esencja petrografii sem 3


Podstawowe pojęcia petrografii

Legenda: pogrubione - raczej istotne, bądź wyróżnione kursywą - raczej mało istotne ( z dużym naciskiem na RACZEJ! :P )

Petrologia to nauka o skałach - ich właściwościach fizycznych i chemicznych, budowie, powstawaniu, przeobrażaniu się i występowaniu w skorupie ziemskiej i płaszczu Ziemi. Zajmuje się także badaniem skał pochodzących z przestrzeni kosmicznej - z planet i meteorytów.

Pył - skała (chyba) o średnicy ziarna mniejszej niż 1mm

Tekstura - ułożenie minerałów

Skała to naturalne nagromadzenie minerałów.

Minerałem nazywamy pierwiastek lub związek chemiczny, lub mieszaninę pierwiastków bądź związków chemicznych powstałą w naturalny sposób na drodze procesów geologicznych lub kosmologicznych najczęściej o budowie krystalicznej.

Petrografia - nauka o skałach, zajmuje się składem i właściwościami skał oraz ich powstawaniem, występowaniem wtórnym, przeobrażeniem. Szczególny przypadek petrologii.

Sortyment - gotowy produkt handlowy, grupa ziaren o ściśle określonej górnej i dolnej granicy wielkości ziaren oraz przyporządkowanej specyficznej nazwie (np. kęsy, kostka, orzech).

Metody petrografii:

  1. odtwarzanie pierwotnych cech teksturalnych skał (uziarnienie, obtoczenie, upakowanie, typy kontaktów międzyziarnowych)

  2. ujawnianie wewnętrznej budowy kryształów (np. zonalnej, sektorowej)

  3. ustalanie sukcesji minerałów w procesach diagenetycznych i hydrotermalnych

  4. obserwowanie śladów pierwotnych składników i zabliźnionych mikrospękań.

Podział skał, najczęściej stosowany w petrografii opiera się na ich genezie i obejmuje trzy główne grupy: skały magmowe, skały osadowe i skały metamorficzne (przeobrażone).

Skały magmowe

Skały magmowe są produktem krzepnięcia magmy, a więc ich skład mineralny zależy od jej składu chemicznego. Ich struktura zależy od szybkości i równomierności krzepnięcia magmy. Dzielą się na skały wulkaniczne i plutoniczne (głębinowe), zależnie od procesu, który je utworzył. Skały wulkaniczne mogą powstawać bezpośrednio z lawy (zjawisko wulkanizmu - skały wylewne) lub z materiału gwałtownie wyrzuconego w powietrze przez wulkan (skały piroklastyczne), natomiast plutoniczne poprzez zjawisko plutonizmu (magma powoli zastygała w głębi ziemi).

Skład obydwu będzie się różnił, ponieważ zastygająca lawa (magma, która wypłynęła na powierzchnię) oddaje do atmosfery związki lotne (np.wodę).

Plutonizm - ogół procesów geologicznych polegających na podziemnym tworzeniu, przemieszczaniu się magmy, jej zastyganiu w obrębie dolnej skorupy ziemskiej i górnego płaszcza (tzw. intruzje) oraz tworzeniu się z niej skał plutonicznych.

Skałami pośrednimi pomiędzy wulkanicznymi a plutonicznymi są skały żyłowe (hipabisalne), które krystalizowały na niewielkich głębokościach, w otoczeniu starszych skał. Zależnie od głębokości powstawania, ich właściwości fizyczne będą zbliżone do jednych bądź drugich. Miąższości skał żyłowych mogą się wahać od kilku centymetrów do kilkuset metrów, a ich długość do kilku kilometrów.

