Chci vědět všechno

Rock (geologie)

Pin
Send
Share
Send


Igneous skály vznikají, když roztavená hornina (magma) zchladne a ztuhne, s krystalizací nebo bez krystalizace. Slovo “vyvřelý” je odvozen z latiny zapálit, což znamená „oheň“. Tato třída hornin tvoří přibližně 95 procent horní části zemské kůry, ale jejich velká hojnost je skryta na zemském povrchu relativně tenkou, ale rozšířenou vrstvou sedimentárních a metamorfovaných hornin. Bylo popsáno více než sedm set druhů vyvřelých hornin, z nichž většina se tvořila pod zemským povrchem.

Igneózní horniny se dělí do dvou hlavních kategorií: plutonické a vulkanické horniny. Plutonické (nebo rušivé) horniny vznikají, když magma chladí a pomalu krystalizuje v zemské kůře. Sopečné (nebo extruzivní) horniny se vytvářejí z magmatu dosahujícího povrchu buď jako láva nebo jako částečná ejekce. Chlazení vyvřelých hornin obvykle trvá několik tisíc let, než vychladne, zatímco vytlačování vyvřelých hornin trvá jen několik dní nebo týdnů, než vychladne a ztuhne.

Plutonické horniny jsou pojmenovány po Pluto, starověkém římském bůh podsvětí. Sopečné horniny jsou pojmenovány podle Vulkánu, římského jména pro boha ohně.

Původ magmatu

Zemský plášť bezprostředně pod kůrou je obvykle relativně rigidní a tato část pláště a svrchní kůry tvoří litosféru. Pod lithosphere, vyšší teplota způsobí, že plášť je méně tuhý a podstoupí konvekci, ačkoli to je úplně nebo většinou pevné. Tento konvekční plášť tvoří „asthenospherický“ plášť a je zdrojem mnoha magmat. Většina magmat se vytváří při teplotách mezi 600 a 1600 ° C. Většina magmatů o vyšší teplotě (mezi asi 900 ° a 1600 ° C) je tvořena v horních 200 kilometrech pláště.

Horniny se mohou roztavit v reakci na pokles tlaku, zvýšení teploty, změnu složení (jako je přidání vody) nebo kombinaci těchto procesů. Jiné mechanismy, jako je tání po dopadu meteoritu, jsou dnes méně důležité, ale takové dopady vedly k rozsáhlému tání během formování Země.

Intruzivní (plutonické) vyvřelé horniny

Intruzivní vyvřelé horniny jsou tvořeny magmatem, které chladí a zpevňuje uvnitř země. Magma je obklopena dříve existující horninou (zvanou country rock) a pomalu se ochladí. Výsledkem je, že tyto horniny jsou hrubozrnné. Minerální zrna v těchto horninách mohou být obecně identifikována pouhým okem. Intruzivní horniny lze také klasifikovat podle tvaru a velikosti dotěrného těla a jeho vztahu k formacím, do kterých proniká. Typickými rušivými útvary jsou batholity, pažby, laccolity, parapety a hráze.

Centrální jádra hlavních pohoří se skládají z rušivých vyvřelých hornin, obvykle žuly. Když jsou vystavena erozi, mohou tato jádra (nazývaná „batholiths“) zabírat obrovské plochy povrchu.

Sopečná vyvřelá hornina. Světlé stopy ukazují směr proudění lávy

Extruzní (vulkanické) vyvřelé horniny

Extruzní vyvřelé horniny se tvoří na zemském povrchu v důsledku tání hornin v plášti. Roztavená hornina (magma) stoupá kvůli kontrastní hustotě s okolním pláštěm. Když dosáhne povrchu, magma vytlačená na povrch (pod vodou nebo vzduchem) se nazývá láva. Erupce sopek pod vzduchem se nazývají subaeriální; ty, které se vyskytují pod oceánem, se nazývají ponorka. Černí kuřáci a čedič střední části oceánu jsou příkladem podmořské sopečné činnosti.

