93. Węgiel kamienny- geneza, występowanie w Polsce, zastosowanie.

Geneza:
Większość złóż węgla formowała się od 360 do 28 mln lat temu. Węgiel powstał na bagnistych obszarach. Szczątki obumarłych roślin opadły na dno bagnistych jeziorzysk lub lagun, gdzie z powodu małej ilości tlenu były powoli rozkładane.
W pierwszej fazie rozkładu gnijące rośliny zmieniły się w torf. Procesowi temu towarzyszyło wydzielanie metanu (stąd duże jego ilości znajdują się przy pokładach węgla kamiennego). Torf nie jest w stanie samoistnie przekształcić się w węgiel. Jego pokłady muszą najpierw zostać poddane odpowiedniemu ciśnieniu. Pierwsze zgniatanie złóż torfu odbywa się pod ciężarem wciąż narastającej ilości obumarłych roślin. Z warstwy torfu o grubości od 10 do 15 m może powstać jednometrowa warstwa węgla. Po zapełnieniu bagna przez substancję roślinną, na złoża torfu osadzały się warstwy piasku i mułu. Następnie teren obniżał się, a wody morskie lub jeziorne ponownie go zalewały, dzięki czemu dochodziło do kolejnego etapu akumulacji roślinnej. Cykl ten powtarzał się wielokrotnie, dlatego mówimy, że węgiel kamienny powstał w procesie sedymentacji cyklicznej. Doprowadziła ona do powstania licznych, oddzielonych od siebie innymi skałami osadowymi, pokładów węgla. Ich grubość różni się znacznie i wynosi od kilku mm do kilku m.

Występowanie:
Województwo małopolskie: Libiąż – KWK "Janina", Brzeszcze – KWK „Brzeszcze”, Trzebinia – KWK "Siersza" – zamknięta, Krzeszowice – KWK „Krystyna” – zamknięta
Województwo śląskie: Górnośląski Okręg Przemysłowy, Rybnicki Okręg Węglowy i Zagłębie Dąbrowskie.
Dolnośląskie Zagłębie Węglowe (zaprzestano wydobycia)
Lubelskie Zagłębie Węglowe (KWK Bogdanka, woj. lubelskie)

Zastosowanie:
W Polsce pierwsze miejsce w bilansie energetycznym.
Główny surowiec przemysłu koksowniczego- stanowi podstawę energetyki metalurgicznej i odlewniczej
WK może być uwodorniany w celu uzyskania benzyny, benzenu, olejów opałowych i smarowych
Zastosowanie w farmacjii; urzywa się do wytwarzania kwasów huminowych, benzenokarbonowych i prostych kwasów tłuszczowych
Dużym przetwórcą WK są gazownie dostarczajace gazu opałowego i koksu gazowniczego

94. Metamorfizm, a metasomatyzm, czynniki metamorfizmu.

Metamorfizm to zespół procesów fizykochemicznych, prowadzących do zmian składu mineralnego, niekiedy również chemicznego, oraz strukturalno-teksturalnych przeobrażeń skał, pod wpływem temperatur i ciśnień znacznie wyższych niż na powierzani Ziemi, a zarazem istotnie różnych od tych, w których te skały (osadowe, magmowe bądź metamorficzne) powstały. Przemiany te zachodzą zasadniczo w stanie stałym, bez istotnego ilościowo udziału fazy ciekłej, aczkolwiek niewielkie ilości fluidów (głównie H20 i CO2) mogą być obecne pomiędzy blastami.
W trakcie metamorfizmu skały ulegają dwóm podstawowym typom przemian:
1) Przemiany strukturalno-teksturalne- prowadzą do powstania nowych struktur i tekstur, są dwojakiego rodzaju:
-rekrystalizacja, przebudowa sieci krystalicznej, najczęściej związana ze wzrostem kryształów
-kataklaza, kruszenie minerałów i ziaren skały
2) Przemiany mineralne- zastępowanie pierwotnych minerałów przez nowe minerały metamorficzne, nieistniejące w skale wyjściowej.

Z punktu widzenia chemicznego metamorfizm dzielimy:
-izochemiczny, nie dochodzi do doprowadzenia do skały przeobrażonej składników chemicznych z zewnątrz.

-allochemiczny, w którym do skały przeobrażanej są doprowadzane różne składniki (najczęściej potas, sód, krzemionka, wapń i niekiedy glinka Al2O3)

Metasomatoza to procesy rozpuszczania pierwotnych minerałów i zastępowania ich nowymi, przy czym przez cały czas trwania przeobrażeń skała znajduje się w stanie stałym. Metasomatoza odbywa się za pośrednictwem cieczy i gazów migrujących przez kapilary z roztworami porowymi. W zależności od mechanizmu transportu substancji metasomatoza może być:
-dyfuzyjna
-infiltracyjna lub
-jonowo- dyfuzyjna

Głównymi czynnikami metamorfizmu są: temperatura, ciśnienie, czas geologiczny, wpływy chemizmu. Najważniejszym czynnikiem jest temperatura.