Struktura - Budowa wewnętrzna skał magmowych jest uzależniona głównie od głębokości, na której powstają. Im głębiej krystalizują, tym dłużej oddają ciepło, a więc kryształy minerałów, wchodzących w ich skład są większe, dzięki czemu lepiej widoczne. Skały plutoniczne mają więc strukturę jawnokrystaliczną. Skały wulkaniczne, które oddawały ciepło bardzo szybko, ziarna poszczególnych minerałów mają na tyle małe, że nie można ich zauważyć gołym okiem. Jest to struktura skrytokrystaliczna albo szklista.

W przypadku gdy minerały rozpoczną swoją krystalizację pod powierzchnią Ziemi, a następnie, wskutek różnych procesów, zostaną wyniesione na jej powierzchnię, tworzą się skały o strukturze porfirowej (jest to struktura skały charakteryzująca się występowaniem dwóch generacji składników mineralnych: część minerałów wydzieliła się wcześniej w postaci wyraźnych prakryształów (stygnąc wolno w głębi Ziemi), druga ich część wydzieliła się w fazie szybkiego stygnięcia magmy, wskutek zmiany warunków krystalizacji (wylania się magmy na powierzchnię) - tworząc tzw. ciasto skalne o niewykształconych kryształach). Taka struktura charakteryzuje np. andezyty.

W wielu skałach magmowych występują różnej wielkości i kształtu porwaki (fragment skały wyrwany przez magmę ze skał otaczających) skał starszych, które ugrzęzły w magmie lub zostały przez nią "porwane" w trakcie jej przedzierania się ku powierzchni ziemi.

Skład - O chemicznej klasyfikacji skał decyduje zawartość krzemionki (SiO2) w składzie wyjściowej magmy. Jej nadmiarem charakteryzują się skały kwaśne, natomiast niedoborem - zasadowe.

W skałach kwaśnych krzemionka tworzy krzemiany i glinokrzemiany oraz krystalizuje w postaci kwarcu. Typowym przedstawicielem skał plutonicznych kwaśnych (granitoidów) jest granit. Odpowiednikiem granitoidów wśród skał wulkanicznych są porfiry kwarcowe. Obydwa rodzaje skał cechują się najczęściej jasnym zabarwieniem.

Skały zasadowe to skały ubogie w krzemionkę zawierające takie minerały jak np. oliwin czy skaleniowce, pozbawione zaś w swoim składzie kwarcu. Występują one zdecydowanie rzadziej na powierzchni Ziemi niż skały kwaśne i obejmują niektóre bazalty (wulkaniczne) czy gabra (plutoniczne). Skały zasadowe są najczęściej ciemne.

Skały pośrednie pomiędzy kwaśnymi i zasadowymi to skały obojętne. Plutonicznymi skałami obojętnymi są głównie sjenit i dioryt. Natomiast wulkaniczną andezyt.

Przykładowe skały magmowe (skrót):

Skały osadowe

Skały osadowe powstają w wyniku sedymentacji, czyli gromadzenia się materiału okruchowego, organicznego lub chemicznego w zbiornikach wodnych lub - rzadziej - w środowisku lądowym. Osady te podlegają następnie procesowi diagenezy, podczas której zmniejsza się odległość pomiędzy poszczególnymi składnikami osadu. Diageneza - jest to proces tworzenia skały zwięzłej ze skał luźnych polegający na łączeniu (zlepianiu) spoiwem ziaren skalnych. Spoiwem najczęściej jest krzemionka, węglany, związki żelaza czy ił.

Osad świeżo złożony jest luźny, miękki i zazwyczaj przesiąknięty wodą. Pod wpływem różnych czynników ulega przeobrażeniom chemicznym i fizycznym, które prowadzą do tego, że staje się on spoisty, twardy i prawie zupełnie pozbawiony wody. Procesy do tego prowadzące przebiegają w warunkach ciśnienia i temperatury nie różniących się lub niewiele różniących się od tych warunków, w jakich osad został złożony.

Procesy diagenetyczne rozpoczynają się bardzo wcześnie, najczęściej już w trakcie tworzenia się osadu, a trwać mogą bardzo długo, działając jeszcze wtedy, kiedy osad straci kontakt ze środowiskiem (morzem, jeziorem, pustynią...), w którym został utworzony.

