Jak se struktura liší od textury?
Úkol 1. Na základě naučného sběru prostudujte a popište nejčastější vyvřeliny.
Teoretická část
Horniny vznikají v zemské kůře nebo na jejím povrchu při různých geologických procesech. Jejich objem tvoří horninotvorné minerály, které odrážejí podmínky vzniku a určují vlastnosti hornin. Kromě nich mohou horniny obsahovat další, vzácnější (příslušné) minerály, jejichž složení a množství v horninách není konstantní.
Pokud je hornina agregátem jakéhokoli jednoho horninotvorného minerálu, nazývá se mono- nebo monominerální . Příkladem takových hornin je například mramor, což je agregát krystalických zrn kalcitu. Pokud hornina obsahuje více horninotvorných minerálů, nazývá se multi- nebo polyminerální . Příklady takových hornin zahrnují žuly sestávající z křemene, draselno-sodného živce a kyselého plagioklasu, stejně jako biotit a rohovec.
Struktura hornin je dána strukturou a texturou.
Struktura označuje stav minerální hmoty tvořící horninu, velikost a tvar krystalických zrn nebo úlomků obsažených v jejím složení a jejich vzájemné vztahy. Pokud se tedy hornina skládá výhradně z krystalických zrn, mluvíme o plně krystalické struktura. Když převažuje sklovitá (amorfní) hmota, mluvíme o skelný struktura. Pokud jsou krystalická zrna (fenokrysty nebo porfyrické segregace, nebo fenokrysty) rozptýlena do obecné sklovité nebo kryptokrystalické hmoty, struktura se nazývá porfyritický. Jsou-li velká krystalická zrna proložena také krystalickou, ale jemnozrnnější hmotou, je struktura tzv. porfyritický. V případě, že se skála skládá z jakýchkoli úlomků, mluví o klastický struktura.
Krystalické a klastické struktury se zase dělí na řadu struktur na základě velikosti zrn a úlomků. Mezi krystalickými strukturami se tedy v závislosti na velikosti krystalových zrn rozlišují hrubozrnný s průměrem zrna větším než 5 mm, střední zrno s velikostí zrna od 5 mm do 2 mm, jemnozrnné s průměrem zrna menším než 2 mm. V případech, kdy se hornina skládá z velmi malých krystalických zrn, která nejsou viditelná pouhým okem, je její struktura definována jako Afan и zboží , nebo kryptokrystalické.
Pokud to velikosti zrn dovolují, je stanovení struktury doplněno o charakteristiku tvaru zrna.
Na základě relativní velikosti se rozlišují jednotně zrnité и nerovnoměrně zrnité struktur. V prvním případě mají zrna minerálů víceméně stejné velikosti, ve druhém se jejich velikosti výrazně liší. Extrémní projev nerovnoměrně zrnité struktury je porfyrický a porfyritický.
Pod textura rozumět stavbě plemene, tzn. distribuce a relativní poloha částic, které ji tvoří (zrnka, úlomky atd.), v prostoru. Zvýrazněte hustý и porézní textury, homogenní и orientované – vrstvené, břidlicové atd. Níže při popisu hornin budou podrobněji rozebrány jejich charakteristické textury a podmínky jejich vzniku.
Studium složení a struktury hornin nám umožňuje určit podmínky jejich vzniku. Klasifikace hornin je založena na genetických vlastnostech. Podle původu se plemena dělí na tři typy:
1) vyvřelé neboli vyvřelé horniny vzniklé ze silikátové taveniny – magmatu nebo lávy – tuhnoucí za různých podmínek;
2) sedimentární horniny vzniklé na povrchu Země v důsledku exogenních procesů;
3) metamorfované horniny vzniklé při zpracování rekrystalizací jakýchkoli hornin (vyvřelých, sedimentárních a metamorfovaných) v hlubinných podmínkách pod vlivem vysoké teploty a tlaku, jakož i různých kapalných a plynných látek uvolněných z hlubin.
Vyvřelé horniny spolu s metamorfovanými horninami tvoří převážnou část zemské kůry, ale na moderním povrchu kontinentů jsou oblasti jejich rozšíření poměrně malé. V zemské kůře tvoří tělesa různých tvarů a velikostí, tzv. strukturní formy, jejichž složení a struktura odráží chemické složení původního magmatu pro danou horninu a podmínky jeho tuhnutí. Materiálové složení vyvřelých hornin je dáno především složením magmatu, při jehož tuhnutí vznikly. Složení magmatu je však chemicky rozmanitější, neboť při procesu pronikání do zemské kůry či erupci na povrch a při následném tuhnutí se z magmatu a lávy uvolňuje mnoho těkavých složek a především voda. Chemické složení hornin lze určit pomocí speciálních laboratorních testů. Poměrně přesnou představu o chemickém složení horniny však lze získat určením jejího minerálního složení. Hornotvornými minerály vyvřelých hornin jsou minerály silikátové třídy: živce, křemen (konvenčně považován výše ve třídě oxidů), slídy, amfiboly, pyroxeny, které celkem tvoří asi 93 % všech minerálů obsažených ve vyvřelých horninách. dále olivín, feldspatoidy a některé další silikáty a asi 1 % minerálů jiných tříd.
