Literatura:

Czubla P., Mizerski W., Świerczewska - Gładysz E., 2004. Przewodnik do ćwiczeń z geologii. PWN, Warszawa.

Jaroszewski W. (red.) Przewodnik do ćwiczeń z geologii dynamicznej.

Burda J., 2001. Uczę się geologii w Górach Kaczawskich. BiX BIT, Sosnowiec.

Ciesielczuk J., Jabłońska M., Kozłowski K. Geologia dla studentów geografii. Wydawnictwo UŚ.

Żaba J. 2003. Ilustrowany słownik skał i minerałów. Videograf, Katowice.

minerałY I SKAŁY, oZNACZANIE MINERAŁÓW

Minerał jest to związek chemiczny rzadziej pierwiastek rodzimy o określonym składzie chemicznym i właściwościach fizycznych, powstały w wyniku procesów geologicznych lub kosmologicznych i występujący w stałym stanie skupienia. Minerały występują w przyrodzie w dwóch stanach materii jako kryształy lub jako ciała bezpostaciowe.

Kryształ jest to ciało o prawidłowej budowie wewnętrznej tj. takie w którym atomy, jony ułożone są w sposób uporządkowany tworząc sieć krystaliczną. Kryształy mają budowę anizotropową tzn. w różnych kierunkach kryształu ujawniane są niejednakowe własności fizyczne wektorowe (np. twardość, łupliwość).

W ciałach bezpostaciowych atomy i jony rozmieszczone są bezładnie. Ciała bezpostaciowe mają budowę izotropową tzn. wszystkie ich cechy fizyczne są stałe w każdym miejscu i kierunku. Ciała bezpostaciowe są w przyrodzie rzadkością. Należą do nich np. opal, wosk ziemny, bursztyn.

Kryształy różnią się miedzy sobą typem układu krystalograficznego. Układ krystalograficzny to układ osi współrzędnych, służący do opisywania struktury kryształu i jego morfologii. Na podstawie długości tzw. odcinków translacyjnych (odcinków odcinanych przez ściany na osiach - a, b, c) i miar kątów pomiędzy poszczególnymi osiami (α, β, ɣ). wyróżnia się 7 układów krystalograficznych (ryc.)

Klasyfikacja minerałów ze względu na skład chemiczny

Grupa I. Pierwiastki. Obejmują metale i niektóre metaloidy. Do najważniejszych należą: siarka - S, odmiany polimorficzne węgla tj. grafit i diament - C, arsen - As, Sb - antymon, Bi - bizmut , Cu - miedź, Hg - rtęć, Fe - żelazo, Ag - srebro, Au - złoto, Pt - platyna.

Grupa II. Siarczki. Grupują związki beztlenowe metali ciężkich z S, As, Sb. Najczęściej spotykanymi minerałami z tej grupy są: piryt i markasyt - FeS₂, chalkopiryt - Cu FeS₂, nikielin - NiAs, galena - PbS, sfaleryt - ZnS, cynober HgS. Związki te są na powierzchni nietrwałe, gdyż ulegają łatwo utlenieniu i rozpadowi.

Grupa III. Halogenki - związki metali z CL, Br, J, F. Przykłady: sylwin - KCl, halit - NaCl

Grupa IV. Tlenki i wodorotlenki. Obejmują związki metali z tlenem lub z grupą OH. Jest to grupa bardzo licznie reprezentowana. Najczęściej spotykane to: kwarc - SiO₂, opal - SiO₂ x nH₂O, magnetyt - Fe₃O₄, hematyt - Fe₂O₃, kupryt - Cu₂O, korund - Al₂O₃.

Grupa V. Sole kwasów tlenowych. Są to związki metali ze złożonymi anionami, zawierającymi tlen. Zaliczamy do nich:

• węglany (np. kalcyt - CaCO₃)

• fosforany (np. apatyt - Ca₅F [PO₄]₃

• borany (np. boraks - Na₂B₄O₇ x 8H₂O)

• siarczany (np. gips - CaSO₄ x 2 H₂O)

• azotany (np. saletra potasowa - KNO₃)

• krzemiany i glinokrzemiany - stanowią 65% całej skorupy ziemskiej. Należy do tej grupy 30% wszystkich znanych minerałów. Przeważnie charakteryzują się one skomplikowanym składem chemicznym. U większości skałotwórczych krzemianów zachodzi zjawisko diadochii jonowej, polegające na wzajemnym zastępowaniu się jonów w sieci krystalicznej. Podczas wzrostu kryształów poszczególne węzły przeznaczone na dany jon są obsadzane nie tylko przez ten jon ale również przez inne jony mające takie same lub zbliżone rozmiary. Przy pisaniu wzorów chemicznych poszczególnych minerałów jony wzajemnie się podstawiające przedziela się przecinkiem i umieszcza w nawiasach okrągłych (np. Si, Al), natomiast w nawiasach kwadratowych podaje się człon odpowiadający anionowi np. oliwin - (Mg, Fe) [SiO₄]. Wszystkie kryształy wykazujące zjawisko diadochii nazywamy kryształami mieszanymi.

Grupa VI. Minerały pochodzenia organicznego. Należą do nich sole kwasów organicznych: żywica, bursztyn, asfalt.

SKAŁY

Minerały są podstawowymi składnikami skał. Skała może być zbudowana z jednego rodzaju minerału (skała monomineralna) lub może składać się z różnych minerałów (skała polimineralna). Na podstawie genezy skał wyróżnia się trzy podstawowe ich typy: skały magmowe skały osadowe i skały metamorficzne.

Skały magmowe powstają wskutek zastygania stopu krzemianowego zwanego magmą (gdy stop zastyga w głębi skorupy ziemskiej) lub lawą (gdy stop krzepnie na powierzchni ziemi).

Skały osadowe powstają w wyniku nagromadzenia się elementów mineralnych i organicznych na powierzchni skorupy ziemskiej (na lądzie oraz na dnach zbiorników wodnych).

Skały metamorficzne powstają w wyniku przeobrażenia, czyli metamorfozy starszych skał osadowych lub magmowych pod wpływem czynników działających w głębi skorupy ziemskiej.

OZNACZANIE MINERAŁÓW

Makroskopowe oznaczanie minerałów polega na analizie ich głównych cech fizycznych. Do tych cech należą:

• barwa

• rysa

• przeźroczystość

• połysk

• twardość

• łupliwość

• przełam

• pokrój

• postać skupienia

• ciężar właściwy

Cechy fizyczne określamy badając minerały w stanie świeżym, nie zmienionym w wyniku późniejszych procesów (np. wietrzeniowych).

Barwa minerału to wynik selektywnej absorpcji światła.

Wyróżnia się:

• minerały barwne - posiadające stałą barwę np. malachit - zielony, grafit - czarny

• minerały bezbarwne - są przezroczyste, nie mają zabarwienia np. kryształ górski (odmiana kwarcu),

• minerały zabarwione - w stanie czystym są bezbarwne. Często jednak zawierają domieszki, które nadają im zabarwienie np. odmiany kwarcu: ametyst (fioletowy), cytryn (żółty), krwawnik (czerwony), morion (czarny).

Rysa - barwa sproszkowanego minerału. Za pomocą rysy można odróżnić minerał barwny od minerału zabarwionego.

Minerał barwny ma zawsze rysę barwną. Przy czym barwa rysy nie zawsze jest taka sama jak barwa minerału barwnego np. piryt (mosiężnożółty) - rysa czarna, hematyt (czarny) - rysa wiśniowa).

Minerał bezbarwny ma rysę białą.

Minerał zabarwiony ma rysę białą lub szarą.

Przezroczystosć jest to zdolność minerału do przepuszczania promieni świetlnych. W zależności od stopnia przepuszczania światła wyróżnia się następujące grupy minerałów:

• minerały przezroczyste - nie stanowią przeszkody w odczytywaniu pisma (minerały bezbarwne),

• minerały półprzezroczyste - przez płytkę minerału widać niewyraźne zarysy przedmiotów (np. chalcedon),

• minerały przeświecające - przez płytkę minerału widać jedynie światło (np. ortoklaz),

• minerały nieprzezroczyste - nawet w najcieńszych płytkach nie przepuszczają światła (np. piryt, galena).

Połysk jest to zjawiska wywołane odbiciem fal świetlnych od powierzchni minerału. Połysk może być różny na różnych powierzchniach tego samego minerału (np. na ścianach kryształu, na powierzchni przełamu). Wyróżnia się następujące rodzaje połysku:

• szklisty - powierzchnia minerału przypomina powierzchnie szkła (np. kwarc na ścianach kryształu),

• tłusty - przypomina wygląd natłuszczonej powierzchni (np. kwarc na powierzchni przełamu),

• perłowy - podobny do połysku wewnętrznej części skorupy mięczaków (np. muskowit)

• jedwabisty - charakterystyczny dla minerałów o pokroju włóknistym (np. gips włóknisty),

• metaliczny - charakterystyczny dla minerałów kruszcowych (np. złoto rodzime, piryt, galena),

• półmetaliczny - słabszy od połysku metalicznego, charakterystyczny dla niektórych kruszców (np. magnetyt),

• diamentowy - charakterystyczny dla minerałów przezroczystych i półprzezroczystych (np. diament, sfaleryt),

• matowy - określenie oznaczające brak połysku.

Twardość - jest to opór jaki stawia minerał rysującemu go ostrzu. Twardość minerału określa się porównując ją do twardości minerałów tworzących skalę Mohsa czyli szereg składający się z dziesięciu minerałów uporządkowanych według wzrastającej twardości.

Skala Mohsa:

1. Talk Mg ₃ [(OH)₂Si₄O₁₀] można zarysować paznokciem

2. Gips CaSO₄ x 2H₂O --II -----------II------------II--------------

3. Kalcyt CaCO₃ można zarysować miedzianym rysikiem

4. Fluoryt CaF₂ można zarysować stalowym ostrzem

5. Apatyt Ca₅F[PO₄]₃ --II -----------II------------II--------------

6. Ortoklaz KAlSi₃O₈ można zarysować szkłem

7. Kwarc SiO₂ rysuje szkło

8. Topaz Al₂F₂SiO₄ --II -----------II-----

9. Korund Al₂O₃ przecina szkło

10. Diament C --II -----------II-----

Łupliwość jest to zdolność minerału do pękania i oddzielania się wzdłuż tzw. płaszczyzn łupliwości, pod wpływem uderzenia, nacisku lub gwałtownej zmiany temperatury. W zależności od łatwości pękania minerału oraz stopnia prawidłowości powierzchni występuje łupliwość:

• doskonała - typowa dla minerałów o pokroju płytkowym, które mają zdolność dzielenia się na cienkie blaszki,

• bardzo dobra - minerał oddziela się na fragmenty ograniczone gładkimi powierzchniami,

• wyraźna (średnia) - płaszczyzny łupliwości są widoczne, lecz nie wszystkie są gładkie,

• niewyraźna - płaszczyzny łupliwości są mało widoczne i nie przy każdym uderzeniu minerału .

W zależności od liczby kierunków w jakich minerały wykazują łupliwość występuje łupliwość jedno- bądź wielokierunkowa (dwu -, trój -, cztero -, sześciokierunkowa).

Przełam występuje wtedy gdy minerał pod wpływem uderzenia rozpada się wzdłuż przypadkowych, nierównych, powierzchni. Przełam jest typowy dla minerałów nie posiadających łupliwości a występuje też w minerałach o łupliwości jedno lub dwukierunkowej. W zależności od wyglądu powierzchni wyróżnia się typy przełamu:

• muszlowy - na powierzchni przełamu występują współśrodkowe pręgi (np. kwarc),

• zadziorowaty - występują drobne, częściowo oderwane fragmenty minerału np. azbest,

• haczykowaty - występują nierówności o kształcie haczyków,

• nierówny - występują liczne zagłębienia i wypukłości (np. piryt),

• równy - minerał pęka dużymi powierzchniami o małej krzywiźnie (np. kwarc),

• ziemisty - charakterystyczny dla zbitych, drobnoziarnistych skupień mineralnych (np. kreda).

Pokrój jest to kształt kryształu. Wyróżnia się następujące pokroje:

• izometryczny - kryształ ma podobne wymiary w trzech kierunkach (zarys sześcianu lub kuli),

• słupowy - kryształ ma zbliżone wymiary w dwóch kierunkach w trzecim natomiast wymiar wyraźnie większy. Odmianami pokroju słupkowego są pokroje: włóknisty, igiełkowy, pręcikowy, grubosłupowy,

• płytkowy - kryształ ma zbliżone wymiary w dwóch kierunkach natomiast trzeci jest wyraźnie mniejszy. Należą tu pokroje: łuskowy, blaszkowy, płytkowy, grubopłytkowy, tabliczkowy.

Postać skupienia to wygląd zbiorowiska wielu kryształów lub form utworzonych przez bezpostaciowe substancje mineralne. Najczęściej spotykanymi postaciami skupienia są:

• szczotki krystaliczne -skupienia kryształów osadzonych obok siebie, „wyrastających” ze wspólnego podłoża

• skupienia ziarniste - skupienia minerałów ograniczone przypadkowymi powierzchniami. W zależności od pokroju kryształów wyróżnia się np. skupienia słupkowe, tabliczkowe, igiełkowe,

• skupienia naciekowe - powstają w wyniku krążenia i odparowania roztworów. Maja różnorodne kształty. Najbardziej pospolitymi są stalaktyty i stalagmity zbudowane z drobnokrystalicznego kalcytu,

• dendryty - krzewiasto rozgałęzione skupienia. Najczęściej spotykane są dendryty tlenków manganu,

• skupienia groniaste - zbudowane ze współśrodkowo narosłych warstw, utworzonych z drobnych ziarnistych lub igiełkowych osobników (np. chalkopiryt, markasyt),

• naloty - powłoki mineralne powstałe w wyniku wykrystalizowania z roztworów lub sublimacji (np azuryt, malachit),

• wykwity - naskorupienia minerałów powstające na powierzchniach skał w wyniku krystalizacji minerałów z podsiąkających i odparowujących roztworów. Najczęściej spotyka się wykwity solne, gipsowe (tzw. róże pustyni),

• sekrecje - skupienia mineralne wypełniające pustki skalne o różnych kształtach i zazwyczaj o koncentrycznej budowie. Jest to skupienie minarałów wtórnych, wypełniających wcześniejszą pustkę w skale. Minerały narastają w niej koncentrycznie od ścianek pustej przestrzeni ku jej środkowi. Wewnątrz wielu sekrecji występuje owalna pustka, której ściany porastają dobrze wykształcone kryształy różnych minerałów (szczotka krystaliczna). Typowymi przykładami sekrecji są agaty;

• geody - sekrecje o kształtach kulistych lub soczewkowatych,

• konkrecje - skupienia mineralne występujące w skałach osadowych. Konkrecja różni się od otoczenia składem mineralnym i budową. Budowa wewnętrzna konkrecji jest przeważnie koncentryczna. Konkrecja narasta od środka do części zewnętrznej. Do najczęściej spotykanych należą konkrecje krzemionkowe (np.krzemienie), syderytowe, kalcytowe (np. kukiełki lessowe), pirytowe, limonitowe.

