cc.doc

Kolokwium II – skały osadowe

1.Skały piroklastyczne (geneza, klasyfikacja, występowanie w Polsce).

Wulkanizm zwłaszcza zaznaczający się gwałtownymi erupcjami dostarcza produktów szybko ochładzanych lub nagle krzepnących w zetknięciu z chłodną atmosferą w znacznej mierze są to produkty o charakterze przejściowym między skałami magmowymi wylewnymi a osadowymi a także produkty sublimacji niektórych resztek pomagmowych (utwory ekshalatowe np.salmiak rodzimy NH4Cl. Wśród ekshalacji wulkanicznych wyróżnia się:

-fumarole (200-800°C)- związane z czynnymi wulkanami. Zawierają różne gazy np. H2O,CO2, F, Cl, H, N, H2S,SO4, HCl, HF,NaCl,KCl,SiF4 itp.,

-solfatary (<200°C)- H2O,H2S,CO2(złoża siarki rodzimej)

-mofety-zupełnie chłodne, głównie CO2

Skały piroklastyczne są efektem nagromadzenia materiału eruptywnego. Cechuje je obecność szkliwa wulkanicznego, minerałów wysokotemperaturowych np.sanidynu, fragmentów starszych skał wyrzucanych z krateru oraz minerałów allo- i autogenicznych osadzanych równocześnie z materiałem piroklastycznym np. minerały ilaste. Z czasem część szkliwa ulega odszkleniu (dewitryfikacji). W zależności od wielkości okruchów wyróżnia się:

-skały luźne: bloki, bomby wulkaniczne(>50mm), lapille (50-2 mm), piaski wulkaniczne(2-0,1mm), pyły wulkaniczne (<0,1mm)

-skały zwięzłe: brekcje i konglomeraty wulkaniczne (>50mm), p-ce wulkaniczne (2-0,1mm), tufy i tufity (<0,1mm)

Występowanie w Polsce:

-Filipowice k. Krzeszowic

-okolice Wałbrzycha i Nowej Rudy,

-okolice Buska i Chmielnika.

2.Omówić produkty pogazowe towarzyszące działalności wulkanicznej.

Fumarole (200-800°C)- związane z czynnymi wulkanami. Zawierają różne gazy np. H2O,CO2, F, Cl, H, N, H2S,SO4, HCl, HF,NaCl,KCl,SiF4 itp.,

Solfatary (<200°C)- H2O,H2S,CO2(złoża siarki rodzimej)

Mofety-zupełnie chłodne, głównie CO2

3. Tufy i tufity (podobieństwa i różnice, występowanie w Polsce):

Występowanie w Polsce:

~tufy 

Filipowice k. Krzeszowic

Ok. Wałbrzycha i Nowej Rudy

~tufity

Ok. Buska i Chmielnika (Góry Świętokrzyskie)

4. Narysować i omówić obraz mikroskopowy wybranej skały piroklastycznej.

Tuf : Tło skały stanowi substancja ilasta. Skład mineralny: pseudomorfozy kaolinitowe po skaleniach, kwarc wulkaniczny, zopacytyzowane blaszki biotytu, litoklasty, fragmenty szkliwa wulkanicznego, wtórne minerały węglanowe

5. Wyjaśnić terminy: tefra, matrix, czert, ooid, less.

Tefra- nieskonsolidowany materiał piroklastyczny różnej wielkości (bloki, bomby, piaski, tufy itp.)

Matrix- tj. spoiwo wypełniające- materiał okruchowy o wielkości ziaren znacznie mniejszej od wielkości głównych składników ziarnistych skał okruchowych.

Czert-chemiczna lub biochemiczna skała o strukturze afanitowej, złożona głównie z chalcedonu i kwarcu, tworzy warstwy i soczewki w utworach węglanowych. W odróżnieniu od krzemieni i rogowców, czerty przenikają się ze skałami otaczającymi, stąd ich granice są słabo widoczne. Przy obecności szczątków organicznych wyróżnia się np.. czert okrzemkowy podobny do diatomitu lub czert spongiolitowy (igły gąbek).

Ooid-ziarna o kształcie mniej lub bardziej kulistym, których zewnętrzna część jest zbudowana z koncentrycznych powłok otulających detrytyczne jądro. Powłoki te określa się nazwą korteks. Wielkość ooidów nie przekracza 2mm średnicy.

Less-to węglanowy utwór średniopylasty, żółtawo-szary, miąższości co najmniej 2-3m, zdolny do osiadania pod wpływem nawodnienia lub dodatkowego obciążenia. W stanie suchym wykazuje skłonność do spękania i tworzenia pionowych obrywisk, które zanikają w miarę wzrostu wilgotności i nasycenia wodą osadu. Dominuje frakcja pyłów średnich wyselekcjonowana i deponowana głównie na drodze eolicznej.

