Sedimentne stijeneSedimentne stijene
11Tom Bean/DRK
Nastaju procesom sedimentacije – taloženja na površini Zemlje
POSTANAK SEDIMENTNIH POSTANAK SEDIMENTNIH STIJENASTIJENA
22
Sedimentne stijene nastaju u Sedimentne stijene nastaju u uvjetima kakvi vladaju na površini uvjetima kakvi vladaju na površini
ili plitko ispod površine Zemljeili plitko ispod površine Zemlje
PODJELA PODJELA SEDIMENTNIHSEDIMENTNIH STIJENASTIJENA
Osnovna podjela sedimentnih stijena Osnovna podjela sedimentnih stijena
uvjetovana je osnovnim procesom koji je uvjetovana je osnovnim procesom koji je
dominantan u njihovom postanku:dominantan u njihovom postanku:
FizičkiFizički
33
FizičkiFizički
BiogeniBiogeni
KemijskiKemijski
PODJELA PODJELA SEDIMENTNIHSEDIMENTNIH STIJENASTIJENA
Klastični sedimenti (Klastični sedimenti (nastaju dominantnim fizičkim nastaju dominantnim fizičkim procesima usitnjavanja starijih stijena, prijenosom i taloženjem procesima usitnjavanja starijih stijena, prijenosom i taloženjem mehanički usitnjenih fragmenata mehanički usitnjenih fragmenata –– KLASTA (čestica, zrna);KLASTA (čestica, zrna);
šljunci, konglomerati, kršje, breče, pijesci, pješčenjaci, šejlovišljunci, konglomerati, kršje, breče, pijesci, pješčenjaci, šejlovi
44
Biogeni, biokemijski, organski sedimentni; (nastaju Biogeni, biokemijski, organski sedimentni; (nastaju posredstvom organizama)posredstvom organizama)
vapnenci (i dolomiti) vapnenci (i dolomiti)
Kemijski sedimentiKemijski sedimenti
Evaporiti Evaporiti
Sedimentne stijene nastaju kroz Sedimentne stijene nastaju kroz četiri fazečetiri faze sedimentnog ciklusasedimentnog ciklusa
Trošenje starijih stijenaTrošenje starijih stijena
TransportTransport materijalamaterijala
55
TransportTransport materijalamaterijala
TaloženjeTaloženje (sedimenta(sedimentacijacija))
Dijageneza (okamenjivanje, Dijageneza (okamenjivanje, litifikacija)litifikacija)
4 faze u procesu nastanka sedimentnih4 faze u procesu nastanka sedimentnihstijenastijena
66Fig. 7.1
1. Trošenje
2. Transport
3. Taloženje
4. Dijageneza (litifikacija)
Trošenje stijenaTrošenje stijena
Fizičke i kemijske promjene Fizičke i kemijske promjene koje se zbivaju u stijenama koje se zbivaju u stijenama kada su pod utjecajem kada su pod utjecajem atmosferskih i bioloških atmosferskih i bioloških
77
atmosferskih i bioloških atmosferskih i bioloških procesaprocesa
KEMIJSKO TROŠENJE KEMIJSKO TROŠENJE MEHANIČKO TROŠENJE MEHANIČKO TROŠENJE BIOGENO TROŠENJEBIOGENO TROŠENJE
KEMIJSKO TROŠENJEKEMIJSKO TROŠENJEpromjena mineralnog sastava stijenapromjena mineralnog sastava stijena
minerali formirani duboko u minerali formirani duboko u unutrašnjosti Zemlje nisu stabilni u unutrašnjosti Zemlje nisu stabilni u površinskim uvjetimapovršinskim uvjetima
Trošenje je proces obrnut slijedu Trošenje je proces obrnut slijedu
88
Trošenje je proces obrnut slijedu Trošenje je proces obrnut slijedu Bowenovog niza: Bowenovog niza: najlakše se troši olivin koji najlakše se troši olivin koji nastaje > 1000nastaje > 100000 C zatim C zatim -- pirokseni pirokseni -- amfiboli amfiboli --biotit biotit -- ortoklas ortoklas -- muskovit muskovit -- kvarc koji nastaje na kvarc koji nastaje na oko 600oko 60000 CC
Glavni uzročnik kemijskog trošenja je Glavni uzročnik kemijskog trošenja je vodavoda
Trošenje kišnicom koja sadrži otopljeni CO2
(voda+CO2=ugljična kiselina.) Ionizacija
99
Ionizacija dijela kiseline= ioni H+ i HCO3
- -blago kisela voda.
