Pytania na egzamin dyplomowy z przedmiotu Mineralogia i petrografia
i Geologia ogólna
1.Omów profil litostratygraficzny złoża miedzi na monoklinie przedsudeckiej LGOM
Odpowiedź.
Złoże miedzi eksploatowane w kopalniach LGOM występuje w skałach osadowych, które powstały w okresie permskim. Spągową cześć serii złożowej tworzą, okruszcowane siarczkami miedzi, piaskowce kwarcowe, utworzone w dolnym permie (czerwony spągowiec), wyżej zalegają cechsztyńskie łupki miedzionośne (łupek ilasty, ł. smolisty,
ł. dolomitowy) a nad nimi okruszcowane wapienie i dolomity (cechsztyńska seria węglanowa), które tworzą stropową część serii złożowej. Strop bezpośredni i właściwy złoża budują warstwy dolomitu, anhydrytu i soli kamiennej cechsztynu. Ten profil złoża lokalnie zmienia skład litologiczny - na granicy dolnego i górnego permu może występować tzw. dolomit graniczny (wapień podstawowy) przechodzący ku górze w łupki miedzionośne. Łupki miedzionośne nie tworzą ciągłego poziomu, w poszczególnych kopalniach lokalnie brakuje tych warstw. Miąższość utworów serii miedzionośnej jest zmienna 18m - 75m, głębokość zalegania złoża w kopalniach 650m - 1285m p.p.t.
2.Omów pospolite minerały kruszcowe miedzi
Odpowiedź.
Najczęściej spotykanymi minerałami rudnymi miedzi są siarczki - chalkozyn Cu2S, bornit Cu5FeS4, kowelin CuS, chalkopiryt CuFeS2,
Często występują w zespołach o wspólnej genezie (w paragenezie). Powstają przez krystalizację z roztworów hydrotermalnych, czasem są pochodzenia osadowego. Makroskopowo można je odróżnić po wyraźnych barwach - chalkozyn jest srebrzysty lub grafitowy, bornit - miedziano-czerwony, kowelin - ciemnoniebieski, chalkopiryt - złocisto żółty, połysk metaliczny. W złożu tworzą skupienia zbite, nieregularne.
Największą procentową zawartość Cu ma chalkozyn (ok.79%), najmniej chalkopiryt (35%).
3. Deformacje plastyczne(ciągłe) warstw skalnych
Odpowiedź.
Deformacje plastyczne warstw polegają na zmianie pierwotnego ułożenia warstw bez przerwania ich ciągłości. Przyczyną tych zmian najczęściej są ruchy tektoniczne np. ruchy górotwórcze. Do deformacji plastycznych zaliczamy m.in. monoklinę i fałdy.
Monoklina - gruba seria warstw skalnych nachylona pod niewielkim kątem w jednym kierunku bez zmiany miąższości poszczególnych warstw. Monoklina jest rozległą strukturą tektoniczną budującą regiony geograficzne np. monoklina przedsudecka. Na monoklinie przedsudeckiej zbudowana jest z serii warstw skał osadowych (od karbonu do triasu) o grubości ok. 600-1500m nachylonych w kierunku NE pod kątem 3-6o.
Fałd - składa się z części wyniesionej (antykliny - siodła) i części obniżonej (synkliny - łęku). Obie te części mają skrzydła nachylone pod różnym kątem do osi fałdu. Oś antykliny przebiega przez najbardziej wyniesione części warstw, oś synkliny łączy najbardziej obniżone części warstw. Fałdy podzielono biorąc pod uwagę kąt nachylenia osi fałdu do poziomu - fałd pionowy, fałd pochylony, fałd leżący. Na przegubach fałdów następuje spękanie warstw a na skrzydłach miąższość warstw może ulegać zmianom.
4. Deformacje sztywne (nieciągłe) warstw skalnych
Odpowiedź.
Deformacje sztywne warstw polegają na zmianie pierwotnego położenia warstw i przerwanie ich ciągłości. Przerwanie ciągłości następuje wzdłuż powierzchni wyładowania naprężeń w górotworze z jednoczesnym przesunięciem warstw górotworu. Powstaje struktura tektoniczna nazywania uskokiem.
Uskok składa się z dwu skrzydeł -skrzydła wiszącego i skrzydła zrzuconego oraz powierzchni uskokowej. Kąt pomiędzy powierzchnią uskokową a poziomem nazywamy katem nachylenia uskoku (uskoki pionowe, ukośne), odległość mierzona w pionie pomiędzy stropem skrzydeł nazywamy zrzutem pionowym uskoku lub amplitudą uskoku. Biorąc pod uwagę kierunek nachylenia powierzchni uskokowej względem skrzydeł; gdy zapada pod skrzydło zrzucone = skok normalny, pod skrzydło wiszące = uskok odwrócony.