Przykłady minerałów skałotwórczych skał osadowych to: kwarc, chalcedon, dolomit, gips, anhydryt, sól kamienna, sylwin, piryt.

O wyróżnieniu podstawowych grup skał osadowych decyduje rodzaj osadzanego materiału. Z tego względu skały osadowe dzielimy na: okruchowe, organogeniczne i chemiczne.

Skały okruchowe to utwory nagromadzone na powierzchni skorupy ziemskiej wskutek wietrzenia, transportu i sedymentacji. Dominują w nich materiały obcego pochodzenia, pochodzące ze zniszczenia starszych skał. Skały okruchowe mogą być skałami luźnymi lub zwięzłymi. Główne kryterium podziału skał okruchowych opiera się na wielkości frakcji, czyli wielkości ziaren. Przykłady - gliny, iły, piaski, żwiry.

Skały organogeniczne swoje powstanie zawdzięczają osadzaniu się materii organicznej, zarówno roślinnej jak i zwierzęcej w zbiornikach wodnych.

Osady roślinne są związane głównie z tworzeniem się torfu, węgli i kredy piszącej, zaś zwierzęce są podstawą radiolarytów, opok i różnych typów wapieni. Na obszarach bagiennych powstaje torf, z którego wytwarza się następnie węgiel brunatny i węgiel kamienny. Rafy koralowe są źródłem wielu skały węglanowych (wapieni muszlowych, gąbkowych, otwornicowych, itd.), związanych z obecnością kalcytu w szkieletach organizmów. Przykłady - ziemia okrzemkowa, wapienie muszlowe i koralowe

Skały chemiczne powstają na skutek odparowania wody ze zbiornika morskiego lub słonego jeziora. Różne rodzaje skał wytrącają się przy różnym stężeniu roztworu. A także formy akumulacji krasowej: martwica wapienna i trawertyn (tworzące się w pobliżu źródeł) i wapienie naciekowe w jaskiniach i szczelinach krasowych.

Najwcześniej wytrącają się wapienie. Gips i anhydryt przy 20% pierwotnej objętości roztworu, sól kamienna przy 10%, natomiast sole potasowe i sole magnezowe wytrącają się przy prawie 0% pierwotnej objętości roztworu.

Przykładowe skały osadowe (skrót):

Glina - Ilasta skała osadowa, powstała w wyniku nagromadzenia osadów morenowych. Zależnie od zawartości związków żelaza mają barwę szarą, żółtą, brunatną lub rdzawą.

- Skała osadowa, drobnoziarnista, zbudowana jest z minerałów ilastych. Grunty ilaste należą do gruntów spoistych. Ich wytrzymałość na obciążenie zależy przede wszystkim od stopnia wilgotności gruntu. Ił w połączeniu z wodą charakteryzuje się dużą plastycznością. W związku z zawartością związków żelaza może mieć barwę niebieskozieloną bądź czerwoną.

Torf - Skała osadowa powstała w wyniku zachodzących w szczególnych warunkach przemian obumarłych szczątków roślinnych. Szczątki drzew, żyjących przed setkami i tysiącami lat, pochłonięte zostały przez bagna, tworząc powłokę, która pod naporem kolejnych warstw osadów stopniowo została sprasowana. Po usunięciu tlenu, powstał torf. W wyniku kolejnych procesów - ciśnienia nadległych warstw osadów oraz pozbycia się resztek tlenu, po upływie milionów lat, torf zamienia się w węgiel brunatny i następnie w węgiel kamienny. Właściwości torfu uzależnione są od składu florystycznego zbiorowisk torfotwórczych oraz stosunków wodnych i temperaturowych (klimatycznych).