2) M i n e r a ł y S k a ł m a g m o w y c h

Minerały skałotwórcze skał magmowych ze względu na ich rolę w budowie skał dzielą się na:

• minerały główne - będące podstawowymi składnikami skał magmowych, decydującymi o ich przynależności systematycznej;

• minerały poboczne - występujące dość powszechnie w skałach magmowych, lecz w niewielkich ilościach. Nie decydują one o przynależności systematycznej skał;

• minerały akcesoryczne - występujące sporadycznie, tylko w niektórych typach skał. W przypadku liczniejszego występowania mogą być podstawą wydzielenia szczególnych odmian skał.

m i n e r a ł y	c e c h y f i z y c z n e m i n e r a ł ó w
		barwa	rysa	połysk	twardość	łupliwość	przełam	pokrój
kwarc	bezbarwny, zabarwiony (biały, szary, czarny, fioletowy, żółty)	biała	szklisty- na ścianach kryształu tłusty- na przełamie	7	brak	muszlowy, równy	α - izometryczny β - słupowy
skalenie	zabarwione (biały, szary, różowy, czerwony, brunatny, szarozielony)	biała	szklisty	6	doskonała, bardzo dobra	nierówny	tabliczkowy
skaleniowce leucyt, nefelin	zabarwione (szary, biały, zielonkawy, niebieskawy)	biała	szklisty	6	brak, niewyraźna	nierówny	tabliczkowy, słupowy, izometryczny
łyszczyki muskowit, biotyt	muskowit - bezbarwny, srebrzysty biotyt - czarny, brunatny zielonkawoczarny	biała	perłowy, szklisty, metaliczny	2,5 - 3	doskonała, jednokierunkowa	-	cienkopłytkowy, blaszkowy
amfibole hornblenda	czarna, zielonoczarna, brunatnoczarna	szara	szklisty	5 - 6	doskonała, dwukierunkowa	nierówny	słupkowy, igiełkowy
pirokseny augit	czarna, zielonoczarna, brunatnoczarna	szara	szklisty	5 - 6	wyraźna, dwukierunkowa	muszlowy	krótkosłupowy
oliwiny forsteryt, fajalit	zabarwione, oliwkowozielony	biała	szklisty	6 - 7	niewyraźna	muszlowy, nierówny	krótkosłupowy, grubotabliczkowy

M i n e r a ł y g ł ó w n e

Kwarc siO₂ o

Kwarc (krystaliczny dwutlenek krzemu) występuje w dwu odmianach. Powstawanie tych odmian zależy od temperatury. W skałach magmowych powstaje tylko kwarc α (tworzy kryształy wrosłe). Kwarc β często krystalizuje w szczelinach skalnych (tworzy kryształy narosłe).

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: kwarc α krystalizuje w temperaturze > 573^oC (układ heksagonalny)
kwarc β krystalizuje w temperaturze < 573^oC (układ trygonalny)

Pokrój kryształów: kwarc α - pokrój izometryczny, kwarc β - pokrój słupowy

Barwa: bezbarwny, często zabarwiony,

Połysk: szklisty na ścianach kryształu, tłusty na powierzchni przełamu,

Rysa: biała

Twardość: 7,0 - wzorcowa w skali Mohsa,

Łupliwość: brak

Inne cechy: poprzeczne prążkowanie słupa w przypadku kwarcu β

Występowanie

Kwarc należy do najbardziej rozpowszechnionych minerałów w skorupie ziemskiej. Występuje w dużych ilościach w kwaśnych skałach magmowych, jest częstym składnikiem skał osadowych i metamorficznych. Często tworzy samodzielne żyły przecinające inne utwory. Ponieważ jest minerałem bardzo odpornym na wietrzenie jest głównym minerałem osadowych skał okruchowych.

Skalenie.

Skalenie są glinokrzemianami pierwiastków alkalicznych (K, Na, Ca).

Czyste skalenie mają następujący skład chemiczny:

- skaleń potasowy - K [AlSi₃O₈]

- skaleń sodowy (albit) - Na[AlSi₃O₈]

- skaleń wapniowy (anortyt) - Ca [ Al₂Si₂O₈]

Skalenie potasowe i sodowe tworzą grupę skaleni alkalicznych. Szereg albit-anortyt nazywamy plagioklazami

Skalenie potasowe:

Najważniejszymi przedstawicielami tej grupy minerałów są mikroklin i ortoklaz.

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: mikroklin krystalizuje w układzie trójskośnym, ortoklaz - w jednoskośnym..

Pokrój kryształów: grubotabliczkowy, rzadziej cienkotabliczkowy.

Barwa: bezbarwne, często zabarwione (białe, szare, żółtawe, różowe, czerwone).

Połysk: szklisty.

Rysa: biała.

Twardość: 6,0.

Łupliwość: doskonała w jednym kierunku i bardzo dobra w kierunku prostopadłym do poprzedniego.

Występowanie: skalenie potasowe są składnikami wielu jasnych, bogatych w krzemionkę skał magmowych i
metamorficznych. Występują też w niektórych skalach osadowych.

Plagioklazy:

Plagioklazy są glinokrzemianami sodu i wapnia. Tworzą one szereg albit-anortyt. Albit jest glinokrzemianem sodu, zaś anortyt glinokrzemianem wapnia. Ogniwa pośrednie plagioklazów stanowią mieszaninę albitu i anortytu o różnej zawartości tych minerałów:

• albit może zawierać 0-10% anortytu,

• oligoklaz może zawierać 10-30% anortytu,

• andezyn może zawierać 30-50% anortytu,

• labrador może zawierać 50-70% anortytu,

• bytownit może zawierać 70-90% anortytu,

• anortyt może zawierać 90-100% anortytu.

Plagioklazy zasobne w albit określane są jako kwaśne, zaś zasobne w anortyt jako zasadowe.

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: wszystkie plagioklazy krystalizują w układzie trójskośnym.

Pokrój kryształów: grubotabliczkowy.

Barwa: bezbarwne, często zabarwione (białe, szare, żółtawe, brunatne, szarozielone).

Połysk: szklisty.

Rysa: biała.

Twardość: 6,0.

Łupliwość: doskonała w jednym kierunku i bardzo dobra w kierunku prostopadłym do poprzedniego.

Inne cechy: iryzacja światła w przypadku labradoru i plagioklazów do niego zbliżonych.

Występowanie: Plagioklazy występują w skałach magmowych (z wyjątkiem skał bardzo nie dosyconych krzemionką) oraz w skałach metamorficznych (gnejsy). W skałach osadowych występują jedynie plagioklazy kwaśne, które odznaczają się większą niż plagioklazy zasadowe odpornością na wietrzenie.

SkaleniowcE.

Skaleniowce są minerałami podobnymi do skaleni, jednak są od nich znacznie uboższe w krzemionkę. Dlatego występują w skałach zasadowych. Najważniejszymi przedstawicielami tej grupy minerałów są leucyt -K[AlSi₂O₆] i nefelin - Na[AlSiO₄].

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: leucyt krystalizuje w układzie regularnym, nefelin - w układzie heksagonalnym.

Pokrój kryształów: leucyt ma pokrój izometryczny a nefelin - tabliczkowy lub słupowy.

Barwa: bezbarwne, często zabarwione (białe, szare).

Połysk: szklisty.

Rysa: biała.

Twardość: 5,5-6,0.

Łupliwość: brak, przełam nierówny.

Występowanie: skały magmowe, ubogie w krzemionkę. Leucyt występuje w skałach zasobnych w potas oraz
w produktach erupcji wulkanicznych. Nefelin występuje w skałach magmowych bogatych w sód.

Łyszczyki (Miki).

Łyszczyki są uwodnionymi glinokrzemianami potasu oraz kationów dwu- i trójwartościowych: glinu, magnezu, żelaza i innych. Najistotniejsza rolę wśród łyszczyków odgrywają muskowit i biotyt.

Muskowit - KAl₂[(OH)₂AlSi₃O₁₀]

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: muskowit krystalizuje w układzie jednoskośnym.

Pokrój kryształów: cienkopłytkowy (blaszkowy) o zarysie heksagonalnym.

Barwa: bezbarwny, srebrzysty.

Połysk: szklisty, perłowy, metaliczny,.

Rysa: biała.

Twardość: 2-2,5.

Łupliwość: doskonała, jednokierunkowa.

Biotyt - K(Mg,Fe²⁺)₃ [(OH)₂AlSi₃O₁₀]

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: biotyt krystalizuje w układzie jednoskośnym.

Pokrój kryształów: cienkopłytkowy (blaszkowy) lub tabliczkowy o zarysie heksagonalnym.

Barwa: zawsze ciemna (czarna, brunatna z odcieniem zielonawym lub czerwonawym).

Połysk: szklisty, metaliczny, perłowy.

Rysa: biała.

Twardość: 2,5 - 3,0.

Łupliwość: doskonała, jednokierunkowa.

Łyszczyki występują pospolicie w skałach magmowych głębinowych (głównie w granitach). Rzadko występują w skałach wulkanicznych, ponieważ tworzenie się łyszczyków wymaga obecności pary wodnej (jon OH). Są częstym składnikiem skał metamorficznych (głównie łupków łyszczykowych i gnejsów). Znane są także ze skał osadowych. Biotyt ze względu na małą odporność na wietrzenie chemiczne rzadziej od muskowitu występuje w skałach osadowych.

Amfibole

Do grupy amfiboli należy duża liczba minerałów o bardzo zróżnicowanym składzie chemicznym i różnej postaci kryształów. Zróżnicowanie to wynika z dużych możliwości wzajemnego podstawiania jonów. Największą rolę skałotwórczą w tej grupie minerałów odgrywa hornblenda.

Hornblenda - jest bardzo skomplikowanym, uwodnionym krzemianem rozmaitych metali (Ca, Na, Fe, Mg, Mn, itp.). Bardzo uproszczony wzór ogólny: (Ca,Na)₂ (Fe²⁺, Mg)₂ [(OH)(SiAl)Si₂O₁₁]₂

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: hornblenda krystalizuje w układzie jednoskośnym.

Pokrój kryształów: słupowy niekiedy igiełkowy.

Barwa: czarna, zielonoczarna, brunatnoczarna.

Połysk: szklisty.

Rysa: szara.

Twardość: 5,0 - 6,0.

Łupliwość: doskonała, dwukierunkowa.

Występowanie: wiele skał magmowych (dioryty, sjenity, andezyty, trachity), liczne skały metamorficzne (m.in. amfibolity). Tworzenie się hornblendy podobnie jak łyszczyków wymaga obecności pary wodnej. Dlatego występuje skałach głębinowych, a w skałach wylewnych należy do składników powstałych w głębi ziemi. Hornblenda zalicza się do minerałów o średniej odporności na wietrzenie.

Pirokseny

Pirokseny są krzemianami lub glinokrzemianami wapnia, magnezu i żelaza. Wśród tych minerałów najistotniejszą rolę skałotwórczą pełni augit.

Augit - (Ca, Na, Mg, Fe²⁺, Al)₂ [Si, Al)₂O₆]

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: augit krystalizuje w układzie jednoskośnym.

Pokrój kryształów: bardzo grubotabliczkowy lub bardzo krótkosłupowy, nieraz prawie izometryczny.

Barwa: czarna, szaroczarna, brunatnoczarna, zielonoczarna.

Połysk: szklisty.

Rysa: szara.

Twardość: 5,0-6,0.

Łupliwość: wyraźna w dwóch kierunkach.

Występowanie: jest składnikiem wielu skał magmowych (gabra, dioryty, bazalty, andezyty).

Oliwiny

Oliwiny są krzemianami magnezu i żelaza dwuwartościowego. Najważniejsze odmiany oliwinów to: forsteryt - Mg₂[SiO₄] oraz fajalit - Fe₂[SiO₄].

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: oliwiny krystalizują w układzie rombowym.

Pokrój kryształów: grubotabliczkowy, krótkosłupowy (prawie izometryczny).

Barwa: oliwkowozielona niekiedy z żółtawym odcieniem.

Połysk: szklisty.

Rysa: biała.

Twardość: 6,0-7,0.

Łupliwość: niewyraźna.

Występowanie: skały magmowe (gabra, bazalty, diabazy, perydotyty).

M i n e r a ł y p o b o c z n e

Piryt - FeS₂

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: piryt krystalizuje w układzie regularnym.

Pokrój kryształów: izometryczny (sześciany lub dwunastościany pięciokątne)

Barwa: mosiężnożółta, złocista.

Połysk: metaliczny.

Rysa: czarna.

Twardość: 6

Łupliwość: brak, przełam nierówny.

Występowanie: Piryt jest najbardziej rozpowszechnionym minerałem z grupy siarczków. Występuje w skałach magmowych, żyłach hydrotermalnych. Tworzy konkrecje w skałach osadowych. Piryt łatwo ulega wietrzeniu (utlenieniu), którego produktami są tlenki i wodorotlenki żelaza (limonit).

Magnetyt - Fe₃O₄

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: magnetyt krystalizuje w układzie regularnym.

Pokrój kryształów: izometryczny (najczęściej ośmiościan).

Barwa: żelazistoczarna.

Połysk: metaliczny.

Rysa: czarna.

Twardość: 5,5.

Łupliwość: brak, przełam nierówny.

Inne cechy: wyraźne właściwości magnetyczne.

Występowanie: skały magmowe (gabra, bazalty), skały osadowe i skały metamorficzne. Czarna barwa magnetytu wpływa
na zabarwienie skał (np. bazalty).

Hematyt- Fe₂O₃

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: hematyt krystalizuje w układzie trygonalnym.

Pokrój kryształów: izometryczny lub tabliczkowy.

Barwa: czarna, stalowoszara, ciemnoczerwona.

Połysk: metaliczny.

Rysa: czerwonobrunatna..

Twardość: 6,5.

