Geologia___kompletne_wyklady.doc

WSTĘPNE WIADOMOŚCI DOTYCZĄCE NASZEJ PLANETY

Czas biegnie w jedną stronę, niezmiennie. Ziemia wzięła się z materii. Początkiem Ziemi był prawybuch. Teoria wielkiego wybuchu głosi, że początkiem wszechświata był rozwój materii; materialiści twierdzą, że była to energia. Obłok gazowy ulegał kondensacji tworząc protogwiazdy. Następowała synteza do żółtej gwiazdy (Słońce)  - synteza wodoru w hel. Energia i ciepło dochodzące ze Słońca są ważnymi warunkami życia na Ziemi. Kiedyś Słońce zacznie „puchnąć” i planety zostaną wchłonięte i powstanie nadolbrzym.

Układ Słoneczny:

Jest czwarty pod względem wielkości. W centrum jest słońce. Planety krążą wokół Słońca. Gdzieś we wszechświecie może być „inna” Ziemia. Czas obiegu Ziemi wokół Słońca wynosi 352 dni. Każda z planet wykonuje ruch wokół własnej osi; dzięki temu mamy dzień i noc. Układ Słoneczny powstał w wyniku wyrywania materii ze Słońca – tak powstały zalążki planet. Oddziaływały tam siły międzycząsteczkowe. Planety poruszają się w cyklu.

Wpływ układy planetarnego i Słońca na to co się dzieje na Ziemi:

-          przypływy mórz i oceanów,

-          pogoda (przez zmianę kąta nachylenia osi Ziemi do Słońca; regularnie następuje era zlodowacenia na jednej półkuli, a na drugiej strefa gorącego powietrza. Zmieniają się warunki życia na Ziemi – m. in. wyginięcie dinozaurów).

WSZECHŚWIAT GRUP LOKALNYCH

↓

GRUPA LOKALNA

↓

GALAKTYKA MLECZNA DROGA

↓

UKŁAD SŁONECZNY

Określanie wieku skał:

-          zasada określania wieku bezwzględnego skał – na podstawie znajomości okresu połowicznego rozpadu pierwiastka promieniotwórczego,

-          metoda względna określania wieku skał – znalezione otwory w przekroju.

Zasada aktualizmu geologicznego mówi, że procesy geologiczne, ich przebieg zachodzi teraz w podobnych okresach jak kiedyś.

Znajomość Ziemi:

-          studnie – 65 m,

-          tunel simplański – 2130 m,

-          kopalnie odkrywkowe – 500 m,

-          kopalnie podziemne – 1311 m.

W miarę zagłębiania się w Ziemie wzrasta temperatura. W Europie zmienia się o 1oC co
30 m, a w Indiach o 1oC co 100 m. Człowiekowi udało się dotrzeć maksymalnie na głębokość 12,2 km. Promień Ziemi wynosi 6371 km.

Rozwój procesów geologicznych – ich skutki to np. trzęsienie Ziemi.

Ciekłe jądro przekazuje ciepło do plastycznej mezosfery, powoduje jej podgrzewanie różną częstotliwością. Prądy unoszą plastyczną mezosferę, podgrzewa i podtapia płaszcz, pęka skorupa Ziemi, powstaje obszar wulkanizmu – rów środkowo-atlantycki. Rozgrzana materia powoduje powstanie prądu wciągającego. Kolizja dwóch płyt – subdukcja. Powstają uskoki i trzęsienia Ziemi. Przyjmuje się, że występuje w Ziemi 8 takich centrów. Hawaje to jedna ze stref prądów wstępujących.

Strefa subdukcji (kolizji kontynentów):

-          w wyniku tarcia tworzą się skały metamorficzne,

-          powstanie gór,

-          skorupa oceaniczna powoduje sfałdowanie.

Dzięki uskokom tektonicznym powstają Himalaje. Orogeneza alpejska – Himalaje nadal „rosną”. Strefa Polski nie podlega trzęsieniom Ziemi. powstają one na granicy płyt litosfery w strefach subdukcji na granicy między przesuwającymi się płytami. Strefy trzęsienia Ziemi – w klimacie śródziemnomorskim, cywilizacja wschodnia, Indie – strefy najbardziej zaludnione.

Około ¾ powierzchni Ziemi zajmują wody.

Jeśli kontynenty połączymy ze sobą, to doskonale się uzupełniają. Kiedyś istniał tylko jeden wielki kontynent – Pangea. Indie są związane silnie z Afryką. Kontynenty te zaczęły się rozsuwać i powstały kolizje, gdzie występują teraz strefy sejsmiczne. Ruch kontynentów jest na bieżąco śledzony. Pole magnetyczne Ziemi zmienia się. Można wydzielić obszary, w których występują strefy kompresji (ściskanie) oraz dekompresji (rozciąganie):

-          płyta Afrykańska – obszar będzie się odrywał od Afryki,

-          płyta Australijska,

-          wyspy Malezji, Indochiny.