Kemijsko trošenjeKemijsko trošenje
KvKvararcc: : kemijski kemijski vvrlo stabilanrlo stabilan
FeldspaFeldspatiti: form: formiraju minerale glina; Ioni kalija i iraju minerale glina; Ioni kalija i
silikatna komponenta ostaju u otopinisilikatna komponenta ostaju u otopini
2KAlSi2KAlSi33OO88+ 2H+ 2H++ + 2HCO+ 2HCO33-- +H+H220 Al0 Al22SiSi22OO55(OH)(OH)4 4
+2K+2K++ +4SiO+4SiO2 2 +2HCO+2HCO33--
FeromagnezijskiFeromagnezijski mineralmineralii: : kemijski se troše tako da kemijski se troše tako da
1010
FeromagnezijskiFeromagnezijski mineralmineralii: : kemijski se troše tako da kemijski se troše tako da
njihovi ioni prelaze u otopinu, a kasnije formiraju njihovi ioni prelaze u otopinu, a kasnije formiraju
oksideokside
Karbonati Karbonati -- lako topivi u vodilako topivi u vodi ((naročito ako voda naročito ako voda
sadrži malo ugljične kiselinesadrži malo ugljične kiseline--CO2 otopljen u vodiCO2 otopljen u vodi))
• CaCO3 + H2CO3 (ugljična kiselina) Ca 2+ + 2HCO3-
Mehaničko trošenjeMehaničko trošenje= usitnjavanje, mehanička erozija= usitnjavanje, mehanička erozija
Događa se najčešće zbog:Događa se najčešće zbog:Smrzavanja Smrzavanja -- voda se smrzavanjem širi i do 9%voda se smrzavanjem širi i do 9%-- glacijalni prostori glacijalni prostori -- voda ulazi u pukotine, smrzavanje, širenje voda ulazi u pukotine, smrzavanje, širenje
leda i pukotina leda i pukotina -- višestruko ponavljanje višestruko ponavljanje -- pucanje i raspadanje stijenepucanje i raspadanje stijene
1111
Termičke oscilacije - različito širenje minerala zbog zagrijavanja stvara pritiske u stijeni i ona puca
- klimatski vruća područja - za vrijeme zalaska Sunca temperatura zraka može pasti sa 43o C na samo 15o C u samo jednom satu.
- nagla promjena temperature slabi stijenu - visoke temperature - širenje; niske temperature - kontrakcija
MEHANIČKO TROŠENJE mijenja MEHANIČKO TROŠENJE mijenja odnos volumena i površineodnos volumena i površine
1212
Mehaničko trošenje je lomljenje stijena na sitnije dijelove -povećanje površine (snažniji utjecaj kemijskog trošenja)
Blok stijene slomljen uslijed Blok stijene slomljen uslijed smrzavanjasmrzavanja
1313
Michael Hambrey
Trošenje uslijed termičkih
TERMIČKE OSCILACIJE
1414
Trošenje uslijed termičkih oscilacija događa se u pustinjama. Stijene se mehanički usitnjavaju (drobe) na čestice dimenzija pijeska
BIOGENO TROŠENJEorganske aktivnosti — od korijenja biljaka do mikroorganizama-mehanički pritisak korijenje prilikom rasta stvara i širi pukotine pa se stijena raspada-biljke svojim korijenjem unose bakterije
1515
-biljke svojim korijenjem unose bakterije -bakterije i alge ulaze u pukotine i proizvode mikropukotine-mikroorganizmi proizvode i kiselinu - kemijsko trošenje stijene-gljive koje proizvode kiselinu - razaranje stijena
Uloga organizama u trošenju Uloga organizama u trošenju stijenestijene
1616Peter Kresam
Trošenjem stijena nastaju TLATrošenjem stijena nastaju TLAsnažan utjecaj klime bez obzira na ishodišnu snažan utjecaj klime bez obzira na ishodišnu stijenustijenu
aridna (suha), umjerena i humidna (vlažna)aridna (suha), umjerena i humidna (vlažna)
tri grupe na temelju mineralnog i kemijskog tri grupe na temelju mineralnog i kemijskog sastava:sastava:
1717
sastava:sastava:
a) vlažna klima: lateritia) vlažna klima: lateriti
b) umjerena klima: pedalferib) umjerena klima: pedalferi
c) suha klima: pedokalic) suha klima: pedokali
--
na površini na površini stijena stijena
kemijskim i kemijskim i mehaničkim mehaničkim
1818
mehaničkim mehaničkim trošenjem trošenjem
formira se TLOformira se TLO
Transport Transport i taloženjei taloženje
Kemijski otopljene tvari prenose se u Kemijski otopljene tvari prenose se u vodenoj otopini vodenoj otopini –– prave homogene prave homogene otopineotopine
1919
Prijenos mehanički usitnjenih Prijenos mehanički usitnjenih fragmenata fragmenata –– KLASTA (čestica, zrna) KLASTA (čestica, zrna) obavlja se snagom vjetra, ledenjaka, obavlja se snagom vjetra, ledenjaka, vod). vod).