W górotworze uskoki są najczęściej wielokrotne tworząc budowę blokową (zręby, rowy, schody tektoniczne). Uskoki mogą mieć różne długości i zasięgi pionowe. Uskoki są cechą charakterystyczną budowy tektonicznej obszaru złożowego LGOM.
5. Czynniki i efekty wietrzenia skał
Odpowiedź
Wietrzenie są to procesy niszczenia skał na powierzchni Ziemi i pod jej powierzchnią do głębokości występowania wody gruntowej (strefa hipergeniczna)
Głównymi czynnikami wietrzenia skał są: wahania temperatury, woda, szata roślinna. W zależności od czynnika wyróżniamy - w. mechaniczne (wahania temperatury, korzenie roślin) polegające na kruszeniu i rozsypywaniu się skał się na gruz, bloki, ziarna (powstaje zwietrzelina zbudowana z minerałów takich jak w skale macierzystej) oraz w. chemiczne (działanie wody często wzbogaconej o substancje agresywne i mikroorganizmy) prowadzące do zupełnego rozkładu minerałów zawartych w skałach.
Rodzaj i intensywność procesów wietrzenia zależy od klimatu. W klimacie suchym dominuje wietrzenie mechaniczne, w klimacie umiarkowanym i wilgotnych dominuje wietrzenie chemiczne.
Poprzez nagromadzenie (sedymentację) produktów wietrzenia mechanicznego skał powstają skały osadowe okruchowe - m.in. żwiry, piaski, muły, piaskowce, mułowce.
Wietrzenie chemiczne skał daje początek powstaniu skał osadowych chemigenicznych - wapieni, gipsów, anhydrytów, soli kamiennych oraz skał ilastych - m.in. glin i iłów ceramicznych.
Efektem wietrzenia chemicznego skał jest zwiększenie porowatości skały wietrzejącej, powstanie kawern i zjawisk krasowych.
6. Podział dziejów Ziemi i sposoby określania wieku skał
Odpowiedź.
Jednostki chronologiczne dziejów Ziemi, według malejącego zasięgu wiekowego;
eon - era - okres - piętro (epoka) - poziom.
Eon - Kryptozoik (starszy) - ery - archaik (starsza) i proterozoik
Fanerozoik - ery; paleozoik - okresy; kambr (starszy), ordowik, sylur dewon, karbon,
perm,
mezozoik - okresy; trias, jura, kreda.
kenozoik - okresy; trzeciorzęd, czwartorzęd.
Podział dziejów Ziemi oparto na wyraźnych zmianach ewolucyjnych w świecie organicznym, głównie na masowym wymieraniu niektórych zespołów zwierzęcych i bujnym rozwoju innej grupy zwierząt. Np. granica pomiędzy erą mezozoiczną a kenozoiczną - wymarcie wielkich gadów (Dinozaurów) i początek bujnego rozwoju ssaków.
Jednostki dziejów Ziemi dotyczą określają względny wiek skał lub zjawisk geologicznych tzn. określają które zjawisko lub warstwa jest starsza. bez podania ilości lat kiedy to nastąpiło.
Oparto się na badaniu skamieniałości organizmów, które zachowały się w skałach (metoda biostratygraficzna) lub na sposobie zalegania i litologii warstw w górotworze (metoda litostratygraficzna).
Wiek bezwzględny w geologii określa się na podstawie metod opartych na określaniu ilości izotopów pierwiastków promieniotwórczych, które znajdują się w minerałach budujących skały.
7. Scharakteryzuj ogólnie wpływ budowy wewnętrznej skał na ich parametry wytrzymałościowe.
Odpowiedź.
Budowę wewnętrzną skał określa; skład mineralny, sposób ułożenia minerałów i wypełnienie przestrzeni skalnej przez minerały (tekstura skały) oraz wielkość poszczególnych minerałów (struktura skały).
Największy wpływ na wielkość parametrów wytrzymałościowych ma rodzaj minerałów skałotwórczych i sposób ułożenia minerałów w skale czyli tekstura skały. Skały mogą mieć teksturę bezładną (bezkierunkową) lub kierunkową tzn. minerały ułożone są warstwami. Przy kierunkowym ułożeniu minerałów, pewne cechy mechaniczne minerałów nakładają się na siebie i wzmacniają. Np. kierunkowo ułożone minerały o dobrej łupliwości spowodują postanie powierzchni naturalnej oddzielności w skale, co spowoduje anizotropię właściwości mechanicznych skały. Twardość minerałów skałotwórczych decyduje o twardości skały.
Dobre parametry wytrzymałościowe mają skały drobnoziarniste o bezładnym ułożeniu minerałów, nieporowate i nie spękane.