Węgle kopalne - Skały osadowe powstałe w wyniku gromadzenia się i późniejszego przeobrażenia szczątków roślinnych. Złożone są z szeregu związków organicznych, zawierają pierwiastki: węgiel, tlen, wodór, azot i siarkę oraz składniki mineralne. Mogą w nich występować także pewne ilości pierwiastków rzadkich, np. arsen, uran czy german.

Wyróżnia się kilka gatunków węgli kopalnych, w zależności od zawartości pierwiastka węgla (rosnąco): torf (56-62%), węgiel brunatny (62-75%), węgiel kamienny (75-92%, antracyt (92-97%).

Węgle kopalne dzieli się na 3 grupy, w zależności od rodzaju materii roślinnej, z której powstały:

Węgiel brunatny to skała osadowa pochodzenia organicznego roślinnego powstała w trzeciorzędzie w erze kenozoicznej ze szczątków roślin obumarłych bez dostępu powietrza. Zawartość węgla 62-75%. Węgiel brunatny jest nieodnawialnym źródłem energii.

Węgiel brunatny różnicuje się ze względu na twardość: miękki-wydobywany głównie w kopalniach odkrywkowych oraz twardy, często wydobywany w kopalniach podziemnych.

Miejsca wydobycia w Polsce: Zagłębie Konińskie, Zagłębie Turoszowskie, Zagłębie Bełchatowskie, Sieniawa Lubuska

Węgiel kamienny - skała osadowa pochodzenia roślinnego, zawierająca 75-92% pierwiastka węgla, powstała w karbonie (era paleozoiczna) ze szczątków roślinnych, które bez dostępu tlenu uległy uwęgleniu. Ma czarną barwę, matowy połysk, czarną rysę. Wydobycie węgla kamiennego w Polsce: Województwo małopolskie, województwo śląskie, Zagłębie lubelskie.

Antracyt - Skała osadowa lub/i metamorficzna, organogeniczna, stanowiąca odmianę węgla kopalnego.

Jest to najsilniej przeobrażona odmiana węgla kamiennego, charakteryzująca się największą zawartością węgla, a co za tym idzie najwyższą wartością energetyczną ze spalania. Zawartość węgla w antracycie wynosi 92-97%. Barwa - czarny lub ciemnoszary. Silny szklisty, półmetaliczny połysk. Antracyt powstaje w wyniku działania bardzo wysokich temperatur i olbrzymiego ciśnienia; podczas procesów diagenetycznych (diageneza) oraz metamorficznych. Jego złoża występują na dużych głębokościach, głównie w osadach karbońskich.

Wapień - Skała osadowa (chemiczna lub organogeniczna) zbudowana głównie z węglanu wapnia, przede wszystkim w postaci kalcytu. Powstają z luźnego osadu wapiennego, który w wyniku różnych procesów ulega lityfikacji. Najbardziej istotnym z tych procesów jest proces cementacji.

Pospolita klasyfikacja wapieni (kto chce niech się uczy ja to olewam):

Ropa naftowa (olej skalny, czarne złoto) - ciekła kopalina, złożona z mieszaniny naturalnych węglowodorów gazowych, ciekłych i stałych. Złoża ropy naftowej występują w porowatych skałach w głębi ziemi.

W płytkich złożach ropa naftowa przesiąka do powierzchni ziemi, gdzie bardziej lotne frakcje odparowują, pozostawiając oleiste, na wpół stałe substancje jak np. asfalt. Aby wyodrębnić z ropy jej poszczególne składniki (np. benzynę) stosuje się destylację frakcyjną. Ropę rozdziela się na frakcje dzięki różnicy w temperaturach wrzenia poszczególnych jej składników.