Łupliwość: brak, przełam muszlowy.

Występowanie: skały magmowe (ryolity), skały metamorficzne i osadowe. Tworzy skupienia ziarniste, naciekowe i ziemiste. Efektem obecności hematytu w skałach jest ich czerwonawe zabarwienie.

M i n e r a ł y A k c e s o r y c z n e

Granaty

Granaty są krzemianami metali dwuwartościowych (Ca, Mg, Mn) i trójwartościowych (Fe, Al, Cr). Ogólny wzór granatu: A₃ ²⁺B₂³⁺ [SiO₄]₃

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: granaty krystalizują w układzie regularnym.

Pokrój kryształów: izometryczny

Barwa: czerwona, żółta, brunatna, czarna.

Połysk: szklisty.

Rysa: biała.

Twardość: 6,5-7,5.

Łupliwość: brak lub niewyraźna.

Występowanie: skały metamorficzne, skały magmowe.

Turmaliny

Turmaliny są uwodnionymi borokrzemianami różnych metali najczęściej: Fe2+, Fe3+, Al, Mg, Na, Li.

Cechy makroskopowe:

Postać występowania: turmaliny krystalizują w układzie trygonalnym.

Pokrój kryształów: słupowy, długosłupowy, pręcikowy.

Barwa: czarna (szerl), brunatna (drawit), żółta (elbait), zielona (verdelit), różowa (rubellit), niebieska (indigolit).

Połysk: szklisty.

Rysa: biała.

Twardość: 7

Łupliwość: brak lub niewyraźna.

Inne cechy: delikatne prążkowanie wzdłuż ścian słupa.

Występowanie: skały magmowe (granity, pegmatyty), skały metamorficzne (gnejsy, łupki łyszczykowe).

3) S k a ł y m a g m o w e - b u d o w a w e w n ę t rz n a

Skały magmowe powstają wskutek zastygania stopu krzemianowego zwanego magmą (gdy stop zastyga w głębi skorupy ziemskiej) lub lawą (gdy stop krzepnie na powierzchni ziemi). Różnorodność skał magmowych wynika z różnego składu chemicznego magm oraz różnych warunków ich zastygania.

Klasyfikacja skał magmowych w zależności od warunków krzepnięcia magmy:

• skały magmowe plutoniczne (głębinowe) - powstają w wyniku krystalizacji magmy w głębszych strefach skorupy ziemskiej. Krystalizacja przebiega przy powolnym spadku ciśnienia i temperatury, przy udziale składników lotnych.
  W takich warunkach powstają skały o strukturach pełnokrystalicznych i jawnokrystalicznych;

• skały magmowe wulkaniczne (wylewne) - powstają z magmy wylewającej się na powierzchnię ziemi (z lawy)). Tworzeniu się tych skał towarzyszy bardzo szybki spadek ciśnienia i temperatury oraz gwałtowne odgazowanie.
  W takich warunkach powstają skały o strukturach szklistych, częściowokrystalicznych, afanitowych lub porfirowych;

• skały magmowe subwulkaniczne (pośrednie, żyłowe) - powstają z magmy krystalizującej na niewielkich głębokościach od powierzchni ziemi, przy umiarkowanym ciśnieniu i powolnym spadku temperatury. Skały powstające w takich warunkach posiadają struktury pełnokrystaliczne i jawnokrystaliczne (najczęściej drobnoziarniste lub porfirowe). Skały te często przyjmują postać żył, stąd wzięła się ich dawna nazwa - skały żyłowe.

Budowa wewnętrzna skały magmowej zależy od składu magmy oraz warunków fizyczno-chemicznych i ich zmian podczas krzepnięcia magmy. Aby określić budowę wewnętrzną skały magmowej należy podać jaka jest jej struktura i tekstura. Określenie struktury i tekstury skały magmowej pozwala ustalić z jaka skałą mamy do czynienia: głębinowa, wylewną czy pośrednią.

Struktura skały magmowej określa następujące cechy budowy wewnętrznej skały:

• stopień krystaliczności skały,

• wielkość i kształt kryształów,

• wzajemne stosunki pomiędzy składnikami skały.

Klasyfikacja struktur skał magmowych ze względu na stopień krystaliczności skały:

• struktura pełnokrystaliczna (holokrystaliczna) - wszystkie składniki skały są wykształcone w postaci kryształów (brak szkliwa). Struktura ta jest typowa dla skał głębinowych i subwulkanicznych;

• struktura szklista (hialinowa) - skała składa się z bezpostaciowej substancji mineralnej zwanej szkliwem. Brak jest kryształów. Struktura ta występuje w skałach bardzo szybko zastygających na powierzchni ziemi;

• struktura częściowokrystaliczna (hipokrystaliczna) - część składników skały jest wykształcona w postaci kryształów a reszta występuje w postaci szkliwa. Struktura taka wskazuje, że w procesie krzepnięcia magmy zaznaczyły się dwa etapy. Początkowo w sprzyjających krystalizacji warunkach głębinowych powstały kryształy. Potem zaś w niesprzyjających krystalizacji warunkach wulkanicznych pozostała część stopu zastygła w szklista masę skalną. Struktura taka występuje w skałach wulkanicznych.

Klasyfikacja struktur skał magmowych ze względu na wielkość kryształów:

• struktura jawnokrystaliczna (fanerokrystaliczna) - w skale występują makroskopowo widoczne kryształy (> 0,1 mm):

• równoziarnista - kryształy mają w przybliżeniu jednakową wielkość. W zależności od rozmiarów kryształów występują struktury:

• gruboziarnista > 5 mm,

• średnioziarnista 2-5 mm,

• drobnoziarnista < 2 mm;

• nierównoziarnista - kryształy mają różne rozmiary. Ze względu na stosunki wielkości między ziarnami występują struktury:

• porfirowata - wielkość kryształów zmienia się stopniowo od najmniejszych do największych,

• fanerokrystaliczno - porfirowa - występują kryształy duże i małe lecz brak wielkości pośrednich,

• porfirowa - w skale widoczne są makroskopowo kryształy (często o znacznych rozmiarach), rozrzucone w masie skalnej o strukturze afanitowej;

• struktura skrytokrystaliczna (afanitowa) - kryształy są tak drobne, że nie można ich makroskopowo odróżnić,

Klasyfikacja struktur skał magmowych ze względu na stopień Automorfizmu kryształów:

Stopień automorfizmu (stopień osiągnięcia własnej postaci kryształów) zależy głównie od kolejności krystalizacji z magmy. W skałach wulkanicznych kształt kryształów często zaburzają procesy zachodzące po utworzeniu kryształów (np. obtopienie i korozja kryształów). Wyróżnia się trzy stopnie osiągnięcia własnej postaci kryształów :

• kryształy automorficzne (własnokształtne) są wykształcone prawidłowo tzn. ich kształt odpowiada właściwej postaci krystalograficznej,

• kryształy hipautomorficzne (na wpół własnokształtne), mające częściowo kształt prawidłowy (właściwy swojej postaci krystalograficznej) gdy inne części tych samych kryształów mają zarys nieprawidłowy,

• kryształy ksenomorficzne (obcokształtne), których kształt nie odpowiada ich właściwej postaci krystalograficznej.

Ze względu na wzajemne stosunki między kryształami wyróżnia się struktury specjalne, których przykładem są:

• struktura pismowa - kryształy skalenia potasowego są poprzerastane licznymi, jednakowo zorientowanymi wrostkami kwarcu. Struktura taka jest wynikiem jednoczesnej krystalizacji skalenia i kwarcu;

• struktura poikilitowa - duże kryształy jednych minerałów są przetkane drobnymi, różnie zorientowanymi kryształami innych minerałów. Struktura taka świadczy, ze małe kryształy jednych minerałów wcześniej wydzieliły się z magmy, a następnie zostały uwięzione w szybko rosnących kryształach innych minerałów;

* Opisując strukturę skały staramy się przechodzić od określeń ogólnych do coraz bardziej szczegółowych. Na przykład, gdy stwierdzimy, że struktura skały jest pełnokrystaliczna, fanerokrystaliczna, należy dalej sprecyzować, że jest równoziarnista i gruboziarnista. Następnie należy zastanowić się nad stopniem automorfizmu kryształów i sprawdzić czy występują struktury specjalne.

tekstura skały magmowej - określa następujące cechy budowy wewnętrznej skały:

• stopień wypełnienia przestrzeni w skale przez składniki mineralne,

• sposób uporządkowania składników w skale.

Klasyfikacja tekstur skał magmowych

ze względu na stopień wypełnienia przestrzeni skalnej:

• tekstura masywna (zbita) - składniki mineralne wypełniają przestrzeń skalną całkowicie, brak porów. Tekstura taka jest typowa dla skał magmowych, zwłaszcza plutonicznych i subwulkanicznych. Często też występuje w skałach wulkanicznych;

• tekstury porowate - pomiędzy składnikami mineralnymi występują wolne miejsca (pory). W porach tych, w czasie krystalizacji były uwięzione pęcherzyki gazów. W zależności od kształtu porów wyróżniamy:

• teksturę miarolityczną - w skale występują kanciaste pory (miarole), ograniczone ścianami kryształów. Tekstura ta występuje w skałach o strukturze fanerokrystalicznej, plutonicznych i subwulkanicznych, które krystalizowały z magm obfitujących w gazy (np. granit);

• teksturę pęcherzykowatą - w skale występują pory o kształcie kulistym lub elipsoidalnym. Pęcherzyki powstają podczas gwałtownego wydzielania się gazów z magmy, spowodowanego spadkiem ciśnienia w chwili wydobywania się magmy z krateru na powierzchnię. Tekstura ta spotykana jest wyłącznie w skałach o strukturze afanitowej lub porfirowej (skałach wulkanicznych).

Teksturę pęcherzykowatą, w której jest tak dużo pęcherzyków, że oddzielają je tylko cienkie ścianki skalne, nazywamy teksturą gąbczastą. Przykładem skały o teksturze gąbczastej jest pumeks;

• teksturę migdałowcową - powstaje gdy pozostałe po gazach pory są wypełnione minerałami młodszymi od lawy, wytrąconymi z roztworów pomagmowych krążących wśród skał. Przykładem skały o teksturze migdałowcowej jest melafir.

Klasyfikacja tekstur skał magmowych

ze względu na sposób uporządkowania składników w skale:

• tekstura bezładna (bezkierunkowa) - brak prawidłowości kierunkowej w ułożeniu składników skały. Jest to najczęściej spotykana tekstura skał magmowych, szczególnie plutonicznych. Często też występuje w skałach wulkanicznych i subwulkanicznych,

• tekstury uporządkowane (kierunkowe) - rozmieszczenie składników skały wykazuje pewną regularność. Tekstury te są rezultatem działania podczas krzepnięcia magmy różnych czynników porządkujących (np. ciśnienie kierunkowe, płynięcie magmy). Do najczęściej spotykanych w skałach magmowych tekstur uporządkowanych należą:

• tekstura równoległa - ziarna mineralne o pokroju tabliczkowym, blaszkowym lub wydłużonym układają się równolegle do siebie, albo grupują się w zespoły zorientowanych soczewek lub smug. Zespoły takie odróżniają się od otoczenia skalnego odmienną strukturą, składem mineralnym i często barwą. Tekstury takie spotykana jest we wszystkich typach skał magmowych;

• tekstura fluidalna - tekstura równoległa, powstająca podczas podnoszenia się magmy w kominach wulkanicznych lub podczas spływania magmy ze zboczy. Występuje w skalach wulkanicznych;

• tekstura kulista (sferoidalna) - ziarna mineralne układają się koncentrycznie wokół centrów krystalizacji. Występuje w skałach głębinowych.

* Podczas oznaczania skały teksturę opisujemy co najmniej dwoma terminami, określającymi uporządkowanie składników oraz stopień wypełnienia przez nie przestrzeni skalnej.

4) Klasyfikacja skał magmowych

Klasyfikację skał magmowych przeprowadza się na podstawie zawartości następujących minerałów:

Q - kwarc, A - skalenie alkaliczne, P- plagioklazy, F - foidy (skaleniowce), ol - oliwiny, px - pirokseny, hbl - hornblenda. Najpierw określa się objętościowy udział składników ciemnych (wskaźnik barwy M).

Gdy minerałów ciemnych jest mniej niż 90% (M < 90%) klasyfikacje skały opiera się na składnikach jasnych (Q, A, P, F). Wyróżnia się tu skały: kwaśne, obojętne, zasadowe i ultrazasadowe.

Gdy minerałów ciemnych jest więcej niż 90% (M > 90%) klasyfikacja skały opiera się na składnikach ciemnych (ol, px, hbl). Skały nie zawierające minerałów jasnych wydzielono w osobną grupę skał skrajnie melanokratycznych.

Kwaśne Skały magmowe

Struktura: pełnokrystaliczna, jawnokrystaliczna, porfirowata lub fanerokrystaliczno-porfirowa

Tekstura: masywna. bezładna lub uporządkowana

Skład mineralny: kwarc, skalenie alkaliczne (ortoklaz, mikroklin), łyszczyki, plagioklazy (oligoklaz) rzadko amfibole i pirokseny.

Rodzaj skały: skała kwaśna, głębinowa.

Nazwa skały: granitoid

Występowanie w Polsce: granitoidy dolnośląskie: Masyw Strzelin-Żulowa, Masyw Strzegom-Sobótka, Masyw karkonoski, granitoidy kłodzko-złotostockie, Strefa Niemczy, Masyw łużycki, granitoidy tatrzańskie oraz Polski NE.

Struktura: jawnokrystaliczna, nierównoziarnista, porfirowa.

Tekstura: masywna. bezładna lub uporządkowana (często fluidalna)

Skład mineralny: prakryształy- kwarc, skalenie alkaliczne, niekiedy biotyt; ciasto skalne- skalenie alkaliczne, hematyt.

Rodzaj skały: skała kwaśna, wylewna.

Nazwa skały: riolitoid (porfir kwarcowy)

Występowanie w Polsce: Dolny Śląsk - zapadlisko śródsudeckie i północnosudeckie; Wyżyna Śląsko-Krakowska.

Pegmatyt - kwaśna skała żyłowa, bardzo gruboziarnista, często o strukturze pismowej. Występuje w postaci żył. Najczęściej zbudowana jest z kwarcu, skaleni, biotytu i muskowitu.

Obojętne Skały magmowe

Struktura: pełnokrystaliczna, jawnokrystaliczna, porfirowata lub fanerokrystaliczno-porfirowa

Tekstura: bezładna, masywna.