Magma, které vybuchne ze sopky, se chová podle teploty a složení, a proto má velmi proměnlivou viskozitu. Například vysokoteplotní magma, obvykle čedičové složení, se chová jako hustý olej a, jak chladí, melasa. Tím se vytvoří láva typu pahoehoe. Felsická magma, jako je rolyolit, obvykle vybuchne při relativně nízké teplotě a je až deset tisíckrát viskóznější než čedič. Tyto sopečné výbuchy zřídka vytvářejí lávové proudy a obvykle vybuchují výbušně, přičemž se uvolňují plyny (jako je oxid uhličitý) uvězněné v magmatu.

Protože láva rychle ochlazuje a krystalizuje, je jemnozrnná. Pokud k ochlazování dochází tak rychle, aby se zabránilo tvorbě i malých krystalů, výslednou horninou může být sklenice (jako je skalní obsidián). Vzhledem k této jemnozrnné struktuře je mnohem obtížnější rozlišit mezi různými typy vytlačovacích vyvřelých hornin než mezi různými typy rušivých vyvřelých hornin.

Klasifikace

Igneózní hornina je klasifikována podle způsobu výskytu, struktury, mineralogie, chemického složení a geometrie vyvřelého těla. Klasifikace mnoha typů různých vyvřelých hornin nám může poskytnout důležité informace o podmínkách, za nichž se formovaly. Dvě důležité proměnné používané pro klasifikaci vyvřelých hornin jsou (a) velikost částic, která do značné míry závisí na historii chlazení, a (b) minerální složení horniny. Živce, křemen, oliviny, pyroxeny, obojživelníky a slídy jsou důležitými minerály při tvorbě vyvřelých hornin a jsou základem pro klasifikaci těchto hornin. Ostatní přítomné minerály jsou považovány za „doplňkové“ minerály.

Ve zjednodušeném klasifikačním schématu se typy hornin oddělují na základě (a) typu živce, (b) přítomnosti nebo nepřítomnosti křemene a (c) typu přítomných minerálů železa nebo hořčíku (pokud jsou horniny neobsahují živce ani křemen). Horniny obsahující křemen (oxid křemičitý) jsou „přesyceny oxidem křemičitým“. Horniny s feldspathoidy jsou „silně nenasycené“, protože feldspathoidy nemohou koexistovat s křemenem.

Igneous skály, které mají krystaly dostatečně velké, aby je bylo vidět pouhým okem, se nazývají "phaneritic"; ti s krystaly příliš malými k tomu, aby je mohli vidět pouhým okem, se nazývají „apanitické“. Obecně lze říci, že phaneritic znamená rušivý původ; apanitický, extruzivní.

Krystaly zalité v jemnozrnných vyvřelých horninách se nazývají porfyrické. Porfytická struktura se vyvíjí, když některé krystaly dorostou do značné velikosti, než se hlavní hmota magmatu sloučí do jemně zrnitého, rovnoměrného materiálu.

Textura je důležitým kritériem pro pojmenování vulkanických hornin. Struktura sopečných hornin - včetně velikosti, tvaru, orientace a distribuce zrn a intergrainových vztahů - určí, zda se skála nazývá tuf, pyroclastická láva nebo jednoduchá láva. Textura je však pouze podřízenou součástí klasifikace vulkanických hornin. Klasifikace těchto hornin je založena především na jejich chemickém složení.

V případě plutonických hornin jsou texturní kritéria pro účely klasifikace méně kritická, a to alespoň ze dvou důvodů. Zaprvé, tyto horniny mají tendenci být méně rozmanité, pokud jde o texturu, a za druhé, jejich minerální obsah je často snadno určen viditelným pouhým okem nebo pomocí čočky nebo mikroskopu. Mineralogická klasifikace se tedy nejčastěji používá ke klasifikaci plutonických hornin a pro vulkanické horniny se dává přednost chemické klasifikaci.