Podle chemického složení, konkrétně podle obsahu oxidu křemičitého, se vyvřelé horniny běžně dělí do čtyř skupin: ultramafické horniny obsahující oxid křemičitý (Si 02) méně než 45 %, základní – 45-52 %, střední -. 52-65% a kyselé – více než 65%.
V minerálním složení je to vyjádřeno převahou v zásaditějších horninách barevných (tmavě zbarvených), méně bohatých na oxid křemičitý, železito-hořečnatých (mafických nebo femických) minerálech nad světlými obsahujícími více oxidu křemičitého (sialové) a v kyselé – jejich obrácený poměr. Ultramafické horniny jsou tedy charakterizovány minerály olivín, křemičitanem, který je nejchudší na oxid křemičitý, a pyroxeny, a neexistují žádné lehké minerály. V hlavních horninách jsou na prvním místě pyroxeny a olivín, kterých je celkem asi 45–50 %. Z lehkých minerálů jsou v malém množství zastoupeny bazické plagioklasy. Ve středních horninách hrají hlavní roli lehké minerály – živce a mezi barevnými jsou nejčastější rohovec, méně často biotit a ještě méně často pyroxeny. Kyselé obsahují vždy křemen a spolu s ním velké množství draselných živců a kyselých plagioklasů; Tmavě zbarvených je málo, z nichž nejtypičtější je biotit, méně obyčejně rohovec a pyroxeny. Tento poměr barevných a světlých minerálů dává kyselejším horninám světlou barvu a základním tmavší. S tím souvisí i nárůst hustoty z kyselých hornin (2,58 g/cm 3 ) na ultrabazické horniny (až 3,4 g/cm 3 ).
Abychom charakterizovali složení vyvřelých hornin, poměr oxidu křemičitého (Si O2 ) a alkalické kovy (K 2 Oh Na 2 0). Podle tohoto kritéria, s přihlédnutím k obsahu oxidu hlinitého (Al 2 Oz) se rozlišuje řada hornin alkalických zemin, popř normální řada s relativně nízkým obsahem alkálií a řadou hornin s relativně vysokým obsahem – alkalická řada. V každé řadě jsou rody různé kyselosti. Nejběžnější horniny v zemské kůře jsou normální řady. Makroskopické určení, zda hornina patří do normální nebo alkalické řady, je obvykle obtížné. Alkalické horniny obsahují minerály bohaté na alkálie: z barevných – alkálie obsahující odrůdy amfibolů a pyroxenů, z lehkých – draselné-sodné živce, albit a nejtypičtější feldspatoidy.
Níže budeme uvažovat o horninách normální řady a mezi alkalickými horninami – pouze o feldspatoidních horninách.
V závislosti na podmínkách, za kterých magma ztuhlo, se vyvřelé horniny dělí na dvě hlavní skupiny: horniny hluboký (plutonický), popř dotěrný, vzniklé při tuhnutí magmatu v hloubce a horniny vylil (vulkanický), popř překypující, spojené s tuhnutím magmatu vyvrženého na povrch, tzn. láva. Mezi plutonickými horninami jsou vlastně hlubokoNebo propastný plemeno, polohlubokýNebo hypabysální, vznikající při tuhnutí magmatu v hloubkách desítek až několika set metrů, a žíla, vzniká při tuhnutí magmatu v trhlinách. Sopečné horniny kromě eruptivních hornin zahrnují pyroklastické horniny, které jsou nahromaděním materiálu usazeného na povrchu, vyvrženého při vulkanických explozích. Jde o kusy ztuhlé lávy, úlomky minerálů a hornin.
Fyzikálně-chemické podmínky pro tuhnutí magmatu v hloubce a lávy na povrchu jsou různé a liší se od sebe i vzniklé vyvřeliny. To nejsilněji ovlivňuje strukturu hornin. V hloubce dochází k tuhnutí pomalu, s postupným snižováním teploty a tlaku, za přítomnosti těkavých složek, které podporují krystalizaci. Díky tomu se všechny minerály uvolňují v krystalickém stavu a vzniká plně krystalická struktura charakteristická pro hlubinné horniny. Velikost krystalických zrn závisí na vlastnostech magmatu, rychlosti jeho ochlazování a rychlosti krystalizace. Magma stoupá z hloubky na povrch a pohybuje se z podmínek vysokého tlaku a teploty do nízké teploty a tlaku. Zároveň ztrácí plyny v něm rozpuštěné – mineralizátory. Tyto podmínky jsou pro krystalizaci nepříznivé, takže láva na povrchu tuhne a vytváří souvislou amorfní hmotu se sklovitou strukturou nebo mikrokrystalickou hmotu, ve které jsou krystaly pouhým okem prakticky neviditelné (struktura afanitu). Vyvřelé horniny mají navíc porfyrickou strukturu, jejíž krystalické fenokrysty se v hloubce uvolňují z magmatu a hlavní hmota rychle tuhne, když láva dosáhne povrchu.