Skład mineralny: skalenie alkaliczne dominują nad plagioklazami, z minerałów ciemnych występuje głównie biotyt, czasami hornblenda. Niekiedy w odmianach przejściowych do granitoidów występuje kwarc.

Rodzaj skały: skała obojętna, głębinowa.

Nazwa skały: sjenitoid

Występowanie w Polsce: podłoże Polski NE

Struktura: jawnokrystaliczna, porfirowa.

Tekstura: masywna, bezładna lub uporządkowana (często fluidalna).

Skład mineralny: skalenie alkaliczne dominują nad plagioklazami, biotyt, podrzędnie występują pirokseny

Rodzaj skały: skała obojętna, wylewna.

Nazwa skały: trachitoid (porfir bezkwarcowy)

Występowanie w Polsce: okolice Kłodzka

Keratofir - staropaleozoiczny trachitoid, przeobrażony w warunkach płytkiego metamorfizmu. Odznacza się afanitową lub drobnoziarnistą strukturą oraz masywną i często uporządkowaną teksturą (równoległą lub fluidalną). Występuje w Górach Kaczawskich.

Struktura: pełnokrystaliczna, jawnokrystaliczna, porfirowata lub fanerokrystaliczno-porfirowa

Tekstura: masywna, bezładna

Skład mineralny: plagioklazy (oligoklaz - andezyn), podrzędnie występuje skaleń alkaliczny (ortoklaz, mikroklin), 1/3 objętości
stanowią minerały ciemne: hornblenda, rzadziej biotyt i augit.

Rodzaj skały: skała obojętna, głębinowa.

Nazwa skały: diorytoid

Występowanie w Polsce: masyw kłodzko-złotostocki i strefa Niemczy, podłoże Polski NE.

Struktura: jawnokrystaliczna, porfirowa

Tekstura: masywna, bezładna lub fluidalna.

Skład mineralny: prakryształy- hornblenda, w mniejszej ilości augit, czasem biotyt; ciasto skalne- głównie plagioklazy.

Rodzaj skały: skała obojętna, wylewna.

Nazwa skały: andezytoid

Występowanie w Polsce: Pieniny - góra Wżar; okolice Bochni.

Struktura: pełnokrystaliczna, jawnokrystaliczna, równoziarnista (często gruboziarnista) lub nierównoziarnista (porfirowata, fanerokrystaliczno-porfirowa).

Tekstura: masywna, bezładna.

Skład mineralny: plagioklazy (labrador-bytownit), pirokseny, podrzędnie występuje hornblenda i biotyt.

Rodzaj skały: skała obojętna, głębinowa.

Nazwa skały: gabroid

Występowanie w Polsce: Masyw Ślęży, okolice Nowej Rudy, podłoże Polski NE.

Anortozyt - odmiana gabroidu złożona głównie z plagioklazów bogatych w anortyt (labrador-bytownit-anortyt).

Labradoryt - odmiana anortozytu wykazująca iryzację (tzn. efekt świetlny polegający na grze barw)

Struktura: skrytokrystaliczna lub jawnokrystaliczna, porfirowa

Tekstura: masywna, bezładna, czasami fluidalna.

Skład mineralny: prakryształy- oliwin, augit, rzadziej hornblenda; ciasto skalne - plagioklazy, magnetyt.

Rodzaj skały: skała obojętna, wylewna.

Nazwa skały: bazaltoid

Występowanie w Polsce: Dolny Śląsk -G. Kaczawskie, okolice Kłodzka; okolice Krakowa, Podlasie.

Struktura: skrytokrystaliczna niekiedy jawnokrystaliczna, porfirowa.

Tekstura: porowata, migdałowcowa, bezładna lub uporządkowana (równoległa, fluidalna).

Skład mineralny: plagioklazy, pirokseny, magnetyt, hematyt. Migdały tworzą różne minerały (np. kwarc, kalcyt, baryt, chloryt).

Rodzaj skały: skała obojętna, wylewna.

Nazwa skały: melafir - jest to tzw. "stary bazalt” powstały w paleozoiku

Występowanie w Polsce: Dolny Śląsk - G. Kaczawskie, zapadlisko śródsudeckie i północnosudeckie, okolice Krakowa

Diabaz - skała żyłowa o składzie mineralnym odpowiadającym gabroidom/bazaltoidom. Różni się od tych skał sposobem występowania i strukturą bardziej drobnoziarnistą lub porfirowatą o drobnoziarnistym tle skalnym. Posiada teksturę masywną, bezładną. Występuje w postaci niewielkich żył.

Zasadowe Skały magmowe występują najczęściej w postaci niewielkich intruzji i wylewów w sąsiedztwie obojętnych skał wulkanicznych. Zawierają skaleniowce (zwane również foidami) obok skaleni.

Struktura: pełnokrystaliczna, jawnokrystaliczna

Tekstura: bezładna, masywna

Skład mineralny: skalenie alkaliczne, skaleniowce (głównie nefelin), pirokseny rzadziej biotyt.

Rodzaj skały: skała zasadowa, głębinowa

Nazwa skały: foidowy sjenitoid

Występowanie w Polsce: podłoże Polski północno-wschodniej.

Struktura: afanitowa lub porfirowa.

Tekstura: bezładna, masywna

Skład mineralny: prakryształy - skalenie alkaliczne, nefelin, pirokseny

Rodzaj skały: skała zasadowa, wylewna

Nazwa skały: fonolitoid

Występowanie w Polsce: Dolny Śląsk

Skały skrajnie melanokratyczne - skały głębinowe, nie tworzące większych wystąpień, spotykane w sąsiedztwie skał obojętnych z rodziny gabra. Do takich skał należą: perydotyt, piroksenit, hornblendyt.

Perydotyt- skała głębinowa (pełnokrystaliczna), złożona głównie z oliwinu i piroksenu, obok których spotykane są hornblenda, biotyt i granat czasem plagioklazy.

Piroksenit- skała głębinowa (pełnokrystaliczna), zawiera głównie pirokseny mogą występować oliwiny, hornblęda, plagioklazy.

Hornblendyt- skała głębinowa, której głównym składnikiem jest hornblenda. Może też zawierać pirokseny, oliwiny, biotyt.

5) Skały osadowe - skład mineralny

Minerały wchodzące w skład skał osadowych ze względu na pochodzenie można podzielić na dwie grupy:

• minerały autogeniczne - powstałe w miejscu tworzenia się skał osadowych, w wyniku bezpośredniego wytrącenia z roztworu, lub wskutek procesów biochemicznych, bądź też w wyniku późniejszych (diagenetycznych) przemian;

• minerały allogeniczne - powstałe poza środowiskiem tworzenia się skał osadowych. Minerały te dostają się do środowiska osadowego w wyniku mechanicznego wietrzenia starszych skał (magmowych, metamorficznych lub osadowych).

Niektóre minerały mogą występować w skałach osadowych zarówno jako auto- jak i allogeniczne - np. kwarc.

Tab. Cechy fizyczne wybranych minerałów autogenicznych

nazwa + wzór

barwa

rysa

połysk

twardość

pokrój

łupliwość

przelam

grupa krzemionki

kwarc SiO2

bezbarwny, różnie zabarwiony

biała, szara

szklisty na ścianach kryształu tłusty na powierzchni przełamu

7

słupkowy

brak

muszlowy

chalcedon SiO2

matowy

7

skrytokrystal.

muszlowy nierówny

opal SiO2 x n H2O

szklisty, matowy, woskowy

5,5 - 6

bezpostaciowy

muszlowy

minerały ilaste

kaolinit montmorylonit, illit

biała, żółta zielona, czerwona brunatna, czarna

matowy, perłowy, tłusty

1-2,5

łuseczkowy płytkowy

doskonała

ziemisty

glaukonit

zielona

zielona

matowy, tłusty

2

-

-

tlenki, wodorotlenki żelaza

limonit 2Fe2O3 x 3H2O

rdzawy, brunatny

rdzawa

matowy

4-5

-

-

ziemisty

hematyt Fe2O3

stalowy, czarny czerwonawy

wiśniowa

półmetaliczny

5,5-6,5

tabliczkowy

brak

ziarnisty

magnetyt FeO x Fe2O3

czarny

czarna

metaliczny, półmetaliczny

5,5

izometryczny

niewyraźna

nierówny

siarczki

piryt FeS2

spiżowo-żółty

czarna

metaliczny

6

izometryczny

niewyraźna

muszlowy

markasyt FeS2

spiżowo-żółty z odcieniem zielonym

tabliczkowy

niewyraźna

nierówny

galena PbS

ołowianoszara

szaro-czarna

3

izometryczny

doskonała kostkowa

-

węglany

kalcyt CaCO3

bezbarwny, różnie zabarwiony

biała, szara

szklisty, matowy

3

romboedryczny słupkowy

doskonała

-

aragonit CaCO3

bezbarwny, szary

szklisty, jedwabisty

3,5-4

tabliczkowy, słupowy

wyraźna

ziarnisty

dolomit CaMg(CO3)2

bezbarwny, biały, żółtawy, czarny

szklisty, perłowy

izometryczny

doskonała kostkowa

muszlowy

syderyt FeCO3

żółtawy, brunatny, szary

szklisty, perłowy

izometryczny

doskonała

ziarnisty

magnezyt MgCO3

bezbarwny, biały żółty, szary, brunatny

szklisty, matowy

4-4,5

romboedryczny

doskonała

nierówny

siarczany

gips CaSO4 x 2H2O

bezbarwny różnie zabarwiony

szklisty, perłowy, jedwabisty

2

tabliczkowy, słupkowy

doskonała

ziarnisty

anhydryt CaSO4

szklisty, tłusty, perłowy

3,5-4

doskonała

ziarnisty

baryt BaSO4

szklisty, tłusty, jedwabisty

3-3,5

doskonała, wyraźna

ziemisty

chlorki

halit NaCL

bezbarwny, szary, biały, czerwony, brunatny

szklisty, tłusty

2

izometryczny

doskonała

ziarnisty

sylwin KCL

karnalit KMgCl3 x 6H2O

tłusty

brak

muszlowy

MINERAŁY ALLOGENICZNE

Minerałami o małej odporności na wietrzenie chemiczne są minerały femiczne (zawierające żelazo i magnez). Odporność na wietrzenie chemiczne tych minerałów wzrasta w kolejności: oliwiny - pirokseny - amfibole - biotyt. Produktami wietrzenia chemicznego tych minerałów są minerały ilaste oraz tlenki i wodorotlenki żelaza a w warunkach klimatu tropikalnego - tlenki i wodorotlenki żelaza i glinu.

Minerałami o większej odporności na wietrzenie chemiczne są minerały sialiczne (zawierające krzemionkę i glin). Ich odporność na wietrzenie chemiczne wzrasta w kolejności: skaleniowce i plagioklazy zasadowe - plagioklazy kwaśne - skalenie potasowe - muskowit - kwarc. Produktem wietrzenia chemicznego skaleniowców i skaleni są minerały ilaste. W wyniku rozkładu skaleni powstaje jeszcze wolna krzemionka. Z plagioklazów powstaje dodatkowo kalcyt (w warunkach klimatu tropikalnego tylko tlenki i wodorotlenki glinu).

Muskowit i kwarc są minerałami bardzo odpornymi chemicznie. Muskowit jednak z powodu małej odporności mechanicznej (mała twardość, doskonała łupliwość) ulega silnemu roztarciu. W rezultacie, po bardziej zaawansowanym wietrzeniu z minerałów głównych skał magmowych pozostaje tylko kwarc, który w skałach osadowych nagromadza się w dużych ilościach.

MINERAŁY AUTOGENICZNE

Opal, chalcedon, kwarc autogeniczny można uważać za kolejne stadia przeobrażenia koloidalnego żelu wytracającego się z wody morskiej. Opal jest ciałem bezpostaciowym (stwardniałym żelem koloidalnym, zawierającym do 15% wagowych wody). Chalcedon to drobnokrystaliczna odmiana kwarcu, zawierająca liczne inkluzje (banieczki) wody. Kwarc autogeniczny wykazuje cechy fizyczne kwarcu β.

W skałach osadowych minerały autogeniczne z grupy krzemionki odgrywają dużą rolę jako spoiwo skał okruchowych oraz jako składniki skał organogenicznych i chemicznych.

Minerały ilaste występują najczęściej w postaci polimineralnych, zbitych agregatów, rozcierających się w palcach i dających wrażenie śliskich, tłustych. Makroskopowe rozróżnienie poszczególnych minerałów ilastych nie jest możliwe. Można je odróżnić dopiero na podstawie analizy rentgenograficznej lub termicznej. Do najpospolitszych minerałów ilastych należą: kaolinit i montmorillonit (uwodnione krzemiany glinu) oraz illit, folidoid, glaukonit (uwodnione łyszczyki - hydromiki).

W skałach minerały ilaste odgrywają dużą rolę. Są składnikiem zwietrzelin, iłów, glin, skał okruchowych, margli. Skały monomineralne tworzą tylko kaolinit (glinka kaolinowa lub kaolin) i montmorillonit (bentonit).

Grupę siarczków reprezentują: piryt i markasyt (siarczki żelaza) oraz galena (siarczek ołowiu).

Cechy pirytu autogenicznego nie różnią się od cech pirytu pochodzenia magmowego. Piryt autogeniczny powstaje w środowisku obojętnym lub alkalicznym, co jest typowe dla osadów morskich. Markasyt jest polimorficzną odmianą dwusiarczku żelazawego (FeS₂). Powstaje on w środowisku kwaśnym, np. w warunkach rozkładu szczątków roślinnych. Często występuje w złożach węgli brunatnych i kamiennych, a także w rozmaitych glinach zwietrzelinowych.

Grupę węglanów reprezentuje: kalcyt, aragonit, dolomit, syderyt, magnezyt.

Kalcyt (węglan wapnia) odgrywa duża rolę skałotwórczą jako główny składnik wapieni i margli. Charakterystyczną cechą optyczną kalcytu jest dwójłomność, którą można dostrzec makroskopowo na większych odłupkach przezroczystych kryształów (patrząc przez taki odłupek widzimy podwójny obraz. Kalcyt na zimno reaguje z kwasem solnym wydzielając CO₂ (burzy) - CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂ (↑)

Aragonit jest polimorficzną odmianą węglanu wapnia. Odmiana ta jest nietrwała i w skałach stosunkowo szybko przechodzi w kalcyt. Aragonit występuje we współczesnych osadach węglanowych, w starszych osadach spotykany jest jako składnik muszli zwierząt morskich.