6. Skały okruchowe (geneza, klasyfikacja ze względu na frakcję ziarnową)

Są to skały powstałe wskutek nagromadzenia na drodze transportu (rzeczny,morski,eoliczny) składników (allogenicznych) bądź fragmentów skał starszych (magmowe, osadowe, metamorficzne) w basenie sedymentacyjnym oraz minerałów powstałych w strefie hipergenicznej lub obecnych In situ (autigeniczne) w tym basenie szczątków organicznych, związków Fe, Ti, Mn, itp. Skały te mogą zawierać też minerały ciężkie np. piryt. Skały te zbudowane są z dwóch elementów: szkieletu ziarnistego i spoiwa.

7.Założenia klasyfikacji Pettijohna, Pottera i Sievera (1972).

a - arenity kwarcowe, b - arenity sybarkozowe, c - arenity sublityczne, d - arenity arkozowe, e - arenity lityczne, f - waki kwarcowe, g - waki subarkozowe, h - waki sublityczne, i – waki arkozowe, j – waki lityczne

8. Typy spoiw skał okruchowych ze względu na ilość (narysować i omówić).

bazalne - ziarna nie stykają się ze sobą

porowe - ziarna gęściej upakowane, spoiwo wypełnia pory

kontaktowe - spoiwo tworzy cienkie otoczki wokół ziaren

9.Matrix a cement (geneza).

Matrix- tj. spoiwo wypełniające- drobnoziarniste skały okruchowe pochodzenia terygenicznego lub wietrzeniowego, najczęściej ilasto-krzemionkowe (frakcja <0,06mm)

Cement-  tj.spoiwo chemiczne może się tworzyć w procesach syn- (równocześnie z sedymentacją osadu), dia- (w trakcie sedymentacji)  i epigenetycznych (po lityfikacji osadu). Też jako cement regeneracyjny (diageneza osadu) w formie obwódek regeneracyjnych wokół starszego minerału (np.kwarc). Zależności od uziarnienia wyróżnia się: mikryt  (<0,04mm),, sparyt (>0,04mm).

Matrix jest to spoiwo detrytyczne, zaś cement jest to spoiwo wytrącone chemicznie.

10.Kanon opisu skały klastycznej(szkielet ziarnowy->spoiwo).

1)Skład mineralny (planimetria; minerały ciężkie)-trójkąty klasyfikacyjne.

2)Uziarnienie tj. pomiar największego dmax i najczęstszego df ziarna Q.

3)Wysortowanie tj. dmax : df oraz ocena wizualna.

4)Kształt i obtoczenie ziarn (ocena wizualna).

5) Spoiwo (matrix i/lub cement)

6) Mikrostruktury sedymentacyjne (ewentualne).

7) Nazwa skały.

11.Wyjaśnić pojęcia: arenit subarkozowy i waka arkozowo-lityczna.

Arenit subarkozowy- skała okruchowa zbudowana z elementu ziarnistego (>95% obj. Q) i spoiwa (<15% obj.). Spoiwo: porowe zbudowane z anhydrytu, miejscami minerały rudne. Skład mineralny: szkielet: kwarc, skalenie, materiał okruchowy średnioobtoczony, średniowysortowany.

Waka arkozowo-lityczna-skała okruchowa zbudowana z elementu ziarnistego (>95% obj. Skalenie+okruchy skał) i spoiwa typu matrix (15-50% obj.). Szkielet ziarnowy jest słabo wysortowany i słabo obtoczony(ostrokrawędzisty) co jest typowe dla wak. Przeważają skalenie (plagioklazy(K-skalenie) i litoklasty (głównie s.magmowe i osadowe); podrzędnie ziarna kwarcu, silnie zmienione miki. Spoiwo porowo-kontaktowe typu matrix (ilaste).

12.Geneza i ogólna charakterystyka mineralogiczno-petrograficzna skał ilastych.

Powstały wskutek wietrzenia skał macierzystych (magmowych,osadowych,metamorficznych) praktycznie bez transportu (tzw.rezydualne) lub jako produkty działalności wód hydrotermalnych w połączeniu z transportem i sedymentacją. Tworzą się zarówno w środowisku lądowym jak i morskim, przy odpowiednim pH środowiska i chemizmie. Ten ostatni parametr decyduje o wielkości ziarna oraz strukturach sedymentacyjnych. Cechą tych skał jest zdolność przebudowy struktury minerałów przy zmianie warunków fizycznych i chemicznych środowiska.

Składnikami podstawowymi tych skał są minerały ilaste- krzemiany i glinokrzemiany Al, Mg,Fe o strukturze warstwowej (pakietowej) powstające w strefie wietrzenia hialitowego, a także minerały grupy SiO2 (kwarc, chalcedon, opal), minerały detrytyczne (miki,skalenie), węglany, związki Fe, Ti, substancja organiczna, składniki piroklastyczne itd. (>50% frakcji pelitowej). Do minerałów ilastych należą przedstawiciele grupy: kaolinitu, illitu, monmorillonitu, glaukonitu, chloryty). Minerały te cechuje zmienność strukturalna i niestabilność składu chemicznego(zmiany dobowe i sezonowe środowiska np.temperatura,wilgotność,itp.) prowadzą do powstania skał o strukturach mieszanych np. illit-montmorillonit, wysoki stopień rozdrobnienia z czym wiążą się cechy jak: plastyczność, aktywność powierzchniowa, sorpcja itp.