Skały magmowe głębinowe – wysoka temperatura i ciśnienie.

Skały magmowe wylewne – mają strukturę porfirową.

Skały piroklastyczne – skały osadowe powstające na powierzchni Ziemi w wyniku sedymentacji produktów wybuchu wulkanów. Stanowią ogniwo pośrednie pomiędzy skałami osadowymi a magmowymi.

MAKROSKOPOWE ROZPOZNAWANIE MINERAŁÓW

Minerał – jednorodny składnik skorupy ziemskiej o charakterze fazy krystalicznej, powstały w wyniku procesów geologicznych. Cechuje się określonym stechiometrycznym składem chemicznym i właściwościami fizycznymi, a także krystaliczną strukturą sieciową.

Skała – naturalne skupienie kilku minerałów, rzadziej jednego, powstałe pod wpływem różnych procesów geologicznych. Minerały, które odgrywają większą rolę w budowie skał nazywamy minerałami skałotwórczymi. Ze względu na sposób powstania skały dzielimy na:

-          magmowe – stanowią produkt zastygania magmy, tj. ognistopłynnej masy powstającej w głębszych częściach skorupy ziemskiej

-          osadowe – powstają na powierzchni skorup ziemskiej (litosfery), są zwykle produktami niszczenia różnego typu skał starszych. Powstają w wyniku wytrącenia minerałów z roztworu wodnego, jak również ze szczątków organizmów roślinnych i zwierzęcych. Dlatego też dzieli się je na skały:

·         klastyczne,

·         chemiczne,

·         organogeniczne.

-          metamorficzne (przeobrażone) – są one pochodzenia magmowego lub osadowego, które w wyniku działania różnych czynników dostały się w głębsze części skorupy ziemskiej i tam pod wpływem zwiększonego ciśnienia i temperatury uległy przeobrażeniom, czyli daleko idącym zmianom swej pierwotnej budowy i składu mineralnego jednak bez upłynnienia. Zaliczamy tu utwory metasomatyczne zmienione w kontakcie z intruzjami.

Postać krystalograficzna – jest razem 32 układów. Minerały uzyskują budowę charakterystyczną (łupliwość, przełam).

Kształty minerałów:

-          regularne

-          izometryczne

-          włókniste

-          beczułkowate

-          itp.

Minerały tworzą się w wyniku krystalizacji magmy (zmienia się ona pod wpływem temperatury).

Właściwości fizyczne minerałów:

1. właściwości skalarne (niezależne od kierunku badań):

-          gęstość

-          ciepło topnienia

-          pojemność elektryczna

-          ogniotrwałość

2. właściwości kierunkowe (zależne od kierunku badań):

-          twardość

-          łupliwość

-          przełam

-          przewodność cieplna

-          wł. optyczne

Twardość – opór jaki stawia minerał zewnętrznemu działaniu mechanicznemu, zarysowaniu bądź ścieraniu. Cecha stała i charakterystyczna dla każdego minerału. Twardość względna określana przez rys powierzchni minerału minerałami wzorcowymi tworzącymi skalę Mohsa.

Skala Mohsa

1.      talk

2.      gips

3.      kalcyt

4.      fluoryt

5.      apatyt

6.      ortoklaz

7.      kwarc

8.      topaz

9.      korund

10.  diament

Talk– można go zarysować aluminium lub paznokciem.

Gips – można go zarysować paznokciem. Dwa zrośnięte kryształy tworzą „jaskółczy ogon”. Ma stały kąt łamania światła. Rozkładając się daje początek siarce. Czasami ma kolor miodowy. Alabaster – szlachetna odmiana gipsu o białej barwie chętnie stosowana w rzeźbiarstwie.

Kalcyt – można go zarysować drutem miedzianym. burzy z kwasem solnym tworząc CO2. Występuje w wapieniach, w morzach i miejscach wypływów gejzerów. Wrażliwy na działanie czynników atmosferycznych i chemicznych. Wykorzystywany do produkcji cementu.

Fluoryt – można go zarysować nożem. Ma fioletowy kolor, przez co często mylony jest z bardzo twardym minerałem - ametystem.

Apatyt (scorzalit) – można go zarysować nożem. Wykorzystywany jest w rolnictwie jako nawóz. Ma pochodzenie częściowo organogeniczne (z guana). Miodowy.

Ortoklaz – można go zarysować stalą nierdzewną lub narzędziową. Rysa biała. Może być różowy lub mięsisto czerwony (od hematytu), niekiedy zielony – wtedy nosi nazwę amazonitu.