Dolomit (podwójny węglan wapniowo-magnezowy) powstaje w środowisku morskim (w morzach o wyższym zasoleniu niż kalcyt), w rezultacie powolnej krystalizacji. Dolomit reaguje z kwasem solnym dopiero po podgrzaniu lub po sproszkowaniu. Jest chemicznie bardziej odporny od kalcytu. W osadach wypiera stopniowo kalcyt w procesie zwanym dolomityzacją.

Syderyt (węglan żelazawy) z kwasem solnym reaguje powoli, po podgrzaniu. Tworzy monomineralne skały (syderyty), gdzie występuje zwykle w postaci drobnoziarnistych agregatów. W szczelinach tych skał można spotkać większe kryształy narosłe.

Grupę siarczanów reprezentują: gips, anhydryt, baryt.

Cechą charakterystyczną gipsu (dwuwodnego siarczanu wapnia) jest tworzenie bliźniaków podwójnych, zwanych od ich kształtu „jaskółczymi ogonami”. Gips występuje nie tylko w postaci bliźniaków, ale także w postaci kryształów pojedynczych o pokroju tabliczkowym (często długotabliczkowym), igiełkowym lub izometrycznym. Pokrój izometryczny jest charakterystyczny dla odmian drobnokrystalicznych (np. alabaster - ozdobna odmiana gipsu).

Anhydryt (bezwodny siarczan wapnia) łatwo ulega uwodnieniu i przechodzi w gips.

klasyfikacja Skał osadowych

Wśród skał osadowych, ze względu na ich genezę i skład mineralny, wyróżnia się trzy zasadnicze grupy:

• skały okruchowe (klastyczne, detrytyczne),

• skały ilaste,

• skały chemiczne i organogeniczne.

Podstawą zaklasyfikowania skały do jednej z wymienionych grup jest składnik (grupa składników), która w danej skale przeważa (występuje w ilości > 50%).

Skały okruchowe (klastyczne, detrytyczne)

Skały okruchowe zbudowane są z materiału pochodzącego z niszczenia skał starszych. Nagromadzenie bloków, okruchów, ziarn, prowadzi do powstania skały okruchowej luźnej. Skały okruchowe zwięzłe powstają gdy materiał okruchowy zostanie spojony substancją mineralną zwaną spoiwem lub lepiszczem.

Cechy strukturalne :

• wielkość materiału (frakcja),

• stopień selekcji składników (wysortowanie),

• stopień obtoczenia składników,

• kształt składników skały,

• charakter powierzchni składników okruchowych.

Ze względu na wielkość materiału okruchowego występują struktury:

• psefitowa (grubookruchowa),

• psamitowa (sredniookruchowa),

• aleurytowa (drobnookruchowa),

• pelitowa (bardzo drobnoziarnista).

Tab. Systematyka skał okruchowych - na podstawie rozmiarów i kształtu składników

nazwa skały	frakcja (przeciętna średnica składników)	nazwa składnika	skała luźna	skała zwięzła
skały grubookruchowe (psefity)	grubożwirowa > 10 cm	blok (kanciasty)	blokowisko
				głaz (obtoczony)	głazowisko
			żwirowa > 2 mm	okruch (kanciasty)	gruz	brekcja
				otoczak (obtoczony)	żwir	zlepieniec
skały średniookruchowe (psamity)	piaskowa 2-0,1 mm	ziarno	piasek	piaskowiec
skały drobnookruchowe (aleuryty)	mułowa 0,1-0,01 mm			muł	mułowiec
skały b. drobnookruchowe (pelity)	iłowa < 0,01 mm			ił	iłowiec

Stopień selekcji pod względem wielkości składników (wysortowanie) dostarcza informacji o warunkach
i długości transportu materiału. Skała ma wysoki stopień selekcji (jest dobrze wysortowana) gdy składa się ze składników o podobnych rozmiarach. Stopień selekcji wzrasta w miarę długości transportu. Ze względu na stopień selekcji występują struktury:

• równoziarnista,

• różnoziarnista.

Obtoczenie to stopień zaokrąglenia krawędzi pierwotnie kanciastego materiału okruchowego. Obtoczenie następuje podczas wzajemnego ocierania się okruchów podczas transportu. Stopień obtoczenia jest wypadkową długości transportu i odporności materiału na ścieranie. Ze względu na stopień obtoczenia wyróżnia się ziarna:

• kanciaste (ostrokrawędziste),

• słabo obtoczone,

• dobrze obtoczone.

Obtoczenie jest ważną cechą wskaźnikową w makroskopowej klasyfikacji skał grubookruchowych (tab.).

Kształt otoczaków można określić korzystając z diagramu Zingga, który oparty jest na stosunkach trzech wymiarów otoczaka. Wyróżnia się kształt: dyskowaty, kulisty, płasko-wydłużony, wrzecionowaty.

Charakterystyczny kształt mają graniaki wiatrowe - okruchy oszlifowane przez piasek niesiony z wiatrem.

Charakter powierzchni składników okruchowych skał świadczy o środowisku powstawania tych skał. Wyróżnia się m.in. powierzchnie:

• gładkie - świadczące o transporcie wodnym,

• matowe - związane z transportem eolicznym,

• porysowane - związane z transportem eolicznym lub lodowcowym.

Cechy teksturalne skał okruchowych określają przestrzenne rozmieszczenie składników skały i stopień wypełnienia przez nie przestrzeni w skale. W skałach zwięzłych opisują również wzajemne stosunki spoiwa i materiału okruchowego. Ze względu na sposób rozmieszczenia składników skały wyróżnia się teksturę bezładną i uporządkowaną. Przykładem tekstury uporządkowanej jest warstwowanie (np. warstwowanie równoległe, krzyżowe). Ze względu na stopień wypełnienia przestrzeni skalnej występują tekstury: porowata i masywna.

W zależności od stosunku ilościowego spoiwa do materiału okruchowego wyróżnia się:

• spoiwo typu kontaktowego,

• spoiwo typu masy wypełniającej,

• spoiwo typu chemiczno-detrytycznego.

Tab. Spoiwa chemiczne najczęściej spotykane w skałach okruchowych

substancja tworząca spoiwo	nazwa spoiwa	cechy rozpoznawcze
kalcyt	wapniste	burzy z HCl
kalcyt + minerały ilaste	margliste	burzy z HCl, pozostaje osad
dolomit	dolomityczne	burzy z HCl na gorąco lub po sproszkowaniu
tlenki i wodorotlenki żelaza	żelaziste	barwy czerwone, żółte lub brunatne
krzemionka (chalcedon, opal)	krzemionkowe	znaczna twardość, duża zwięzłość, często szklisty połysk
minerały ilaste	ilaste	mała zwięzłość, skała rozmaka w wodzie

Klasyfikacja skał okruchowych na podstawie składu mineralnego:

• skała monomineralna - składa się z jednego rodzaju składników mineralnych

• skała oligomiktyczna - składa się z 2-3 rodzajów okruchów

• skała polimiktyczna - składa się kilku typów okruchów. Do skał polimiktycznych należy: arkoza zawiera ziarna skaleni potasowych (co najmniej 20% skały), powstaje w środowisku lądowym w warunkach krótkiego transportu i szybkiej sedymentacji oraz szarogłaz (zawiera skalenie, kwarc, minerały ciemne oraz okruchy obojętnych skał wylewnych, powstaje w środowisku morskim, w pobliżu lądów).

Przegląd skał okruchowych

P s e f i t y

Blokowisko - nagromadzenie kanciastych bloków skalnych. Powstaje najczęściej na skutek mechanicznego wietrzenia skał (np. gołoborza).

Głazowisko - nagromadzenie głazów (bloki obtoczone). Środowisko powstawania: górskie rzeki, klifowe wybrzeża, eratyki lodowcowe).

Gruz - skała luźna, nagromadzenie kanciastych okruchów (np. stożki usypiskowe u podnóża ścian skalnych).

Brekcja - skała zwięzła, zbudowana z kanciastych okruchów. Przykłady skał: brakcja tektoniczna, wulkaniczna, brekcje osadowe (np. piargowa, krasowa, kostna).

Żwir - skała luźna, zespół otoczaków. Przykłady występowania: górskie rzeki, wybrzeża klifowe. Żwiry występują na ogół w obrębie utworów młodszych. Rozpowszechnione są wśród osadów współczesnych. Z czasem żwiry ulegają cementacji i przekształcają się w zlepieńce.

Zlepieniec - skała zwięzła zbudowana ze żwirów. Powszechnie występują w utworach różnego wieku.

P s a m i t y

Piaski - skały luźne. Typy piasków: piaski wydmowe (eoliczne) - zbudowane z ziarn dobrze wysortowanych, dobrze obtoczonych, o powierzchni porysowanej lub matowej; piaski rzeczne (fluwialne) - zbudowane z ziarn słabo obtoczonych, o powierzchni błyszczącej. Stopień wysortowania zależy od siły transportowej rzeki; piaski rzecznolodowcowe (fluwioglacjalne) - zbudowane z ziarn słabiej obtoczonych niż piaski rzeczne. Są słabo wysortowane. Skład mineralny mają często bardzo urozmaicony (często zawierają skalenie); piaski morskie - zbudowane są z ziarn dobrze obtoczonych. Są dobrze wysortowane. Często zawierają glaukonit.

Piaskowce - skały zwięzłe.

Wyróżnia się piaski (piaskowce): gruboziarniste (średnica ziarn: 2-1 mm), średnioziarniste (średnica ziarn: 1-0,5 mm), drobnoziarniste (średnica ziarn: 0,5-0,1 mm).

A l e u r y t y

Muł - skała luźna, osad wodny, zbudowany głównie z pyłu kwarcowo-skaleniowego, któremu mogą towarzyszyć: muskowit, piryt, szczątki organiczne, substancja ilasta.

Mułowiec - skała zwięzła, zdiagenezowany muł. Łupek mulasty - mułowiec z oddzielnością łupkową.

Less - miękka skała, zbudowana z pyłu kwarcowego, substancji ilastych, węglanów (kalcyt), limonitu (żółtawe zabarwienie). Jest to osad eoliczny.

• Aby określić nazwę skały Średnio- i Grubookruchowej należy podać najpierw nazwę spoiwa, później frakcję skały a na końcu nazwę okruchów, np.: wapnisty piaskowiec kwarcowy,

W przypadku skał grubookruchowych w nazwie skały zawarta jest też informacja o stopniu obtoczenia składników

np.: krzemionkowa brekcja kwarcowa lub krzemionkowy zlepieniec kwarcowy.

6) Skały ilaste

Skały ilaste znajdują się na pograniczu skał chemicznych i okruchowych. Skały te są zbudowane z produktów wietrzenia chemicznego (autogenicznych minerałów ilastych) oraz materiału okruchowego frakcji pelitowej. Głównymi składnikami skał ilastych są minerały ilaste (kaolinit, illit, montmorillonit). Materiał okruchowy, obecny w tych skałach to głownie pelit kwarcowy (czasem występują okruchy o większej frakcji). Spotykane są łyszczyki, tlenki i siarczki żelaza, węglany, substancja organiczna.

Ił - skała luźna o strukturze pelitowej oraz masywnej, bezkierunkowej lub warstwowanej teksturze. Ił tworzy się zarówno w środowisku morskim (np. ił czerwony głębinowy, ił zielony, ił niebieski) jak i lądowym - w jeziorach (ił denny, ił warwowy), w jeziorach (ił jaskiniowy).

Ił warwowy - osad denny zastoiskowych jezior przylodowcowych. Jest to skała o teksturze uporządkowanej. Składa się ona z naprzemianległych warstewek jasnych (składanych latem, zbudowanych głównie z detrytusu kwarcowego o frakcji od pelitowej do psamitowej) i ciemnych (składanych zimą, zbudowanych głównie z minerałów ilastych, pelitu kwarcowego oraz tlenków i wodorotlenków żelaza). Zespół dwu warstewek (jasna + ciemna) nazywamy warwą (od szwedz. wstęga).

Iłowiec to zlityfikowany ił - skała zwięzła o strukturze pelitowej i teksturze masywnej, bezładnej.

Łupek ilasty (iłołupek) -zwięzła skała ilasta, wykazująca wyraźną oddzielność łupkową. Powstaje na skutek konsolidacji (sprasowania pod wpływem nacisku wywieranego przez nadległe kompleksy skalne) iłów lub iłowców. Jest utworem twardym, nieplastycznym.

Glina lodowcowa (zwałowa, morenowa) - skała zawierająca oprócz iłu także frakcje grubsze (muł, piasek, żwir, głazy). Cechuje ją słabe wysortowanie, niski stopień obtoczenia materiału grubszego, bezładna tekstura. Gliny lodowcowe powstają z materiału transportowanego przez lodowiec i pozostałego po jego stopieniu. Materiał ten obejmuje produkty wietrzenia skał sąsiadujących z lodowcem oraz fragmenty skał wyrwanych z podłoża lodowca. Z tego względu skład petrograficzny gliny lodowcowej zależy od budowy geologicznej terenów przez które przesuwał się lodowiec.

Skały piroklastyczne

Skały piroklastyczne są grupą przejściową pomiędzy skałami wulkanicznymi a skałami osadowymi (okruchowymi). Powstają one w wyniku sedymentacji materiału okruchowego, związanego z działalnością wulkanów. Składnikami materiału okruchowego obok produktów wulkanicznych są okruchy różnych skał pokruszonych przy wybuchach wulkanu. Cechą charakterystyczną skał piroklastycznych jest zła selekcja składników pod względem wielkości oraz składu litologicznego i mineralnego. Wynika to z krótkiego i gwałtownego transportu tych składników oraz szybkiej sedymentacji.

Piroklastyczny materiał okruchowy ma różne nazwy w zależności od frakcji:

• bloki - kanciaste fragmenty lawy o rozmiarach od kilkunastu cm do kilku metrów,

• bomby wulkaniczne - fragmenty lawy o średnicy od kilku do kilkunastu cm i wrzecionowatych kształtach,

• lapille - kuliste fragmenty lawy o średnicy do ok. 3 cm,

• piaski lub popioły wulkaniczne.

Główne typy skał piroklastycznych to:

• brekcje wulkaniczne - ostrokrawędzisty materiał okruchowy spojony lawą lub popiołem wulkanicznym,

• tufy - skały zwięzłe składające się z piasków i popiołów wulkanicznych z domieszką frakcji grubszych. Tufy są zazwyczaj silnie porowate, lekkie.