95. Rodzaje metamorfizmu

Zasadniczy podział polega na wydzieleniu metamorfizmu regionalnego (orogeniczny, met. z pogrzebania, metamorfizm dna oceanicznego) i lokalnego (termiczny, dynamiczny, uderzeniowy).

Metamorfizm regionalny zachodzi w strefach globalnych procesów geotektonicznych (subdukcja i kolizja płyt litosfery, spreading dna oceanicznego) swoim zasięgiem obejmuje tysiące, a nawet miliony kilometrów sześciennych skał.

Metamorfizm orogeniczny, prawie zawsze związany z deformacjami i fałdowaniem, wzrost temperatury zachodzi bez bezpośredniego wpływu określonych ciał magmowych (chociaż mogą występować). Można rozróżniać met. stref subdukcji i stref kolizji.
Metamorfizm z pogrzebania, zachodzi w basenie ulegającym subsydencji tak, że u jego podstawy osiągnięte zostają warunki metamorfizmu niskiego stopnia.
Metamorfizm dna oceanicznego zachodzi w pobliżu stref spreadingu przy szerokim zakresie temperatur z istotnym znaczeniem roztworów hydrotermalnych.

Metamorfizm lokalny zachodzi pod wpływem czynnika o ograniczonym zasięgu

Metamorfizm kontaktowy, wynika ze wzrostu temperatury skał otaczających intruzje magmowe (aureole kontaktowe, hornfelsy)
Metamorfizm dynamiczny, rezultat intensywnych deformacji wzdłuż płaszczyzn uskoków i stref ścinania, istotna jest ułatwiona penetracja fluidów strefy deformacji.
Metamorfizm uderzeniowy, wynik upadku meteorytu znacznych rozmiarów

Inne typy metamorfizmu:
-Można także rozróżnić jak w pytaniu 94. Metamorfizm z punktu widzenia chemicznego (izo- i allochemiczny).

-Metamorfizm progresywny, zachodzi w warunkach wzrostu temperatury i ciśnień
-Metamorfizm regresywny, odwrotnie

96. Struktury i tekstury skał metamorficznych

Struktury najczęściej jawnoblastyczne, masywne.

Ze względu na wzajemny stosunek blastów:
homoblastyczna- podobna wielkość blasków w skale
hetero-gdy blasty są innej wielkości:
-poikiloblastyczna- gdy w dużych blastach występują drobne wrostki innych
-więsze blasty (porfiroblasty) występują na tle drobniejszej masy skalnej

Ze względu na pokrój blastów:
granoblastyczna- krystaloblasty występują w postaci ziaren izometrycznych o mniej więcej wyrównanej wielkości
lepidoblastyczna- krystaloblasty wykształcone w postaci blaszek
nematoblastyczna- w postaci pręcikowej

Ze względu na wielkość blastów:
grubo >5 mm
średnio 2-5 mm
drobnoblastyczna <2 mm

Struktura mylonitowa- struktura ze skały zaburzonej dynamicznie, której składniki zostały roztarte
struktura reliktowa- dostrzega się elementy struktury skały pierwotnej, dodaje się przedrostek blasto- np. struktura blastoporfirowa- powstała ze skały wylewnej zawierającej relikty ciasta skalnego i prakryształów

Tekstury na ogół zbite

Bezładna- gdy blasty nie wykazują orientacji w przestrzeni
kierunkowa- powstałe przy udziale kierunkowego ciśnienia:
tekstura linijna- liniowo równoległe ułożenie blastów o pokrojach wydłużonych (nematoblastów)
tekstura płaska- wśród której wymienia się:
--gnejsowa- obecność wzajemnie równoległych pakietów („lamin” o różnych składzie
mineralnym, gdy laminy nie są ciągłe występuje tekstura soczewkowa lub smugowa
--łupkowa równoległość polega na wzajemnym ułożeniu blastów o pokroju płytkowym

100. Wymienić facje metamorfizmu regionalnego (podać reżim warunków P-T)

200-300°C 2-4 kb
300-350 °C 3-4 kb
300-550 °C 5 kb
400-750 °C 5-8 kb
700-800°C 7-10 kb
200-300 3-5 kb
200-500 °C kilkanaście kb
900-1100 °C ok 10 do ponad 28 kb