Bardzo skomplikowane metody badawcze: rentgenografia, termiczna analiza różnicowa, mikroskop elektronowy skaningowy.

13.Struktury i tekstury skał ilastych.

Struktury:

-pelitowa-w przypadku skał zasobnych w minerały ilaste.

-fytopelitowa-w przypadku skał zasobnych w szczątki organiczne.

-porfiroblastowa-jako wynik rekrystalizacji autogenicznej.

-reliktowa-ze śladami struktur pierwotnych

Tekstury:

-bezładna;uporządkowana(rytmiczna,mikrorytmiczna itd.)

-zbita.

14.Wymienić i krótko scharakteryzować skały ilaste zasobne w kaolinit.

Skały ilaste zasobne w kaolinit to:

-kaoliny,

-iły kaolinitowe,

-tonsteiny.

Kaolin (Turoszów)-podstawowe tło skały stanowi bardzo nisko dwójłomny (szary) kaolinit, miejscami widoczne kolumnowe agregaty kaolinitu, reliktowe zachowanie ziarna kwarcu, blaszki mik( hydromuskowit), skalenie (mikroklin, plagioklazy) częściowo skaoolinityzowane.

Tonsteiny (łupki ogniotrwałe) – powstają w wyniku przeobrażania tufów i/lub tufitów w środowisku kwaśnym typu torfowisk, bagnisk. Często notowane są w obrębie węgli brunatnych i kamiennych. Wykazują poziome rozprzestrzenienie-doskonałe poziomy korelacyjne. Dzielą się na:

-krupowe- tworzy je mikrokrystaliczny kaolinit będący efektem przeobrażenia głównie szkliwa wulkanicznego także składników piroklastycznych. W skale widoczne są ponadto ziarna kwarcu, relikty skaleni, substancja organiczna, apatyt.

-pseudomorfozowe- pomikowe, formy robakowate, w skale widoczne przeobrażone szkliwo, skalenie, kwarc, silnie uwęglona substancja organiczna.

15. Krótko scharakteryzować kaolin (podać zastosowanie i występowanie w Polsce).

Kaolin-osadowa skała ilasta składająca się głównie z kaolinitu, biała, szara lub żółtawa, w stanie suchym pylasta, zmoczona staje się plastyczna. Powstaje w wyniku wietrzenia skał bogatych w skalenie (głównie granitów), skał metamorficznych (głównie gnejsów) i niekiedy skał osadowych (arkoza) w klimacie gorącym i wilgotnym.Wykorzystywany jest m.in. w przemyśle ceramicznym jako główny składnik masy porcelanowej, czasem również fajansowej i porcelitowej, do produkcji urządzeń sanitarnych, w przemyśle papierniczym, chemicznym, do wyrobu farb klejowych, ultramaryny, przemysł budowlany – produkcja białego cementu i specjalnych zapraw, produkcja kredek, ołówków, przemysł kosmetyczny. W Polsce występuje na Dolnym Śląsku (Strzegom, Strzelin, Góry Izerskie).

16. Tonsteiny (geneza, charakterystyka petrograficzna, podział, występowanie).

Tonsteiny (łupki ogniotrwałe) – powstają w wyniku przeobrażania tufów i/lub tufitów w środowisku kwaśnym typu torfowisk, bagnisk. Często notowane są w obrębie węgli brunatnych i kamiennych. Wykazują poziome rozprzestrzenienie-doskonałe poziomy korelacyjne. Dzielą się na:

-krupowe (oczkowe) (spłaszczone sferycznie)- tworzy je mikrokrystaliczny kaolinit (pierwotny) będący efektem przeobrażenia głównie szkliwa wulkanicznego także składników piroklastycznych. W skale widoczne są ponadto ziarna kwarcu, relikty skaleni, substancja organiczna, apatyt.

-pseudomorfozowe (wtórne) – pomikowe (niekiedy relikty mik), formy robakowate, w skale widoczne przeobrażone szkliwo, skalenie (sanidyn), kwarc, silnie uwęglona substancja organiczna ( 1N-brunatna, NX-czarne nieregularne formy).

Występowanie: W Polsce we wszystkich zagłębiach węgla kamiennego.

17. Wymienić i krótko scharakteryzować skały zasobne w montmorillonit.

Skały zasobne w montmorillonit:

-bentonity,

-iły bentonitowe,

-iły montmorillonitowe.

Bentonit-odpowiednik tonsteinów, powstaje z przeobrażenia tufów i tufitów w środowisku lekko alkalicznym, takie środowisko zapewnia podmorskie wietrzenie (tworzy się montmorillonit).

Iłowiec montmorillonitowy-skałę buduje drobnołuseczkowa substancja ilasta typu montmorillonitowego. Podrzędnie występują mikrolaminy równoległe zbudowane z węglowego detrytusu roślinnego, relikty mik, skaleni. Tekstura równoległa.

Łupek ilasty...