• tufity - tufy złożone w środowisku wodnym. Często o teksturze uporządkowanej (uziarnienie frakcjonalne, warstwowanie).

SKAŁY ALITOWE

Skały alitowe - skały miękkie (często luźne) o strukturze aleurytowej lub pelitowej oraz teksturze masywnej lub porowatej i zazwyczaj bezładnej. Maja przeważnie barwy czerwone, brunatne, żółte. Skały te powstają w rezultacie wietrzenia chemicznego, zachodzącego w klimacie gorącym i wilgotnym (tropikalnym, subtropikalnym, śródziemnomorskim). Proces ten prowadzi do odprowadzenia ze zwietrzeliny krzemionki a także innych składników (np. węglanów) a pozostają na miejscu głównie tlenki glinu i żelaza, które nadają tym skałom charakterystyczne zabarwienie.

Najczęściej spotykane skały alitowe to:

• lateryt - skała o zabarwieniu czerwonym, brunatnym lub żółtym. Obok wodorotlenków glinu i żelaza może zawierać materiał detrytyczny o różnych frakcjach. Lateryty są typowe dla strefy tropikalnej,

• terra rosa (czerwona ziemia) - powstaje w wyniku wietrzenia skał węglanowych (wapieni, dolomitów). Składa się z wodorotlenków glinu i żelaza. Często wypełnia jaskinie krasowe,

• boksyt - skała o barwie brunatnej, kremowej lub szarej. Składa się głównie z wodorotlenków glinu (jest surowcem do wyrobu aluminium). Może powstawać w wyniku rozmycia laterytów lub terra rosy i wtórnego osadzenia samych wodorotlenków glinu lub przez krystalizacje z roztworów wodnych (w brzeżnych strefach mórz lub jezior).

skały chemiczne i organogeniczne

Skały chemiczne powstają przede wszystkim na skutek wytrącania się różnych substancji z roztworów. Wskutek procesów chemicznych powstaje tez większość składników skał ilastych i alitowych.

Skały biochemiczne powstają w wyniku procesów chemicznych powiązanych z aktywnością organizmów oraz rozkładem substancji organicznej.

Skały organogeniczne tworzą się na skutek nagromadzenia szczątków różnych organizmów.

typy skał organogenicznych i chemicznych wyróżniane ze względu na skład chemiczny:

• węglanowe - wapienie, margle, dolomity, syderyty;

• krzemionkowe - ziemia okrzemkowa, spongiolity, radiolaryty, opoki, lidyty, jaspisy, krzemienie, czerty;

• ewaporaty - gips, anhydryt, halityt, sylwinit, karnalit;

• kopalne paliwa - torf, węgiel brunatny, węgiel kamienny, ropa naftowa, wosk ziemny, asfalt.

Struktury skał pochodzenia chemicznego i organogenicznego:

• organogeniczna - typowa dla skał zbudowanych głównie ze szczątków organicznych

• fitogeniczna - skała zbudowana jest z rozpoznawalnych szczątków roślinnych,

• zoogeniczna - skałę tworzą szczątki pochodzenia zwierzęcego,

• organodetrytyczna - skała zbudowana jest z pokruszonych elementów szkieletowych organizmów,

• ziarnista - skała składa się z rożnego rodzaju składników ziarnistych:

• gruboziarnista - wielkość ziarn > 2mm,

• średnioziarnista - wielkość ziarn 2-1mm,

• drobnoziarnista - wielkość ziarn 0,1-0,01mm,

• bardzo drobnoziarnista (pelitowa) - wielkość ziarn < 0,01mm,

• krystaliczna - charakterystyczna dla skał pochodzenia chemicznego.

tekstury najczęściej występujące w omawianych skałach to tekstura zbita lub porowata oraz bezładna lub uporządkowana.

Skały węglanowe

Wapienie zbudowane są z węglanu wapnia. Głównymi minerałami tworzącymi wapienie są kalcyt i aragonit. Wapienie pozbawione domieszek są białe. Wapienie często są zabarwione różnymi substancjami niewęglanowymi i mają rozmaite barwy (m.in. szare, czarne, brunatne, żółtawe, zielonkawe). Zwięzłe wapienie mogą mieć twardość równą twardości kalcytu, jednak twardość wapieni mało spoistych (porowatych) może być znacznie mniejsza.

Wapienie powstają w wyniku przeobrażenia luźnego osadu wapiennego w zwięzłą skałę, w wyniku zespołu procesów określanych łącznie lityfikacją.

Podstawowe składniki wapieni to:

• masa podstawowa - materiał węglanowy wykształcony w postaci mikrytu lub sparytu,

mikryt - materiał węglanowy o bardzo drobnej frakcji (rzędu kilku tysięcznych mm). Makroskopowo mikryt ma postać
jednorodnego, nie przeświecającego wapienia. Mikryt jest najczęściej osadem wytrąconym chemicznie lub biochemicznie,

sparyt - zespoły stosunkowo dużych kryształów węglanu wapnia (do kilku mm),

• składniki ziarniste - drobne lub pokruszone elementy szkieletowe organizmów, ooidy, onkoidy, intraklasty, grudki, gruzełki.

Główne typy wapieni:

• wapienie mikrytowe (pelitowe) - złożone wyłącznie z mikrytowej masy podstawowej,

• wapienie organogeniczne - przykłady:

kreda - skała biała, miękka, porowata, której głównym składnikiem są kokkolity (bardzo drobne, kalcytowe
elementy szkieletowe planktonicznych wiciowców,

wapienie litotamniowe - utworzone ze zwapniałych plech krasnorostów z rodzaju Lithothamnium,

wapienie krynoidowe - utworzone w przeważającej części z elementów szkieletowych liliowców,

muszlowce (wapienie muszlowe) - zbudowane z muszli małżów, ramienionogów, ślimaków, amonitów, małżoraczków,

wapienie rafowe - wapienie tworzące kopalne rafy np. koralowe,

wapienie gąbkowe - wapienie z licznymi mumiami gąbek,

• wapienie detrytyczne (okruchowe) - składają się z okruchów (intraklastów) spojonych węglanem wapnia. Okruchy są fragmentami starszych, rozdrobnionych wapieni,

• wapienie organodetrytyczne - składają się z pokruszonych elementów szkieletowych organizmów (bioklastów).

• wapienie oolitowe (ikrowce)- utworzone z ooidów wapiennych. Ooidy - kuliste ziarna o koncentrycznej budowie. Złożone są z jądra i powłok utworzonych z węglanu wapnia wytrąconego chemicznie. Wielkość ooidów wynosi 0,1-2mm,

• wapienie onkolitowe - utworzone z onkoidów. Onkoidy - ziarna kuliste lub elipsoidalne o koncentrycznej budowie i rozmiarach od ułamków milimetra do 1m. Onkoidy powstają w wyniku obrastania różnorodnych ziarn wapiennych przez kolonie sinic (Cyanophyta). Sinice, wytrącając biochemicznie węglan wapnia, powodują tworzenie się powłok onkoidów.

• stromatolity - wapienie o charakterystycznej laminacji. Powstają one w wyniku biochemicznego wytrącania węglanu wapnia przez kolonie sinic porastające dno basenu sedymentacyjnego, na którym narastają powłoki wapienne o znacznej rozciągłości,

• wapienie lądowe:

martwica wapienna - skała o porowatej teksturze (często gąbczastej), zawierająca liczne szczątki roślin a niekiedy i
zwierząt lądowych. Powstaje na brzegach wysychających jezior, w rzekach, przy wodospadach, w miejscach wypływu
źródeł wód bogatych w CaCO₃,

trawertyn - zwięzła odmiana martwicy,

utwory naciekowe w jaskiniach - (np. stalaktyty, stalagmity),

kreda jeziorna (kreda łąkowa, margiel jeziorny)- skała węglanowa zawierająca ił oraz szczątki roślinne. Powstaje ona
na podmokłych łąkach, bagniskach, jeziorach w wyniku chemicznego lub biochemicznego wytrącania się węglanu wapnia.

Margle - skały przejściowe między wapieniami a iłami. Zbudowane są z kalcytu i minerałów ilastych. Niekiedy występuje również pelit kwarcowy. Margle mają najczęściej barwę szarą, szarobrunatną, szarozieloną. Odznaczają się pelitową strukturą oraz masywną i warstwowaną lub łupkową teksturą. Są najczęściej mniej twarde i zwięzłe niż wapienie. Brudzą palce. Burzą z kwasem solnym a po reakcji na powierzchni skały pozostaje ilasty osad. Odmiany margli zawierające kwarc wydają przy uderzeniu charakterystyczny dźwięk („margle dzwoniące”). Margle tworzą się w środowisku morskim oraz jeziornym.

Dolomity - skały zbudowane głównie z minerału dolomitu, podrzędnie występuje kalcyt, minerały ilaste, kwarc. Są to przeważnie skały białe, jasnoszare, żółtawe. Dolomity zawierające różne domieszki mineralne są ciemnoszare, brunatne, czarne. Są twardsze od wapieni. Odznaczają się drobno- lub średnio- i równoziarnistą strukturą oraz masywną lub porowatą (kawerniastą) i najczęściej bezładną teksturą. Burzą z kwasem solnym dopiero po sproszkowaniu skały lub podgrzaniu kwasu. Dolomity przeważnie współwystępują z wapieniami, marglami oraz łupkami ilastymi. Pod względem genetycznym dolomity można podzielić na syngenetyczne, diagenetyczne i epigenetyczne.

Dolomity syngenetyczne (pierwotne) powstają przez nagromadzenie osadu dolomitowego na dnie basenu morskiego lub jeziornego.

Dolomity diagenetyczne i epigenetyczne powstają w wyniku dolomityzacji tzn. przemianie kalcytu w dolomit wskutek wypierania wapna przez magnez. Dolomityzacja wapieni zachodzić może albo według zasady objętość za objętość, albo według zasady „molekuła za molekułę”. W tym ostatnim przypadku objętość dolomitu powstałego w wyniku dolomityzacji wapienia jest o 12% mniejsza od pierwotnej objętości wapienia. Powstają wtedy dolomity o teksturze porowatej.

Dolomity diagenetyczne tworzą się w wyniku przeobrażenia w dolomit osadu wapiennego podczas lub po zakończeniu jego lityfikacji. Przeobrażenie to następuje na dnie basenu sedymentacyjnego, dzięki obecności w osadzie wody zawierającej jony magnezu.

Dolomity epigenetyczne - tworzą się wskutek dolomityzacji wapieni przez krążące w nich wody, zawierające magnez. Między powstaniem wapieni a ich dolomityzacją upływa długi okres czasu. Podczas swej dolomityzacji wapienie znajdują się zazwyczaj w innej sytuacji geologicznej aniżeli podczas ich tworzenia się na dnie zbiornika sedymentacyjnego. Epigenetyczna dolomityzacja wykazuje związek ze strukturami tektonicznymi i rozwija się szczególnie intensywnie wzdłuż przecinających wapienie uskoków i spękań.

Skały przejściowe

Kalcyt i substancja ilasta mogą występować w skałach w dowolnym stosunku tworząc szereg skał:

% CaCO₃

wapienie 100-90

wapienie margliste 90-67

margle 67-33

iły margliste 33-10

iły 10-0

Istnieją też skały przejściowe pomiędzy wapieniami i dolomitami:

% CaMg(CO₃)₂

wapienie 0-10

wapienie dolomityczne 10-50

dolomity wapniste 50-90

dolomity 90-100

Syderyty - skały zbudowane z minerału syderytu. Mogą zawierać minerały ilaste, kalcyt, dolomit, kwarc, wtórne tlenki i wodorotlenki żelaza. Syderyty są zazwyczaj ciemnoszare, ciemnobrunatne lub żółtawe. Odznaczają się zazwyczaj ziarnistą (od drobno- do gruboziarnistej) strukturą oraz masywną i bezładną lub warstwowaną teksturą. Syderyty tworzą warstwy lub konkrecje wśród mułowców, iłowców lub margli.

SKAŁY KRZEMIONKOWE

Skały krzemionkowe są zbudowane z autogenicznej krzemionki, wykształconej w postaci opalu, chalcedonu lub kwarcu. Mogą powstawać na skutek chemicznego wytracania się krzemionki lub w wyniku nagromadzenia się zbudowanych z krzemionki elementów organizmów. Niektóre skały krzemionkowe zawdzięczają swe powstanie procesom diagenetycznym lub epigenetycznym. Większość skał krzemionkowych odznacza się znaczną twardością, bliską twardości kwarcu.

Organogeniczne skały krzemionkowe:

• ziemia okrzemkowa - skała zbudowana głównie z pancerzyków okrzemek. Może zawierać też szczątki innych organizmów, detrytyczny kwarc, kalcyt, substancję ilastą, związki żelaza. Jest to skała miękka, porowata, żółtawobiała. Powstaje jako osad chłodnych mórz polarnych i jezior,

• spongiolity - skały zbudowane z igieł gąbek spojonych krzemionkowym spoiwem. Niekiedy zawierają węglan wapnia, glaukonit lub detrytyczny kwarc. Są szare, szaroniebieskie lub brunatne. Odznaczają się skrytokrystaliczną strukturą oraz masywną i zazwyczaj bezkierunkową teksturą. Mają przełam muszlowy.

• radiolaryty - skały zbudowane głównie z pancerzyków radiolarii. Składają się głownie z opalu i chalcedonu. Mogą zawierać domieszkę węglanu wapnia i związki żelaza. Mają barwy czerwone, zielone, niebieskie, brunatne, czarne. Odznaczają się afanitową lub skrytokrystaliczną strukturą oraz masywną i zwykle bezkierunkową teksturą. Radiolaryty tworzą się w głębokomorskich warunkach sedymentacji.

Skały krzemionkowe o mieszanej genezie (organogeniczne i chemiczne):

• lidyty - twarde, kruche skały zbudowane z czarnego chalcedonu (zabarwionego substancją węglistą lub bitumiczną) i białych warstewek autogenicznego kwarcu. Czasami zawierają szczątki organiczne. Odznaczają się skryto- lub drobnokrystaliczną strukturą oraz masywną i bezładną lub warstwowaną teksturą. Mają przełam nierówny, gładki bądź muszlowy.