101. Wymienić facje metamorfizmu kontaktowego.

Ciśnienie 1-3 kb, szeroki interwał temperatur 300-800°C

-Facja piroksenowo-hornfelsowa

-Facja sanidynitowa

102. Wymień skały metamorficzne strefy epi- (fyllity i łupki fyllitowe, łupki krystaliczne, zieleńce i łupki zieleńcowe, serpentynity, kwarcyty, marmury), podać charakterystykę P-T i typowe paragenezy mineralne.

fyllity i łupki fyllitowe, słabo przeobrażone skały ilaste i mułowcowe, facja zieleńcowa
łupki krystaliczne:
łupki chlorytowe, metamorfizm żelazistych osadów ilasto-mułowcowych, facja zieleńcowa
łupki talkowe, przeobrażenia skał ultrazasadowych, facja zieleńcowa
łupki mikowe, przeobrażenia zespołów ilasto-mułowcowych, facja amfibolitowa
zieleńce i łupki zieleńcowe, powstają z wylewnych skał zasadowych typu bazaltów, facja zieleńcowa
serpentynity, przeobrażenia ultrazasadowych skał magmowych lub serpentynizacja skał metamorficznych
kwarcyty, przeobrażenia skał osadowych bogatych w krzemionkę w wyniku met. regionalnego lub kontaktowego w szerokim zakresie temperatur i ciśnień.
marmury, przeobrażenia wapieni i dolomitów w wyniku met. regionalnego lub kontaktowego w szerokim zakresie temperatur i ciśnień.

103. Wymienić skały metamorficzne strefy mezo- (gnejsy, amfibolity, łupki krystaliczne, kwarcyty, marmury), podać charakterystykę P-T i typowe paragenezy mineralne.

gnejsy, metamorfizm granitoidów, ortognejsy- ze skał magmowych, para-osadowych
facja amfibolitowa i granulitowa
amfibolity, powstają ze skał klasy gabra, bazaltu, diorytu oraz ich tufów i tufitów(ortoamfibolity), bądź margli (paraamfibolity), facja amfibolitowa

104. Wymienić i krótko scharakteryzować skały metamorficzne strefy kata- (eklogity, granulity, kwarcyty, marmury)

eklogity, Skały ciemne, drobno- lub średnioblastyczne, najczęsciej bezkierunkowe.
Główne składniki to granat i alkaliczny piroksen (omfacyt); poboczne: rutyl, kwarc, glaukofan.

Skały te często występują w postaci niewielkich soczewek w utworach różnych facji metamorfizmu regionalnego m.in. w granulitach, gnejsach, amfibolitach i łupkach glaukofanowych,

Powstałe w warunkach najwyższych ciśnień ze skał zasadowych.

granulity, są zróżnicowane, częściej jasne, szaroróżowawe; tekstury bezkierunkowe, drobno- lub średnioblastyczne, granoblastyczne.

Główne minerały to skalenie, kwarc i granaty (jasne), lub granaty i pirokseny (ciemne); akcesorycznie obecne są: rutyl, dysten, rzadziej sillimanit.

Granulity są typowymi produktami najgłębszych stref metamorfizmu regionalnego- facji granulitowej

Mogą tworzyć ciągłe przejścia od skał pokrewnych, tj. gnejsów lub eklogitów

kwarcyty, skały jasne, niemal białe, szare lub czerwonawe, niekiedy smużyste i pasiaste. Są skałami masywnymi; niekiedy z wyraźną laminacją podkreśloną ułożeniem obecnych w skale minerałów blaszkowych (łupki kwarcytowe).

Dominujących składnikiem jest kwarc, a ponadto: muskowit, skalenie, chloryt, sillimanit, dysten, talk, granat, epidot, turmalin i in.

Kwarcyty powstają ze skał osadowych bogatych w SiO2, w wyniku metamorfizmu regionalnego lub kontaktowego w szerokim zakresie temperatur i ciśnień.

marmury, są białe, ale często też jasnoszare, różowawe, zielonkawe lub nawet ciemne ( barwa jest wynikiem rozproszonych domieszek różnych substancji, np. tlenków Fe, grafitu, bituminów itp.)

Marmury powst. w wyniku metamorfizmu regionalnego lub termicznego wapieni i dolomitów w szerokim zakresie ciśnień i temperatur. Głównych procesem jest rekrystalizacja ziaren; osadowe skały węglanowe (zazwyczaj mikrytowe drobno sparytowe) ulegają przeobrażeniu w skały wyraźnie krystaliczne, gruboblastyczne.

Dominującym składnikiem marmurów są kalcyt lub dolomit (jeśli pierwotne skały węglanowe zawierały kwarc i/lub minerały ilaste, powstałe z nich marmury mogą zawierać również: serycyt, biotyt, talk, diopsyd, granat, serpentyn, kwarc i in.)