Način transporta proizvodi različite Način transporta proizvodi različite sedimente.sedimente.
Nizinske rijeke teku sporo i mogu
2020
transportirati samo najfiniji materijal –silt (prah) i glinu. Vodenu smjesu silta i gline nazivamo mulj. Nizinske rijeke se često izljevaju u svojim poplavnim ravnicama.
U strmim područjima rijeke su mnogo snažnije (bujice) i mogu prenositi mnogo krupnije klaste – pijesak, šljunak i blokove
a b
2121
Iz zasićenih vodenih otopina mogu se izlučiti minerali ako se npr. smanji volumen otapala (vode) isparavanjem - a. Nova sedimentna stijena nastat će, dakle, izravnim izlučivanjem minerala iz vodene otopine – b, c
c
TALOŽENJEM nastaju slojevi TALOŽENJEM nastaju slojevi Slojevitost Slojevitost -- osnovno obilježje osnovno obilježje
ssedimentedimentnih stijenanih stijenaSloj je jedinica nastala taloženjem uz iste Sloj je jedinica nastala taloženjem uz iste fizikalne i kemijske uvjetefizikalne i kemijske uvjeteSloj je obično omeđen slojnim plohama Sloj je obično omeđen slojnim plohama koje mogu biti planparalelne ili nepravilne koje mogu biti planparalelne ili nepravilne
2222
koje mogu biti planparalelne ili nepravilne koje mogu biti planparalelne ili nepravilne (oblik slojeva pločast, lećast, valovit, (oblik slojeva pločast, lećast, valovit, nepravilan)nepravilan)Slojevi su jedinice različite debljine Slojevi su jedinice različite debljine Najmanja debljina sloja je 1 cmNajmanja debljina sloja je 1 cmDijelovi sloja tanji od 1cm zovu se LAMINE Dijelovi sloja tanji od 1cm zovu se LAMINE
SLOJEVI OMEĐENI SLOJNIM PLOHAMA
2323
LITIFIKACIJA LITIFIKACIJA -- procesproces koji pretvara akumulirani koji pretvara akumulirani materijalmaterijal ((sedimentsediment) u sedimentnu stijenu) u sedimentnu stijenu
KompakcijaKompakcija: redu: reducira prostor pora;cira prostor pora;gline i muljevi sadrže i dogline i muljevi sadrže i do 60% 60% vodevode; 10% ; 10% vode vode nakon kompakcijenakon kompakcije..