Polska jest krajem ubogim w ten surowiec. Wydobywa się ją: w Zagłębiu Pomorskim, na szelfie, na północ od przylądka Rozewie, z platformy wiertniczej spod dna Bałtyku, w karpackim zagłębiu roponośnym, w Barnówku, koło Dębna

Sól kamienna (halityt) - skała osadowa chemogeniczna, składa się głównie z ziaren minerału o nazwie halit. Zaliczana do ewaporatów (minerał pochodzenia chemicznego utworzony z łatwo rozpuszczalnych minerałów, który powstaje przez wytrącanie się minerałów z roztworu wodnego wskutek odparowania.). Ma strukturę ziarnistą, jest skałą miękką, plastyczną, łatwo rozpuszczalną w wodzie. Wyróżniane są różne jej odmiany: sól lodowa, sól trzaskająca, sól spiżowa, sól szybikowa, sól jadalna, sól bryłowa, zuber. Najczęściej jest bezbarwna lub biała. W Polsce złoża soli kamiennej znajdują się w Małopolsce, na Kujawach oraz na Dolnym Śląsku Sól kamienna jest jednym z ważniejszych surowców w przemyśle chemicznym oraz spożywczym.

Skały Metamorficzne

Skały metamorficzne tworzą się w wyników procesów metamorficznych oddziałujących na istniejące już formacje skalne. Działanie poszczególnych czynników metamorfizmu (temperatura, ciśnienie, roztwory hydrotermalne) jest uzależnione od głębokości, na których zjawisko to zachodzi, temperatury, ciśnienia, składu chemicznego i mineralnego skał wyjściowych oraz chemizmu wód (roztworów) dopływających z głębi ziemi.

Metamorfizm - wtórne przeobrażenie skał magmowych i osadowych w skorupie ziemskiej. Powstają wówczas skały metamorficzne.

Rodzaje metamorfizmu według stosunku czynników metamorfizmu do skały pierwotnej:

Rodzaje metamorfizmów ze względu na dominujący proces:

Skład mineralny skał metamorficznych zależy od składu skał wyjściowych, a także czynników metamorfizmu. Minerały występujące w skałach metamorficznych (kwarc, kalcyt, dolomit, magnezyt, ankeryt, magnetyt, skalenie, amfibole, pirokseny i miki) są znane już ze skał magmowych, chociaż istnieją również takie, które wymagają wysokiej temperatury i ciśnienia, aby mogły powstać (chloryt, dysten, sylimanit, andaluzyt, kordieryt, staurolit, chlorytoid, serpentyn, grafit, granaty, wolastonit). Budowa wewnętrzna skał metamorficznych charakteryzuje się kierunkowym ułożeniem ziaren. Często są one zafałdowane.

Przykładowe skały metamorficzne

Gnejs to skała metamorficzna o składzie granitu, najczęściej powstała z jego przeobrażenia. Gnejsy mogą powstać również ze skał osadowych. Gnejsy powstałe ze skał osadowych nazywamy paragnejsami, pochodzenia magmowego ortognejsami. Ma kolor jasnoszary, ciemnoszary, różowy i inny, często pasiasty.

Składa się z kwarcu, skaleni - plagioklazu lub skalenia potasowego, biotytu, muskowitu. Spotykana na całym świecie, jedynie na kontynentach (tarczach kontynentalnych), głównie na obszarach tarcz krystalicznych.

Łupek - pojęcie opisujące grupę skał metamorficznych o zróżnicowanym składzie i o charakterystycznej teksturze łupkowej. Powstają zasadniczo w płytszych strefach metamorfizmu. Zwykle przeważa w nich jeden składnik, który nadaje danemu rodzajowi łupka swoje charakterystczne cechy na przykład łupek kwarcowy.

Kwarcyt - Powstał przez przeobrażenie piaskowców i mułowców zbudowanych niemal wyłączne z okruchów kwarcu. Obok kwarcytów metamorficznych wyróżniane są także kwarcyty osadowe (piaskowce kwarcytowe), będące skałami okruchowymi, te kwarcyty złożone są w dużej części z ziaren kwarcu bardzo ściśle do siebie przylegających, spojonych krzemionką. Kwarcyty bywają jasnoszare, szaroniebieskie, brązowe lub żółtoczerwone. Budowa ich jest tak zbita, że oddzielnych ziaren kwarcu nie zobaczymy gołym okiem, ani nie wyczujemy pod palcami. Kwarcyty są niesłychanie odporne na obróbkę mechaniczną. Na tym polu mają one przewagę nad tak twardą skałą jak np. granit.