Geologický význam

Igneózní horniny jsou geologicky důležité z několika důvodů:

  • Jejich minerály a globální chemie poskytují informace o složení pláště, ze kterého byly extrahovány některé vyvřelé horniny, spolu s teplotními a tlakovými podmínkami, za kterých k této extrakci došlo.
  • Jejich věk lze získat různými metodami radiometrického randění. Ve srovnání s věky sousedních geologických vrstev pomáhají vytvářet časovou posloupnost událostí.
  • Jejich vlastnosti jsou obvykle charakteristické pro specifické tektonické procesy, což umožňuje jejich rekonstituci.
  • Za zvláštních okolností obsahují důležitá ložiska nerostů (rudy). Například wolfram, cín a uran jsou běžně spojovány s žulami; Rudy chromu a platiny jsou běžně spojovány s gabry.

Sedimentární horniny

Sedimentární horniny pokrývají 75 procent zemského povrchu a zahrnují běžné typy, jako je křída, vápenec, pískovec, jíl a břidlice. Jsou tvořeny na zemském povrchu nebo v jeho blízkosti třemi hlavními způsoby: a) ukládání zvětralých zbytků jiných hornin (známých jako „clastic“ sedimentární horniny); b) uložení výsledků biogenní aktivity; a (c) srážení z roztoku. Po těchto procesech následuje zhutnění částic a cementace.

Sedimentární skalní pokryv kontinentů zemské kůry je rozsáhlý, ale celkový příspěvek sedimentárních hornin se odhaduje na pouhých pět procent z celkového počtu. Sedimentární sekvence, které vidíme, představují tedy pouze tenkou dýhu nad kůrou, skládající se převážně z vyvřelých a metamorfovaných hornin.

Formace

Tvorba sedimentární horniny začíná depozicí částic nesených vodou, větrem a ledovci za vzniku sedimentu. Jak se sediment hromadí, tlak z nadloží ("lithostatický" tlak) vytlačuje sediment do vrstevnatých pevných látek a kapaliny v pórech jsou vytlačovány. Tento proces se nazývá „lithifikace“ (skalní útvar). Termín "diageneze" se používá k popisu všech chemických, fyzikálních a biologických změn (včetně cementace), kterým sediment podléhá po prvotním uložení a během a po litifikaci, s výjimkou povětrnostních vlivů na povrch.

Sedimentární horniny vzhledem ke svému způsobu formování obsahují důležité informace o historii Země. Obsahují zejména fosílie, dochované zbytky starých rostlin a živočichů. Na rozdíl od většiny vyvřelých a metamorfovaných hornin se tvoří při teplotách a tlacích, které nezničují fosilní zbytky. Složení sedimentů poskytuje vodítka o původní skále. Rozdíly mezi po sobě následujícími vrstvami naznačují změny prostředí, ke kterým došlo v průběhu času.

Tři typy sedimentárních hornin

Klastové sedimentární horniny

Dolní antilopický kaňon v Arizoně byl vytesán z okolního pískovce mechanickým i chemickým zvětráváním. Hlavními povětrnostními vlivy jsou vítr, písek a voda způsobená bleskovými povodněmi.

Klastové sedimentární horniny se skládají z diskrétních fragmentů nebo "klastrů" materiálů pocházejících z jiných hornin. Jsou složeny převážně z křemene, s dalšími běžnými minerály včetně živců, obojživelníků a jílovitých minerálů. Někdy existuje více exotických vyvřelých a metamorfovaných minerálů.

Klastové sedimentární horniny lze zvažovat podle jejich velikosti zrn. Břidlice se skládá z nejjemnějších částic menších než 0,004 milimetru; bahenní kámen má mírně větší částice mezi 0,004 až 0,06 milimetry; pískovec je ještě hrubší, s velikostí zrn 0,06 až 2 milimetry; a konglomeráty a breccie jsou nejhrubší a zrna se pohybují mezi 2 a 256 milimetry. Arenite je obecný termín pro sedimentární horninu s částicemi velikosti písku.