CementaCementacijacija: : kkemiemijska precipitacija mineralnog jska precipitacija mineralnog materijala između zrnamaterijala između zrna (SiO(SiO , CaCO, CaCO , Fe, Fe OO ) ) veže veže
2424
materijala između zrnamaterijala između zrna (SiO(SiO22, CaCO, CaCO33, Fe, Fe22OO33) ) veže veže sediment u sedimentnu stijenu sediment u sedimentnu stijenu 2
KOMPAKCIJA KOMPAKCIJA –– preslagivanje čestica ili preslagivanje čestica ili ZBIJANJE (redukcija pornog prostora)ZBIJANJE (redukcija pornog prostora)
2525
kkompaompakcijakcija
-- precipitaprecipita--
- istiskivanje vode i preslagivanje
cementacija
2626
-- precipitaprecipita--cija novih cija novih minerala u minerala u pornom pornom prostoruprostoru
SISTEMATIKA SEDIMENTINIH SISTEMATIKA SEDIMENTINIH STIJENASTIJENA
2727
Podjela sPodjela sedimentedimentnih stijenanih stijena(a)(a) Stijene koje su građene od fragmenata Stijene koje su građene od fragmenata --
KLASTA nastalih trošenjem starijih stijena KLASTA nastalih trošenjem starijih stijena
(magmatskih, metamorfnih ili sedimentnih) (magmatskih, metamorfnih ili sedimentnih)
zovu se KLASTIČNE sedimentne stijene zovu se KLASTIČNE sedimentne stijene
--Mineralni sastav: klasti kvarca, feldspata i Mineralni sastav: klasti kvarca, feldspata i
2828
--Mineralni sastav: klasti kvarca, feldspata i Mineralni sastav: klasti kvarca, feldspata i
odlomci starijih stijenaodlomci starijih stijena
(b)(b) Stijene formirane precipitacijom minerala iz Stijene formirane precipitacijom minerala iz otopine podjednako organskim ili anorganskim otopine podjednako organskim ili anorganskim procesima zovu se BIOGENE i KEMIJSKE procesima zovu se BIOGENE i KEMIJSKE sedimentne stijenesedimentne stijene
Mineralni sastav: karbonati (kalcit, dolomit), kvarcMineralni sastav: karbonati (kalcit, dolomit), kvarc
KLASTIČNI SEDIMENTIKLASTIČNI SEDIMENTI
-u postanku klastičnih sedimenata prisutne su sve četiri faze:
2929
Trošenje starijih stijena,
Transport klasta
Taloženje,
Litifikacija
Veličina klastaVeličina klasta
ŠLJUNAKŠLJUNAKKRŠJEKRŠJE
2 mm
KRUPNO ZRNATI SEDIMENTI
3030
PIJESAKPIJESAK
PRAH (SILT)PRAH (SILT)
GLINAGLINA
2 mm
0,063 mm
0,004 mm
SREDNJE ZRNATI SEDIMENTI
SITNO ZRNATI SEDIMENTI
KlastiKlasti
ZRNA
3131
ZRNA
PORE
Izlučivanje cementa u pornom Izlučivanje cementa u pornom prostoruprostoru
Izlučivanje
3232
mineralne tvari u porama –CEMENTA-CIJA
mmuljulj šejlšejl
KLASTIČNI SEDIMENTI
Sediment Sedimentna stijena(nevezani) (vezana)
(glina + silt)(glina + silt)
3333
pijesakpijesak pješčenjakpješčenjak
šljunakšljunak konglomeratkonglomeratkršjekršje brečabreča
MULJ
3434
ŠEJL
PIJESAK
3535
PJEŠČENJAK
ŠLJUNAK
3636
KONGLOMERAT
Klastične stijene uglavnom su prisutne u Klastične stijene uglavnom su prisutne u Panonskom dijelu Hrvatske.Panonskom dijelu Hrvatske.Njihovo recentno taloženje vezano je za Njihovo recentno taloženje vezano je za donos i taloženje velikim rijekama, u donos i taloženje velikim rijekama, u
3737
donos i taloženje velikim rijekama, u donos i taloženje velikim rijekama, u njihovim koritima i poplavnim ravnicama.njihovim koritima i poplavnim ravnicama.
BIOGENI I KEMIJSKI BIOGENI I KEMIJSKI SEDIMENTISEDIMENTI
3838
Vrste biogenih i kemijskih sedimenataVrste biogenih i kemijskih sedimenataNAJČEŠĆI SU KARBONATINAJČEŠĆI SU KARBONATI
VAPNENACVAPNENAC izgrađen od minerala kalcita izgrađen od minerala kalcita
CaCOCaCO33
Kalcit se precipitira izravno iz Kalcit se precipitira izravno iz morske vodemorske vode(karbonatni mulj), ali vrlo često (karbonatni mulj), ali vrlo često posredstvom posredstvom
3939
(karbonatni mulj), ali vrlo često (karbonatni mulj), ali vrlo često posredstvom posredstvom organizamaorganizama koji izgrađuju skelete od kalcita, koji izgrađuju skelete od kalcita,
a njihovim se ugibanjem akumuliraju fosilni a njihovim se ugibanjem akumuliraju fosilni
fragmenti tvoreći biogeni vapnenacfragmenti tvoreći biogeni vapnenac
DOLOMITDOLOMIT izgrađen od minerala dolomitaizgrađen od minerala dolomita
Mg Mg CaCa((COCO33)2)2
Taloženje vapnenca vezano je za topla, plitka mora Taloženje vapnenca vezano je za topla, plitka mora –– Florida, Florida, Bahamsko otčje, Veliki koraljni greben (Australija), Arapski Bahamsko otčje, Veliki koraljni greben (Australija), Arapski
zaljev...zaljev...