Marmur - skała metamorficzna powstała z przeobrażenia wapieni, rzadziej dolomitów. Składa się głównie z krystalicznego kalcytu lub dolomitu (marmur dolomitowy).

Skorupa ziemska, najbardziej zewnętrzna powłoka kuli ziemskiej otoczona na powierzchni przez atmosferę i hydrosferę, natomiast w głębi granicząca z płaszczem Ziemi. Stanowi sztywny, niejednorodny twór, którego struktura jest zależna od obecności i sposobu wykształcenia trzech głównych warstw występujących w profilu pionowym: warstwy osadowej, warstwy granitowej i warstwy bazaltowej.

Warstwa osadowa, górna (najbardziej zewnętrzna) warstwa skorupy ziemskiej. Występuje zarówno na obszarach zajętych przez bloki kontynentalne, jak i pod oceanami. Stanowi część wszystkich typów skorupy ziemskiej: kontynentalnej, oceanicznej i suboceanicznej. Na lądach znajduje się nad warstwą granitową, a jej miąższość może sięgać kilkunastu kilometrów. Pod oceanami znajduje się nad warstwą bazaltową (lub warstwą pośrednią, skorupa oceaniczna), a jej średnia miąższość wynosi ok. 1-2 km. Zbudowana jest przede wszystkim ze skał osadowych i luźnych osadów podlegających procesom litogenezy.

Warstwa granitowa, środkowa warstwa skorupy ziemskiej. Występuje prawie wyłącznie na obszarach zajętych przez bloki kontynentalne, stanowiąc część skorupy kontynentalnej. Znajduje się między warstwą osadową a warstwą bazaltową Zbudowana jest głównie z granitów i skał metamorficznych, a jej średnia miąższość wynosi kilkanaście km. W postaci nieciągłej, osiągając bardzo małą miąższość, może występować pod oceanami, wchodząc w skład skorupy suboceanicznej.

Warstwa bazaltowa, dolna (najbardziej wewnętrzna) warstwa skorupy ziemskiej. Występuje zarówno na obszarach zajmowanych przez bloki kontynentalne, jak i pod oceanami. Stanowi część wszystkich typów skorupy ziemskiej: kontynentalnej, oceanicznej i suboceanicznej. Na lądach znajduje się między warstwą granitową. Zbudowana jest tu z bazaltu, gabra lub granulitu, a jej średnia miąższość wynosi ok. 20 km. Pod oceanami znajduje się między warstwą osadową (lub warstwą pośrednią, skorupa oceaniczna) a warstwą perydotytową. Zbudowana jest z bazaltu, gabra lub serpentynitu i osiąga tu miąższość do 5-6 km.

Ery i okresy geologiczne:



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
spis lab I sem 2010
Zastosowanie SEM
Mała chirurgia II Sem IV MOD
skórne niepożądane odczyny polekowe, 2 czesci 9 sem
Sem 1
sem 2 promieniowanie rtg
Sem 2 Leki ukladu autonomicznego (wegetatywnego)(1)
TT Sem III 14 03
wyklad 13nowy Wyznaczanie wielkości fizykochemicznych z pomiarów SEM
Norma ISO 9001 2008 ZUT sem 3 2014
Sem 3 Wywiad w chorobach układu oddechowego
download Prawo PrawoAW Prawo A W sem I rok akadem 2008 2009 Prezentacja prawo europejskie, A W ppt
Sem ekg
sem mod imp(1)
spis wykład I sem 2010
SEM odcinek szyjny kregoslupa gr 13 pdg 1
1 Budownictwo ogólne sem IV
Sem II Transport, Podstawy Informatyki Wykład XXI Object Pascal Komponenty

więcej podobnych podstron