V důsledku mechanického a chemického zvětrávání se všechny horniny pomalu rozpadají. Mechanické zvětrávání je rozklad horniny na částice, aniž by došlo ke změnám chemického složení minerálů ve skále. Led je nejdůležitějším činitelem mechanického zvětrávání. Když voda pronikne do trhlin ve skále a zamrzne, expanduje. Expanzní síla rozšiřuje trhliny a odlamuje kousky skály. Proces také napomáhá zahřívání a chlazení horniny a její výsledná expanze a kontrakce.

Chemické zvětrávání je rozpad horniny chemickou reakcí. Při tomto procesu se minerály ve skále mění na částice, které lze snadno odnést. Vzduch a voda jsou zapojeny do mnoha složitých chemických reakcí.

Biogenní (nebo biologické) sedimentární horniny

Biogenní sedimentární horniny obsahují materiály generované živými organismy. Zahrnují uhličitanové minerály, jako jsou korály, měkkýši a foraminifera, které pokrývají dno oceánu vrstvami vápence, které později tvoří vápenec. Jiné příklady zahrnují stromatolity, pazourkové uzlíky nalezené křídou (což je samo o sobě biogenní sedimentární hornina, forma vápence) a uhlí (odvozené od zbytků tropických rostlin vystavených tlaku).

Precipitujte sedimentární horniny

Když se odpařují minerální roztoky, jako je mořská voda, tvoří se sedimentární horniny. Příklady zahrnují minerály halite a sádrovec.

Přírodní funkce a lidské použití

Tvar částic v sedimentárních horninách má významný vliv na schopnost mikroorganismů je kolonizovat. Tato interakce je studována ve vědě geomikrobiologie.

Předpokládá se, že relativně nízká hladina oxidu uhličitého v zemské atmosféře (ve srovnání s atmosférou na Venuši) je způsobena velkým množstvím uhlíku zachyceného ve vápencových a dolomitových sedimentárních vrstvách. Součástí uhlíkového cyklu je přenos uhlíku z erodovaných sedimentů do mořských ložisek.

Sedimentární horniny jsou ekonomicky důležité v tom, že mohou být použity jako stavební materiál. Kromě toho často tvoří porézní a propustné nádrže v sedimentárních pánvích, ve kterých lze nalézt ropu a jiné uhlovodíky.

Proměněné horniny

Křemenec, forma metamorfované horniny, ze sbírky v Geologickém muzeu, University of Tartu

Metamorfní hornina je výsledkem transformace již existujícího hornického typu protolith, v procesu zvaném metamorfismus. Slovo metamorfismus znamená „změna formy“ odvozená z řecké předpony meta, "after" a podstatné jméno morphe, „forma“. Protolit může být sedimentární hornina, vyvřelá hornina nebo starší metamorfovaná hornina.

Metamorfní horniny tvoří velkou část zemské kůry. Jsou klasifikovány podle textury a podle chemického a minerálního složení. Některé příklady metamorfovaných hornin jsou břidlice, rula a břidlice. Minerály tvořené procesem metamorfismu zahrnují kyanit, staurolit, sillimanit, andalusit a některé granáty. V minerálních horninách se mohou vyskytovat i další minerály, jako jsou oliviny, pyroxeny, obojživelníky, slídy, živce a křemen, ale nemusí být nutně výsledkem procesu metamorfismu. Byly vytvořeny během krystalizace vyvřelých hornin.

Formace

Metamorfické horniny se tvoří hluboko pod zemským povrchem, když je protolit vystaven teplu (nad 150 ° C) a extrémním tlakům a stresům z hornin výše. Tyto podmínky vedou k hlubokým fyzikálním a chemickým změnám v protolitu. Metamorfní horniny jsou také tvořeny průnikem roztavené horniny (zvané magma) do pevné horniny, která se vytváří zejména v místech kontaktu mezi magmatem a pevnou horninou, kde jsou vysoké teploty. Transformace jednoho typu horniny na jiný je popsána geologickým modelem zvaným skalní cyklus.