LagunaFlorida
4040
Atlantski ocean
Barijerni otok
Richard A. Davis, Jr
U nastajanju koraljnog grebena važnu ulogu U nastajanju koraljnog grebena važnu ulogu igraju organizmi igraju organizmi
4141Fig. 7.18Jean-Marc Truchet/Tony Stone Worldwide
Skeletni ostaci organizama formiraju biogeni (fosiliferni) vapnenac
4242
Vapnenac bogat foraminiferama.
Vapnenac izgađen od skeleta Vapnenac izgađen od skeleta organizama organizama –– biogeni, biogeni,
ffososiliferni vapnenaciliferni vapnenac
4343Peter Kresan
a b
4444
Iz zasićenih vodenih otopina mogu se izlučiti minerali ako se npr. smanji volumen otapala (vode) isparavanjem - a. Izravnim izlučivanjem iz morske vode visokog saliniteta nastat će mineral DOLOMIT
c
Stijena DOLOMITStijena DOLOMIT
Stijena izgrađena od minerala Stijena izgrađena od minerala dolomita dolomita koji je prema fizikalnim svojstvima vrlo koji je prema fizikalnim svojstvima vrlo sličan kalcitu MgCa (CaCOsličan kalcitu MgCa (CaCO33))22 (dakle, (dakle, stijeni vapnencu) stijeni vapnencu)
4545
stijeni vapnencu) stijeni vapnencu)
Hladna solna kiselina otapa kalcit; oslobađa se Hladna solna kiselina otapa kalcit; oslobađa se ugljični dioksidugljični dioksid
-- dolomit se ne otapa u hladnoj HCl)dolomit se ne otapa u hladnoj HCl)
4646
Karbonatne stijene Karbonatne stijene –– vapnenci i dolomiti su vapnenci i dolomiti su glavne sedimentne stijene u Vanjskim glavne sedimentne stijene u Vanjskim Dinaridima. To područje se također zove Dinaridima. To područje se također zove zona KRŠA (Vanjski Dinaridi se prostiru zona KRŠA (Vanjski Dinaridi se prostiru južno od linije Karlovacjužno od linije Karlovac--Sarajevo).Sarajevo).Vapnenci su podložni otapanju uslijed Vapnenci su podložni otapanju uslijed otapanja u vodi u kojoj je otopljen ugljični otapanja u vodi u kojoj je otopljen ugljični
4747
otapanja u vodi u kojoj je otopljen ugljični otapanja u vodi u kojoj je otopljen ugljični dioksid. Rezultat toga su brojni oblici krša: dioksid. Rezultat toga su brojni oblici krša: škrape, vrtače, krška polja, spilje, ponori.škrape, vrtače, krška polja, spilje, ponori.Na vapnencima se razvija specifično tlo koje Na vapnencima se razvija specifično tlo koje se zove terra rossa.se zove terra rossa.
STIJENA KOJA JE NA PRIJELAZU STIJENA KOJA JE NA PRIJELAZU IZMEĐU KLASTIČNIH I KEMOGENIH IZMEĐU KLASTIČNIH I KEMOGENIH SEDIMENATA (sadrži klastični materijal SEDIMENATA (sadrži klastični materijal dimenzije gline + karbonat dimenzije gline + karbonat –– kalcit izlučen kalcit izlučen
4848
dimenzije gline + karbonat dimenzije gline + karbonat –– kalcit izlučen kalcit izlučen iz otopine) zove se iz otopine) zove se LAPORLAPOR
Lapor se otapa u hladnoj solnoj kiselini Lapor se otapa u hladnoj solnoj kiselini (otapaju se njegovi kalcitni dijelovi)(otapaju se njegovi kalcitni dijelovi)
Lapor ima školjkast lomLapor ima školjkast lom