• jaspisy - twarde skały zbudowane z chalcedonu i kwarcu, zabarwionych domieszkami (głównie związkami żelaza) na kolor czerwono-brunatny, żółty a rzadziej niebieski, zielony, fioletowy. Odznaczają się skryto- lub drobnokrystaliczną strukturą oraz masywną (bezładną lub kierunkową) teksturą. Mają przełam równy, zadziorowaty lub muszlowy. Jaspisy mogą być jedno lub wielobarwne (pasiaste, plamiste, żyłkowe, brekcjowate).

• krzemienie - zbudowane są z chalcedonu, opalu lub autogenicznego kwarcu. Występują w postaci konkrecji (soczew, buł) lub warstw (nazywanych rogowcami) w obrębie skał niekrzemionkowych. Spotykane są najczęściej w wapieniach, marglach, opokach. Ze skałami otaczającymi tworzą zawsze ostre granice. Krzemienie mają barwy (czarne, brunatne, szare, rzadziej jasnoszare, białe). Ostro odcinają się barwą od otaczającej skały. Niekiedy odznaczają się pasiastą budową (krzemień pasiasty). Zwykle są pokryte jasną korą krzemionkową. Mają strukturę skrytokrystaliczną lub afanitową i teksturę masywną, bezkierunkową (wyjątkiem są krzemienie pasiaste). Pękają wzdłuż gładkich powierzchni o ostrych krawędziach. Krzemienie powstają bądź jednocześnie z otaczającą skałą bądź w wyniku procesów diagenetycznych.

• czerty - skały podobne do krzemieni. Różnią się od nich tym, że nie tworzą ostrych granic ze skałą otaczającą, do której upodabniają się zazwyczaj barwą. Powstają w wyniku koncentracji krzemionki w osadach jeszcze nie skonsolidowanych. Czerty występują w postaci warstw, soczewek, buł, płynnie przechodzących w otaczająca skałę. Najczęściej spotykane są w wapieniach.

• opoki - skały przejściowe pomiędzy skałami węglanowymi a krzemionkowymi, zbudowane są z kalcytu i organogenicznej krzemionki (opalu, chalcedonu). Mogą zawierać domieszkę minerałów ilastych (także glaukonitu) oraz szczątki organizmów krzemionkowych. Są to skały białe lub żółtawe, stosunkowo lekkie i brudzą palce. Burzą z kwasem solnym,

• opoka lekka (opoka odwapniona) - powstaje w wyniku wietrzenia chemicznego (odwapnienia) zwykłej opoki wapnistej. Pozostaje jedynie szkielet krzemionkowy. Objętość skały w procesie odwapnienia się nie zmniejsza. Ciężar objętościowy opoki lekkiej jest mniejszy od ciężaru wody. Opoka lekka nie burzy z kwasem solnym.

EWAPORATY

Skały te powstają chemicznie, na skutek odparowania (ewaporacji) wody w słonych jeziorach oraz wysychających częściach mórz (często w zatokach i lagunach).

Gips i anhydryt tworzą większe kompleksy skalne lub drobne wkładki w innych skałach. Skały gipsowe
i anhydrytowe to skały monomineralne (cechy skał * cechy minerałów). Skały gipsowe mogą ulec przeobrażeniu w wapienie i siarkę rodzimą.

Halityt, sylwinit, karnalit (cechy skał * cechy minerałów).

Kopalne paliwa

Węgiel - skała osadowa organogeniczna, zasobna w pierwiastek węgiel, pochodząca z uwęglenia roślin. Ze względu na stopień przeobrażenia a co za tym idzie -stadium uwęglenia materii roślinnej, wyróżnia się cztery jego główne odmiany: torf, węgiel brunatny, węgiel kamienny i antracyt. Szczególnym rodzajem węgla jest torf i gagat. Węgiel może powstawać ze szczątków roślin lądowych i błotnych (węgiel humusowy) bądź wodnych (węgiel sapropelowy).

Torf - skała miękka, słabo skonsolidowana, o barwie brunatnej, szarej lub czarnej. Odznacza się biomorficzną strukturą oraz bezładną lub warstwowaną, porowatą teksturą. Składa się głównie ze szczątków roślin, które są dobrze rozpoznawalne (mchy, trawy, sitowie, trzciny, fragmenty pni drzew). Podrzędnie zawiera detrytyczny kwarc, minerały ilaste, węglany, związki żelaza i manganu oraz szczątki zwierząt (często muszle). Torf zawiera 50-65% C. Tworzy się głównie w umiarkowanych i subarktycznych strefach klimatycznych w wyniku nagromadzenia obumarłego materiału roślinnego na obszarach podmokłych. Często współwystępuje z kredą jeziorną, iłami i piaskami.

Węgiel brunatny - skała zazwyczaj miękka, krucha o niewielkiej zwięzłości. Odznacza się brunatną barwą oraz włóknistą, ziemistą lub pylastą strukturą. Ma teksturę bezładną, warstwowaną lub łupkową, często porowatą. Węgiel brunatny zawiera średnio 65-78% C. Bardzo często występują w nim szczątki roślin oraz różne domieszki mineralne (detrytyczny kwarc, minerały ilaste, węglany).

Węgiel kamienny - skała twarda, zwięzła, krucha. Ma strukturę drobnoziarnistą i teksturę masywną oraz przełam nierówny lub muszlowy. Zawiera od 75-93% C. Podrzędnie mogą w nim występować detrytyczny kwarc, minerały ilaste, węglany, siarczki i inne minerały. Przeważnie powstaje wskutek dalszego uwęglenia węgla brunatnego pod wpływem podwyższonej temperatury i ciśnienia wywieranego przez skały nadkładu.

Antracyt - skała twarda, zbita o czarnej lub brunatnoczarnej barwie oraz silnym szklistym, metalicznym lub tłustym połysku. Zawiera od 93-98% C. Ponadto może zawierać niewielkie ilości węglowodorów, pirytu i kwarcu. Powstaje podczas procesów diagenetycznych oraz metamorficznych.

Kopalne paliwa płynne (utwory bitumiczne):

• ropa naftowa - naturalna substancja ciekła, mieszanina węglowodorów ciekłych, stałych i gazowych. Ogólnie przyjmuje się, że ropa jest pochodzenia organicznego. Jako najprawdopodobniejszy materiał macierzysty przyjmuje się plankton morski. Materiał ten był przeobrażany w środowisku redukcyjnym, pod przykryciem osadów,

• wosk ziemny - produkt przeobrażenia ropy naftowej, zasobnej w stałe węglowodory,

• asfalt - produkt bardziej zaawansowanego wietrzenia ropy naftowej.

8) S k a ł y m e t a m o r f i c z n e

Metamorfizmem nazywamy zespół procesów powodujących przeobrażenie (metamorfozę) dowolnych skał (osadowych, magmowych oraz wcześniej powstałych metamorficznych). Procesy te zachodzą w głębi skorupy ziemskiej, pod wpływem podwyższonej temperatury i/lub ciśnienia a niekiedy także czynników chemicznych. Przebudowa skały pierwotnej odbywa się tu zasadniczo w stanie stałym lub tylko niewielka część składników ulega przetopieniu. Przebudowa ta dotyczyć może cech strukturalno-teksturalnych, składu mineralnego, a także w pewnych przypadkach chemicznego.

Ultrametamorfizm obejmuje procesy będące na granicy między procesami magmowymi i metamorficznymi. Procesy ultrametamorfizmu polegają między innymi na częściowym przetopieniu skał metamorficznych lub ich przepojeniu produktami przetopienia. Ultrametamorfizm wyznacza granicę między metamorfizmem a procesami magmowymi.

czynniki metamorfizmu / rodzaje metamorfizmu (ze względu na czynnik dominujący):

• temperatura - najefektywniejszy czynnik metamorfizmu. Skały ukształtowane na powierzchni Ziemi zostają poddane oddziaływaniu wyższych temperatur wskutek przemieszczania się w coraz głębsze strefy skorupy ziemskiej. Skały także mogą zostać poddane przeróbce termicznej wskutek znalezienia się w zasięgu oddziaływania intruzji magmowej. Wzrost temperatury powoduje różnorodne zmiany składu mineralnego skał. Skały osadowe w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury ulegają przebudowie polegającej na przekrystalizowaniu skał skryto- i drobnokrystalicznych. Pod wpływem wzrostu temperatury następuje też rekrystalizacja szkliw magmowych i likwidacja stanów koloidalnych. Jeśli w procesach metamorfizmu dominującym czynnikiem jest wysoka temperatura mówimy o metamorfiźmie termicznym;

• ciśnienie statyczne - ciśnienie wywierane przez nadległe masy skalne. Jeśli w czasie ruchów górotwórczych skały ukształtowane w powierzchniowych strefach Ziemi pogrążają się coraz głębiej, podlegają one wzrostowi ciśnienia. Wzrost ciśnienia powoduje zagęszczenie materii, czyli zmniejszenie objętości minerałów i skał. Wzrost ciśnienia wywołany pogrążaniem się kompleksu skalnego jest związany z równoczesnym wzrostem temperatury. Przeobrażenie skał pod wpływem podwyższonej temperatury i ciśnienia nazywamy metamorfizmem dynamotermicznym;

• ciśnienie kierunkowe (stres) - jest czynnikiem kinetycznym występującym przede wszystkim podczas ruchów górotwórczych. Jego głównym efektem działania są przesunięcia elementów skał w określonym kierunku, powodujące tworzenie się tekstur kierunkowych. Jeśli w procesach metamorfizmu dominuje ciśnienie kierunkowe mówimy o metamorfiźmie dynamicznym;

• działalność rozpuszczalników - do środowiska skalnego, podlegającego jednemu z powyżej opisanych rodzajów metamorfizmu, doprowadzone zostaną roztwory i gazy. Substancje te powodują reakcje chemiczne, których efektem są zmiany składu chemicznego skał. Procesy te nazywamy metamorfizmem metasomatycznym

Rodzaje metamorfizmu wyróżniane ze względu na zasięg zachodzących zmian:

• lokalny - ograniczony do niewielkich przestrzeni. Jest to zwykle metamorfizm kontaktowy, polegający na oddziaływaniu magmy na skały otoczenia oraz metamorfizm dyslokacyjny;

• regionalny - obejmuje duże obszary. Zachodzi wtedy gdy znaczne fragmenty skorupy ziemskiej, na skutek ruchów tektonicznych, są wciągane na duże głębokości.

Rodzaje metamorfizmu wyróżniane ze względu na kierunek zachodzących zmian:

• progresywny - przeobrażenie skał dokonuje się pod wpływem wzrastającej temperatury i ciśnienia,

• regresywny (diaftoreza) - zachodzi przy zmniejszaniu się ciśnienia i temperatury.

STOPIEŃ METAMORFIZMU oznacza intensywność zmian metamorficznych, których doznała skała. Stąd podział na skały niskiego, średniego i wysokiego stopnia metamorfizmu.

STREFy METAMORFIzmu oznaczają kolejne stopnie wzrostu ciśnienia i temperatury:

• strefa epi - najniższa temperatura i ciśnienie statyczne, wysoki stres - powstają skały o kierunkowych teksturach i niskim stopniu krystaliczności,

• strefa mezo - średnie wartości temperatury i ciśnienia statycznego oraz wysoki stres - powstają skały o teksturach kierunkowych i wyższym stopniu krystaliczności,

• strefa kata - najwyższa temperatura i ciśnienie statyczne, podrzędne znaczenie stresu - powstają skały o teksturze bezładnej i strukturze grubokrystalicznej

Skład mineralny skał metamorficznych

Minerały tworzące skały metamorficzne mają dwojakie pochodzenie. Część minerałów pochodzi ze skał pierwotnych a część jest produktem procesów metamorfizmu. Wiele minerałów może mieć zarówno jedno jak i drugie pochodzenie. Do minerałów tworzących skały metamorficzne a pochodzących ze skał pierwotnych należą: kwarc, niektóre skalenie, miki, amfibole, pirokseny, hematyt, piryt, granaty, turmaliny.

Całkowitemu przeobrażeniu ulegają w procesach metamorfizmu: skaleniowce, oliwiny, aragonit, minerały ilaste. Z węglanów najbardziej trwały jest kalcyt natomiast dolomit i syderyt zachowują się jedynie w najpłytszej strefie metamorfizmu. Do głównych minerałów powstających w efekcie procesów metamorfizmu należą: dysten, silimanit, staurolit, kordieryt, talk, grafit, serpentyny, epidoty, chloryty.

tab. Cechy fizyczne wybranych minerałów skał metamorficznych

nazwa, wzór	barwa	połysk	twardość	pokrój	łupliwość
andaluzyt Al2SiO5	bezbarwna, biała, różowa	szklisty	7-7,5	krótkosłupowy	słaba, wyraźna
silimanit Al2SiO5	bezbarwna, biała, szara, brunatna, żółta, zielona	szklisty	6-7	pręcikowy, włóknisty	doskonała
dysten Al2SiO5	niebieska, żółta, zielona, czarna	szklisty, perłowy	4-7	słupkowy, grubotabliczkowy	doskonała
serpentyny uwodnione krzemiany magnezu	antygoryt -zielony, szary	woskowy	2,5-3	cienkopłytkowy	doskonała
		chryzotyl- żółty, szary, biały, zielony		jedwabisty		włóknisty	brak
epidoty uwodnione glinokrzemiany Ca i Al	zielony, żółty, szary	szklisty	6-7	słupkowy	doskonała
chloryty uwodnione krzemiany i glinokrzemiany Mg, Fe, Al	ciemnozielona	szklisty, tłusty	2-3	cienkopłytkowy	doskonała
talk Mg3[(OH)2Si4O10]	biała, zielonkawa, brunatna	perłowy, jedwabisty	1	cienkopłytkowy	doskonała
grafit C	czarna	metaliczny, matowy	1	płytkowy	doskonała

Struktury skał metamorficznych

Skały metamorficzne charakteryzują się strukturami pełnokrystalicznymi. Kryształy rozwinięte w warunkach metamorficznych noszą nazwę blastów. Dlatego struktury tych skał określa się jako blastyczne.

Ze względu na rozmiary blastów wyróżniamy struktury: drobno-, średnio-, i gruboblastyczne.

Ze względu na pokrój blastów występują struktury:

• granoblastyczna - większość minerałów ma pokrój izometryczny,

• lepidoblastyczna - II blaszkowy,

• nematoblastyczna - II słupowy.

Ze względu na stosunki wielkości blastów występują struktury:

• homeoblastyczna - wszystkie blasty maja w przybliżeniu jednakowe rozmiary,

• heteroblastyczna - blasty mają różne rozmiary,

• porfiroblastyczna - część składników ma większe rozmiary od pozostałych stanowiących tło.