Podmínky tuhnutí magmatu v hloubce se mění jen málo, proto mají intruzivní horniny obvykle jednotnou texturu, vyznačující se nedostatečnou orientací minerálních zrn. Méně častá je orientovaná (rulová) textura, vyjádřená přítomností pásů různého minerálního složení nebo orientovaného uspořádání barevných minerálů. Tato textura odráží pohyb magmatu během procesu tuhnutí a také jeho gravitační diferenciaci. V efuzivních horninách se orientovaná textura vyskytuje častěji. V tomto případě jsou krystalická zrna, skleněné proudy a dutiny uspořádány uspořádaně ve směru dřívějšího proudu lávového proudu a horniny získávají tekutou texturu.
Hluboké skály a částečně vyvřelé skály mají hustou texturu; vybuchlé mají také porézní strukturu, odrážející proces uvolňování plynů, když láva tuhne. Typ porézní textury je bublinkový, charakterizovaný velmi malými, četnými póry.
Podle stupně alterace se vyvřelé horniny dělí na cenotypický , mající svěží, nezměněné složení a strukturu, a paleotypické – upravená plemena. Když jsou definovány makroskopicky, efuzivní cenotypové a paleotypové horniny je často obtížné rozlišit. Je třeba věnovat pozornost následujícím znakům: textura cenotypových hornin je často porézní, zatímco u paleotypových hornin je hustá (sekundární zhutnění); V paleotypních horninách se nachází mandlovitá textura, která vystupuje z porézní textury po vyplnění dutin sekundárními minerály. Sopečné sklo, charakteristické pro cenotypové horniny, v některých případech krystalizuje v paleotypních horninách a objevuje se velmi jemnozrnná, ale krystalická struktura. Krystalické fenokrysty v paleotypových horninách jsou obvykle velmi pozměněné. Často, v důsledku různých reakcí, barva základní hmoty v paleotypových horninách ztmavne. Výjimkou jsou bazické horniny, ve kterých má čedič (kainotypní hornina) často černou základní hmotu a paleotypní hornina – čedičový porfyrit – je tmavě zelená a šedozelená, což se vysvětluje nahrazením vulkanického skla a pyroxenů chloritanem a výskyt dalších (nazelenalých a zelenošedých) sekundárních minerálů vlivem plagioklasů.
V tabulce Tabulka 4 uvádí nejběžnější intruzivní a výlevné horniny a uvádí jejich charakteristické rysy.
1. Jsou identifikovány čtyři skupiny hornin různé kyselosti: kyselé, střední, bazické a ultrabazické horniny (svislé grafy). Ve spodní části tabulky jsou hlavní horninotvorné minerály charakteristické pro jednotlivé skupiny (světlé a barevné). O tom, zda hornina patří do jedné z těchto skupin, rozhoduje minerální složení, poměr světlých a barevných minerálů a hustota (viz výše).
2. Skupiny kyselých a intermediárních hornin se dělí každá na dvě podskupiny: horniny, ve kterých převládají draselné živce, a horniny převážně s plagioklasy.
Při afanické struktuře výlevných hornin často nelze makroskopicky určit, který živec se v hornině nachází. Jeho přesné určení lze v tomto případě provést pouze mikroskopickým vyšetřením.
3. V každé skupině hornin se rozlišují dvě vodorovné řady odpovídající podmínkám vzniku hornin – výlevné horniny (nahoře) a intruzivní horniny (dole).
4. Intruzivní horniny se dělí na propastné (hluboké) a hypabysální (polohlubinné), neboli žilnaté. Název polohluboké skály vzniká spojením názvu odpovídající hluboké skály spojovníkem. porfyr, pokud v jeho složení převažují draselné živce nad plagioklasy (například syenit – porfyr), popř. porfyrit, pokud převažují plagioklasy (diorit – porfyrit).
5 Řada výlevných hornin se dělí na dvě části – cenotypické a paleotypické horniny. Následné změny ve vyvřelých horninách vedou, jak již bylo zmíněno, k přepracování jejich textury, struktury a částečně i minerálního složení. Názvy paleotypických hornin se tvoří tak, že se k názvu příslušné kainotypické horniny, přeměněné na přídavné jméno, připojí slova porfyr, pokud v živcích převládají draselno-sodné živce (například trachytový porfyr), nebo porfyrit, jde-li o plagioklasy. převládají (například andezitový porfyrit).
