CO₂) oraz takich substancji jak SO₂, (H₂SO₄), 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.

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).

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.

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

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).

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).

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

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

Skały osadowe okruchowe (klastyczne)

Kryteria klasyfikacji:

wielkośc ziarn (frakcja)

obecność lub brak spoiwa

skład mineralny

Minerały skał osadowych

grupa SiO₂

kwarc SiO₂
chalcedon SiO₂
opal SiO₂·nH₂O

węglany

kalcyt CaCO₃
aragonit CaCO₃
syderyt FeCO₃
dolomit CaMg(CO₃)₂

minerały ilaste

kaolinit Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈
illit (hydromuskowit) (K,H₃O)Al₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂
glaukonit (K,Ca,Na)(Al,Fe³⁺, Fe²⁺)₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂·nH₂O
montmorillonit (Na,Ca)_0-1(Al,Mg)₂[Si₄O₁₀](OH)₂·4H₂O

minerały skał solnych

halit NaCl
sylwin KCl
karnalit KMgCl₃·6H₂O
kainit KMgClSO₄·3H₂O
anhydryt CaSO₄
gips CaSO₄·2H₂O
polihalit K₂MgCa₂(SO₄)₄·2H₂O
kizeryt MgSO₄·4H₂O

wodorotlenki glinu

gibbsyt Al(OH)₃
diaspor AlOOH
boehmit AlOOH

inne

siarka rodzima S

baryt BaSO₄

fluoryt CaF₂

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 Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈
illit (hydromuskowit) (K,H₃O)Al₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂
glaukonit (K,Ca,Na)(Al,Fe³⁺, Fe²⁺)₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂·nH₂O
montmorillonit (Na,Ca)_0-1(Al,Mg)₂[Si₄O₁₀](OH)₂·4H₂O

smektyty

Skały ilaste

Iły, iłowce i łupki ilaste

Kaoliny - rezydualne skały ilaste, złożone głównie z minerału kaolinitu, który jest produktem wietrzenia chemicznego skaleni potasowych

4KAlSi₃O₈ + 6H₂O → Al₄(OH)₈[Si₄O₁₀] + 8SiO₂ + 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

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

Minerały skał węglanowych

kalcyt CaCO₃ 2.72 g/cm³
aragonit CaCO₃ 2.93 g/cm³
dolomit CaMg(CO₃)₂ 2.86 g/cm³
syderyt FeCO₃ 3.96 g/cm³

kalcyt wysokomagnezowy (Mg-kalcyt)
- zawiera do 30% MgCO₃

kalcyt niskomagnezowy - zawiera max. kilka % MgCO₃

protodolomit - dolomit z ok. 10% nadmiarem CaCO₃

Niewęglanowe składniki skał węglanowych:

• kwarc

• opal, chalcedon

• minerały ilaste

rzadziej występujące:

• fosforany

• siarczki (piryt)

• tlenki i wodorotlenki Fe i Mn

Powstawanie osadów i skał węglanowych

wytrącanie z przesyconych roztworów wodnych

aglomeracja szczątków organicznych

materiał detrytyczny ze starszych skał węglanowych

Rozpuszczanie CaCO₃ w wodzie - dysocjacja CaCO₃

CaCO₃ ↔ Ca²⁺ + CO₃^2-

dwustopniowa dysocjacja H₂CO₃

H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-

HCO₃^- ↔ H⁺ + CO₃^2-

Rozpuszczalność CO₂ w wodzie zależy od warunków P-T:

spada ze wzrostem temperatury,

wzrasta ze wzrostem ciśnienia.

CaCO₃ wytrąca się przy usuwaniu H⁺ z roztworu (alkalizacji środowiska) oraz przy spadku ciśnienia w środowisku.

Strefy akumulacji materiału węglanowego:

litoralna

nerytyczna

batialna

abysalna

poziom CCD na głębokości ok. 4000 m.

Organizmy żywe

plankton

nekton

bentos (mobilny i osiadły)

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

Strukturalne typy wapieni

Wapienie mikrogranularne, złożone z ziarn < 20 μm, 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.

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

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 4μm

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

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 μm 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

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 Mg²⁺ w wodzie

• epigenetyczne - tworzą się wskutek dolomityzacji wapieni przez wody z jonami Mg²⁺ 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

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)

Skały krzemionkowe - złożone głównie z autigenicznych minerałów grupy SiO₂ (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

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/cm³, 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.

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.

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.

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.

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.

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 SiO₂. Wraz ze skałami ilasto-okruchowymi można je włączyć do szeroko pojętej grupy tzw. skał mułowych (ang. mudrocks).

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.

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.

---