Tekstury skał metamorficznych

Pod względem stopnia wypełnienia przestrzeni skalnej, tekstury skał metamorficznych są zawsze masywne. W skałach metamorficznych często występują tekstury kierunkowe. W niektórych skałach (zwłaszcza powstających w strefie kata) występuje tekstura bezładna.

Tekstury kierunkowe skał metamorficznych:

• łupkowa (foliacja) - występuje w skałach zawierających duże ilości minerałów o pokroju blaszkowym. Minerały te ułożone są w równoległych płaszczyznach;

• linijna (lineacja) - polega na liniowo - równoległym ułożeniu blastów o pokrojach wydłużonych,

• gnejsowa - występuje w skałach o wyraźnym zróżnicowaniu na warstwy kwarcowo-skaleniowe i łyszczykowe. Polega ona na równoległym ułożeniu minerałów o pokroju płytkowym (łyszczyków) i wydłużeniu w tym samym kierunku pozostałych minerałów (głównie kwarcu i skaleni).Niektóre tekstury gnejsowe odznaczają się linijną kierunkowością o charakterze prętów lub smug (np. gnejsy ołówkowe, smużyste, warstewkowe).

Klasyfikacja skał POWSTAŁYCH W WYNIKU METAMORFIZMU REGIONALNEGO

strefy metamorfizmu	tekstury typowe w danej strefie	s k a ł y w y j ś c i o w e
				granitoidy, arkozy, szarogłazy	magmowe skały obojętne szarogłazy, margle	magmowe skały zasadowe i skrajnie melanokratyczne	skały ilaste mułowce	piaskowce kwarcowe i skały krzemionkowe	skały węglanowe
		epi	łupkowe	p r o d u k t y m e t a m o r f i z m u
				łupki mikowe, gnejsy	łupki chlorytowe, zieleńce	łupki chlorytowe, łupki talkowe, serpentynity	fyllity, łupki serycytowe	kwarcyty	wapienie i dolomity krystaliczne
mezo	łupkowe, gnejsowe		amfibolity		łupki mikowe		marmury
kata	gnejsowe bezładne	gnejsy, granulity	eklogity		gnejsy

Nazwy skał metamorficznych, powstałych ze skał magmowych poprzedza się niekiedy przedrostkiem orto (np. ortognejs, ortoamfibolit, ortołupek), natomiast jeśli utworzyły się z utworów osadowych - przedrostkiem para (np. paragnejs, paraamfibolit, parałupek). Niektóre, słabo przeobrażone skały metamorficzne, w których zachowały się ślady tekstur i/lub struktur skał wyjściowych opatruje się przedrostkiem meta (np. metaiłowiec, metazlepieniec, metabazalt, metaryolit).

Przegląd skał metamorficznych

Fyllity

barwa: szara, srebrzystoszara, szarozielona

struktura: bardzo drobnoblastyczna, homeoblastyczna, lepidogranoblastyczna.

tekstura: masywna, łupkowa Charakteryzuje się bardzo dobrą „liściastą” podzielnością na cienkie płytki (stąd nazwa, gr. phylos = liść). Niekiedy wykazuje drobną laminację oraz zmarszczkowanie, często zafałdowanie.

skład mineralny: serycyt, kwarc, chloryty. Czasami występują skalenie.

skały wyjściowe: skały ilaste

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny ,strefa epi

Zieleńce

barwa: bladozielona, szarozielona,

struktura: drobnoblastyczna, homeoblastyczna (czasami porfiroblastyczna), lepidogranoblastyczna,

tekstura: masywna, bezładna czasami łupkowa - łupki zieleńcowe

skład mineralny: epidot, chloryt, albit, niekiedy amfibol

skały wyjściowe: bazalty i ich tufy, melafiry, diabazy, rzadziej gabra

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny, strefa epi

Serpentynity

barwa: zielona, żółtozielona, czarnozielona z białymi, brunatnymi lub czarnymi plamami

skład mineralny: serpentyny (antygoryt, chryzotyl)

struktura: drobno- do gruboblastycznej, heteroblastyczna, lepidonematoblastyczna

tekstura: masywna, bezładna lub kierunkowa (laminowana, łupkowa)

skały wyjściowe: skały skrajnie melanokratyczne

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny; strefa epi, mezo

Łupki mikowe (łyszczykowe)

barwa: srebrzystoszara, zielonkawa, brunatnoszara, czarna

struktura: drobno- do gruboblastycznej, homeoblastyczna czasami heteroblastyczna, lepidogranoblastyczna,

tekstura: masywna, łupkowa

skład mineralny: łyszczyki, kwarc, skalenie, granat, grafit

skały wyjściowe: skały ilaste, mułowce, tufy i tufity

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny, strefa mezo

Łupki chlorytowe

barwa: zielona, szarozielona

struktura: drobno- do gruboblastycznej, homeoblastyczna czasami heteroblastyczna, lepidogranoblastyczna,

tekstura: masywna, łupkowa

skład mineralny: chloryty, kwarc,

skały wyjściowe: skały ilaste, mułowce, margle, tufy, magmowe skały obojętne, zasadowe i skrajnie melanokratyczne

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny, strefa epi

Łupki talkowe

barwa: zielona, szarozielona

struktura: drobno- do gruboblastycznej, homeoblastyczna czasami heteroblastyczna, lepidogranoblastyczna,

tekstura: masywna, łupkowa

skład mineralny: talk (do 90%), chloryty, kwarc,

skały wyjściowe: skały ilaste, mułowce, margle, tufy, magmowe skały obojętne, zasadowe i skrajnie melanokratyczne

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny, strefa epi

Gnejsy

barwa: szara, różowa, niebieskawa, czerwonawa

struktura: zazwyczaj średnio lub gruboblastyczna, heteroblastyczna, lepidogranoblastyczna,

tekstura: masywna, kierunkowa (gnejsowa)

skład mineralny: skalenie, kwarc, łyszczyki, rzadziej amfibole i inne minerały

skały wyjściowe: kwaśne skały magmowe (ortognejsy), arkozy, szarogłazy (paragnejsy)

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny, strefa mezo, rzadziej kata; część gnejsów powstaje w wyniku mylonityzacji (metamorfizm dyslokacyjny) lub też metamorfizmu metasomatycznego

Gnejsy warstewkowe zbudowane są z warstewek na przemian biotytowych i skaleniowo-kwarcowych.

Gnejsy oczkowe mają charakterystyczną strukturę porfiroblastyczną. Porfiroblasty skaleni mają soczewkowate kształty i są obramowane przez skupienia łyszczyków, ułożone równolegle do zarysu porfiroblastów.

Gnejsy prętowe odznaczają się wyraźną oddzielnością prętową. Odmiana gnejsu prętowego o niewielkiej średnicy prętów (poniżej 5 mm) nosi nazwę gnejsu ołówkowego

Amfibolity - barwa: ciemnoszarozielona, brunatna, czarna

skład mineralny: hornblenda, plagioklazy, pirokseny, epidoty, granaty

struktura: drobno- lub średnioblastyczna, heteroblastyczna, nematoblastyczna

tekstura: masywna, bezładna, łupkowa

skały wyjściowe: skały magmowe obojętne, zasadowe skrajnie melanokratyczne, szarogłazy, margle

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny strefa mezo, rzadziej metamorfizm kontaktowy

Eklogity - barwa: ciemnozielona, czarna z czerwonymi plamkami

struktura: drobno- lub średnioblastyczna, heteroblastyczna, granoblastyczna

tekstura: masywna, bezładna rzadziej smużysta

skład mineralny: pirokseny, granaty

skały wyjściowe: skały magmowe obojętne, zasadowe i skrajnie melanokratyczne, szarogłazy, margle

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny, strefa kata

Granulity - barwa: biała, szara, szarozielonkawa

struktura: drobno- lub średnioblastyczna, heteroblastyczna, granoblastyczna

tekstura: masywna, bezładna, rzadziej gnejsowa

skład mineralny: kwarc, skalenie, granaty, łyszczyki

skały wyjściowe: granitoidy, arkozy, szarogłazy

warunki metamorfizmu: metamorfizm regionalny, strefa kata

Marmury

barwa: biała, żółtawa, szara, zielonkawa, różowa, czerwona, niebieskawa, fioletowa, czarna

struktura: od drobno- do gruboblastycznej, homeoblastyczna, granoblastyczna

tekstura: masywna, bezładna, równoległa

skład mineralny: kalcyt (jeśli skałą wyjściową jest wapień), dolomit (jeśli skałą wyjściową jest dolomit),

skały wyjściowe: skały węglanowe (wapienie, dolomity, margle)

warunki metamorfizmu: marmury kalcytowe występują we wszystkich strefach metamorfizmu, marmury dolomitowe występują w strefie epi. Część marmurów powstaje w wyniku metamorfizmu kontaktowego. Marmury ukształtowane w warunkach niskiego stopnia metamorfizmu (epi) są określane jako wapienie krystaliczne lub dolomity krystaliczne.

Kwarcyty

barwa: biała, szara, różowa zielonoszara, niebieskawa, brunatna

struktura: drobno- lub średnioblastyczna, homeoblastyczna, granoblastyczna

tekstura: masywna, bezładna, łupkowa - łupek kwarcytowy

skład mineralny: kwarc (80-100%), muskowit, skalenie, granaty

skały wyjściowe: piaskowce kwarcowe, skały krzemionkowe

warunki metamorfizmu: wszystkie strefy metamorfizmu regionalnego oraz metamorfizm kontaktowy

Migmatyty

barwa: szara, ciemnoszara. Składają się z na przemian występujących części ciemnych (paleosomu) i jasnych (neosomu). Paleosom stanowi starszą część migmatytu, powstałą w wyniku przeobrażenia skały pierwotnej, pozostającej w stanie stałym. Neosom reprezentuje młodszą część migmatytu, która uległa upłynnieniu i ma obecnie charakter skały magmowej (przeważnie o składzie granitoidu). Na granicy paleo- i neosomu często występują bardzo ciemne strefy noszące nazwę melanosomu

struktura: drobno- do gruboblastycznej, heteroblastyczna, granolepidoblastyczna

tekstura: masywna, warstewkowa, fałdowa

skład mineralny: kwarc, skalenie, biotyt, muskowit, amfibole

skały wyjściowe: skały osadowe, magmowe i metamorficzne

warunki metamorfizmu: ultrametamorfizm, metamorfizm kontaktowy.

Hornfelsy

barwa: szara, brunatna, czarna

struktura: drobnoblastyczna, homeoblastyczna, granoblastyczna, granolepidoblastyczna

tekstura: masywna, bezładna, kierunkowa (laminowana, łupkowa)

skład mineralny: kordieryt, andaluzyt, biotyt, skalenie, kwarc

skały wyjściowe: osadowe skały ilaste, fyllity

warunki metamorfizmu: metamorfizm kontaktowy (termiczny)

Porfiroidy (łupki kwarcowo-serycytowe)

barwa: czerwonobrunatna, srebrzystozielona, srebrzystobiała

struktura: drobnoblastyczna, homeoblastyczna, granolepidoblastyczna

tekstura: masywna, łupkowa, bezładna

skład mineralny: kwarc, skalenie, łyszczyki (serycyt)

skały wyjściowe: kwaśne i obojętne wylewne skały magmowe

warunki metamorfizmu: metamorfizm dynamiczny

m i n e r a ł y	c e c h y f i z y c z n e m i n e r a ł ó w
		barwa	połysk	rysa	twardość	łupliwość	przełam	pokrój
kwarc	bezbarwny, biały, szary, czarny, fioletowy, żółty	szklisty- na ścianach kryształu tłusty - na przełamie	biała	7	brak	muszlowy, równy	α - izometryczny β - słupowy
skalenie	biały, szary, różowy, czerwony, brunatny, szarozielony	szklisty	biała	6	doskonała, bardzo dobra	nierówny	tabliczkowy
skaleniowce leucyt, nefelin	szara, biała, zielonkawa, niebieskawa	szklisty	biała	6	brak, niewyraźna	nierówny	tabliczkowy, słupowy, izometryczny
łyszczyki muskowit, biotyt	muskowit - bezbarwny, srebrzysty biotyt - czarny, brunatny, zielonkawoczarny	perłowy, szklisty, metaliczny	biała	2,5 - 3	doskonała, jednokierunkowa	-	cienkopłytkowy, blaszkowy
amfibole hornblenda	czarna, zielonoczarna, brunatnoczarna	szklisty	szara	5 - 6	doskonała, dwukierunkowa	nierówny	słupkowy, igiełkowy
pirokseny augit	czarna, zielonoczarna, brunatnoczarna	szklisty	szara	5 - 6	bardzo dobra, wyraźna	muszlowy	krótkosłupowy
oliwiny forsteryt, fajalit	oliwkowozielony	szklisty	biała	6 - 7	niewyraźna	muszlowy, nierówny	krótkosłupowy, grubotabliczkowy

m i n e r a ł y	c e c h y f i z y c z n e m i n e r a ł ó w
		barwa	połysk	rysa	twardość	łupliwość	przełam	pokrój
kwarc	bezbarwny, biały, szary, czarny, fioletowy, żółty	szklisty- na ścianach kryształu tłusty - na przełamie	biała	7	brak	muszlowy, równy	α - izometryczny β - słupowy
skalenie	biały, szary, różowy, czerwony, brunatny, szarozielony	szklisty	biała	6	doskonała, bardzo dobra	nierówny	tabliczkowy
skaleniowce leucyt, nefelin	szara, biała, zielonkawa, niebieskawa	szklisty	biała	6	brak, niewyraźna	nierówny	tabliczkowy, słupowy, izometryczny
łyszczyki muskowit, biotyt	muskowit - bezbarwny, srebrzysty biotyt - czarny, brunatny, zielonkawoczarny	perłowy, szklisty, metaliczny	biała	2,5 - 3	doskonała, jednokierunkowa	-	cienkopłytkowy, blaszkowy
amfibole hornblenda	czarna, zielonoczarna, brunatnoczarna	szklisty	szara	5 - 6	doskonała, dwukierunkowa	nierówny	słupkowy, igiełkowy
pirokseny augit	czarna, zielonoczarna, brunatnoczarna	szklisty	szara	5 - 6	bardzo dobra, wyraźna	muszlowy	krótkosłupowy
oliwiny forsteryt, fajalit	oliwkowozielony	szklisty	biała	6 - 7	niewyraźna	muszlowy, nierówny	krótkosłupowy, grubotabliczkowy

11

---