Jedním důležitým mechanismem metamorfismu je mechanismus chemických reakcí, které se vyskytují mezi minerály, aniž by je roztavovaly. V tomto procesu se atomy vyměňují mezi minerály a vytvářejí se nové minerály. Může dojít k mnoha komplexním, vysokoteplotním reakcím.

Po dlouhých obdobích eroze a vzestupu se metamorfované horniny vystaví zemskému povrchu. Studium těchto hornin nám poskytuje cenné informace o teplotách a tlacích, které se vyskytují ve velkých hloubkách zemské kůry. Proces metamorfózy však může zničit rysy, které mohly odhalit dřívější historii skály, včetně fosilních záznamů.

Olistěné a nefoliační horniny

Metamorfované horniny se dělí na listnaté a bez listoví Kategorie. Nazývá se vrstvení v metamorfovaných horninách listoví. Termín je odvozen z latinského slova folia, což znamená „odchází“.

Foliovaná (nebo pruhovaná) hornina je produkována stresem, který je největší z jednoho směru, čímž deformuje horninu v jedné rovině. To způsobuje růst platy nebo protáhlých krystalů minerálů, jako je slída a chlorit. Horniny, které byly ze všech stran vystaveny rovnoměrnému tlaku, nebo ty, které postrádají minerály s výraznými růstovými návyky, nebudou listnaté. Nesfoliovaná hornina nemá planární vzorce stresu.

Břidlice je příkladem velmi jemnozrnné, listnaté metamorfované horniny, zatímco fylit je hrubý, břidlicový hrubší a rula velmi hrubozrnná. Mramor obecně není listnatý, což umožňuje jeho použití jako materiál pro sochařství a architekturu.

Druhy metamorfismu

Kontaktujte metamorfismus je jméno dané změnám, ke kterým dochází, když je magma (roztavená hornina) vstříknuta do pevné horniny (country rock), která jej obklopuje. Změny, které se vyskytují, jsou největší tam, kde magma přichází do styku s horninou, protože teploty jsou na této hranici nejvyšší a klesají se vzdáleností od ní. Z chladného magmatu se tvoří lysitá hornina, ale kolem ní je metamorfovaná zóna zvaná a kontaktní metamorfismus aureole.

Regionální metamorfismus je jméno dané změnám ve velkých masách skály v široké oblasti, často uvnitř orogenních (horských) pásů. Změny jsou způsobeny vysokými teplotami a tlaky v hloubkách Země, a pokud jsou metamorfované horniny povzneseny a vystaveny erozi, mohou se vyskytovat na rozsáhlých plochách na povrchu.

Viz také

  • Minerální
  • Lom

Reference

  • Deer, W.A., R.A. Howie a J. Zussman. 1996. Úvod do horninotvorných minerálů. 2. ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0582300940 a ISBN 978-0582300941.
  • Farndon, Johne. 2006. Praktická encyklopedie hornin a minerálů: Jak najít, identifikovat, sbírat a udržovat nejlepší exempláře světa, s více než 1000 fotografiemi a uměleckými díly. London: Lorenz Books. ISBN 0754815412 a ISBN 978-0754815419.
  • Lambert, David a skupina diagramů. 1998. Polní průvodce geologií. Aktualizováno ed. New York: Fakta ve spisu. ISBN 0816038236.
  • Le Maitre, R. W., ed. 2004. Igneous Rocks: Klasifikace a glosář termínů. 2. ed. New York: Cambridge University Press. ISBN 0521619483.
  • Pellante, Chrisi. 2002. Skály a minerály. Smithsonian Příručky. New York: Dorling Kindersley. ISBN 0789491060 a ISBN 978-0789491060.
  • Shaffer, Paul R., Herbert S. Zim a Raymond Perlman. 2001. Skály, drahokamy a minerály. Ed. New York: St. Martin's Press. ISBN 1582381321 a ISBN 978-1582381329.

Externí odkazy

Všechny odkazy byly načteny 28. července 2020.

Pin
Send
Share
Send