Nejběžnější vyvřelé horniny
Skalní struktura (lat. structura – struktura, uspořádání, řád), charakteristika strukturních znaků hornin, určovaná stupněm jejich krystalinity, absolutní a relativní velikostí, tvarem minerálních zrn, která je tvoří, a vztahem mezi jednotlivými složkami. Struktura odráží způsoby a podmínky vzniku hornin a všechny následné sekundární změny a je nejdůležitějším diagnostickým a klasifikačním znakem spolu s minerálním a chemickým složením a texturou hornin. V anglicky psané literatuře jsou pojmy „struktura“ a „textura“ hornin chápány přesně v opačném smyslu. Přitom v ruské ani anglické terminologii neexistují jednoznačná kritéria pro oddělování struktur a textur a používání toho či onoho termínu se v mnoha případech řídí tradicí.
Detailní studium struktury hornin je možné pouze pod mikroskopem. K popisu různých charakteristik struktury se obvykle používá několik přídavných jmen (například plnokrystalická, nerovnoměrně zrnitá, středně hrubozrnná struktura). Stupeň krystalinity vyvřelých hornin se obvykle zvyšuje s přechodem od vulkanických do žilných (hráz) a intruzivních hornin (plutonický).
Typy konstrukcí
Podle velikosti zrna
Podle zrnitosti (absolutní velikost) se rozlišují: hrubozrnné (zrnitost nad 10 mm), hrubozrnné (5–10 mm), středně zrnité (1–5 mm), jemnozrnné (0,1 –1,0 mm) struktury. Pokud jsou zrna viditelná pouhým okem, je struktura klasifikována jako jasně krystalická, pokud není možné zrno vidět bez pomocných prostředků, nazývá se struktura afanitická. Pod mikroskopem se afanitové horniny mohou jevit jako mikrogranulární, tj. krypto- nebo kryptokrystalické (velikost zrna menší než 0,1 mm), sklovité nebo neúplně krystalické.
Podle relativní velikosti zrn
Na základě relativní velikosti zrn se rozlišují stejnoměrné a nerovnoměrně zrnité struktury. Krystaly, které ostře vynikají svou velikostí na pozadí okolní minerální hmoty, se nazývají fenokrysty (fenokrysty) a tmelící materiál se nazývá základní hmota (základ). Pokud jsou velké krystaly zasazeny do agregátu jasně viditelných menších zrn, nazývá se struktura porfyrická, v případě fenokrystů v afanitické základní hmotě se nazývá porfyrická. Horniny s afanitickou strukturou, bez fenokrystů, se nazývají afyrické.
Podle stupně idiomorfismu minerálních krystalů
Podle stupně euedrické (dokonalost krystalografických obrysů) se struktury dělí na panidiomorfní zrnité (všechny minerály mají vysoký stupeň euedrické), hypidiomorfní zrnité (některé krystaly jsou euedrické, jiné jsou ve vztahu k nim xenomorfní) a allotriomorfní zrnitý (všechna zrna jsou xenomorfní). Xenomorfní zrna často vyplňují prostory (interstitium) mezi euedrickými krystaly. Všechny vyvřelé horniny, kromě vulkanických, mají holokrystalickou strukturu.
Struktury vulkanických a vulkano-sedimentárních hornin
U vulkanických hornin (skládajících se ze sopečného skla, krystalických fází, kombinace skla a krystalů) se na základě množství skla rozlišují sklovité, neúplně krystalické, semikrystalické struktury; podle počtu fenokrystů – afyrické, vzácné porfyrické a porfyrické struktury; množstvím skla v podloží horniny (základ) – vitrofyrické (hyalinní nebo sklovité), hyalopilitové (andezitové), pilotaxitické. Na základě poměru a uspořádání minerálních zrn v podloží se rozlišují struktury trachytické, trachytoidní, intersertalové, intergranulární (doleritové), ofitické, poikiloofytické a další.
Picrite. Struktura je porfyrická. Jemnozrnná hornina se vzácnými porfyrickými fenokrysty olivínu a pyroxenu; Převážnou část tvoří vulkanické sklo s mikrolity pyroxenu, olivínu a plagioklasu. Ukázka ze sbírky Spolkové státní rozpočtové instituce “VSEGEI”. Picrite. Struktura je porfyrická. Jemnozrnná hornina se vzácnými porfyrickými fenokrysty olivínu a pyroxenu; Převážnou část tvoří vulkanické sklo s mikrolity pyroxenu, olivínu a plagioklasu. Ukázka ze sbírky Spolkové státní rozpočtové instituce “VSEGEI”.