Kwarc – ma bardzo wiele odmian. Wymiary do 1 m. Kryształ górski – bezbarwny, ametyst – fioletowy, cytryn – żółty, morion – czarny.

Topaz –  ma białą rysę.

Korund – ma zastosowanie w przemyśle. Odmiany: rubin, szafir.

Diament – może być bezbarwny lub czarny. Powstaje w temperaturze 500oC oraz pod ciśnieniem 15000 atm.

Łupliwość – zdolność minerałów do pękania pod wpływem uderzenia lub nacisku na części ograniczone płaskimi powierzchniami zwanymi powierzchniami przełamu. Jest to własność kierunkowa, uwarunkowana strukturą sieciową minerałów. Nie występuje wśród minerałów bezpostaciowych. Wyróżniamy 5 stopni łupliwości:

-          łupliwość doskonała – minerał łupie się łatwo pod naciskiem paznokcia; idealnie gładkie powierzchnie łupliwości; typowa dla minerałów blaszkowych,

-          łupliwość bardzo dobra – minerał rozpada się na odłamki ograniczone prawidłowymi ścianami przypominającymi ściany kryształu naturalnego,

-          łupliwość wyraźna – pękanie wzdłuż różnych powierzchni łupliwości; pojawiają się też przełamy,

-          niewyraźna – ściany płaskie należą do rzadkości,

-          bardzo niewyraźna – nie można dostrzec płaszczyzn łupliwości.

Przełam – podzielność według niepłaskich powierzchni. Wykazują go minerały, które nie posiadają łupliwości. Rozpadają się pod wpływem czynników mechanicznych według krzywych powierzchni minerałów. Wyróżniamy różne przełamy:

-          muszlowy,

-          haczykowaty,

-          zadziorowaty,

-          równy,

-          cukrowaty,

-          ziemisty.

MAKROSKOPOWE CECHY OPTYCZNE MINERAŁÓW

Barwa – związana jest ze zdolnością pochłaniania światła białego; wyróżniamy minerały:

-          bezbarwne (achromatyczne),

-          barwne (idiochromatyczne),

-          zabarwione (allochromatyczne).

Rysa (barwa rysy) – barwa proszku uzyskanego po zarysowaniu minerału.

Połysk – powstaje odbicie światła od powierzchni minerału. Jest tym silniejsza im większą wartość ma odbicie światła. Wyróżniamy połyski:

-          metaliczny,

-          półmetaliczny,

-          diamentowy,

-          szklisty,

-          tłusty,

-          jedwabisty,

-          perłowy.

Inne: kruchość, kowalność, smak, zapach.

SKAŁY MAGMOWE

MINERAŁY SKAŁOTWÓRCZE SKAŁ MAGMOWYCH

Krystalizująca się magma tworzy minerały. Minerały skałotwórcze skał magmowych to takie, które biorą udział w budowie tych skał. Można je też spotkać w innych skałach. Większość tych minerałów w mniejszej lub większej ilości jest też w skałach osadowych i metamorficznych. Wśród minerałów skałotwórczych skał magmowych wyróżniamy:

-          minerały główne – ich udział decyduje o przynależności klasyfikacyjnej skały

-          minerały poboczne – pospolite w skałach magmowych, ale w małej ilości więc nie odgrywają istotnej roli w ich klasyfikacji poza sporadycznymi przypadkami

-          minerały akcesoryczne – występują sporadycznie, np. granaty

Minerały skałotwórcze skał magmowych dzielimy na minerały saliczne (jasne) i maficzne (ciemne).

Główne minerały skałotwórcze skał magmowych:

1. grupa piroksenów

              Obejmuje rozmaite kryształy mieszane o bardzo zmiennym składzie chemicznym. Zawiera jony Mg, Fe i grupę krzemianów w postaci Si2O6. Krystalizują w układzie rombowym, pokrój słupkowy. Dobrze wykształcone okazy w przekroju prostopadłym do wydłużenia są 8-boczne. Przedstawiciele: enstatyt, bronzyt, hipersten (pirokseny rombowe) oraz augit (piroksen 1-skośny). Barwa czarna; połysk szklisty, jedwabisty lub perłowy. Kryształy są małe, kilka mm, rzadziej kilka cm. Może być mylony z amfibolami, zwłaszcza z hornblendą. Występuje w skałach zasadowych i obojętnych.

2. grupa amfiboli

Głównym przedstawicielem jest hornblenda - kolor czarny, rysa biała, pokrój słupkowy lub długosłupkowy, sześciokątny.

3. grupa łyszczyków (miki)

              Przechodzą w czasie w minerały wtórne (ilaste). Wyróżniamy ciemne (biotyt – podobny do amfiboli; wietrzejąc przechodzi w kolor miedziano – złoty, tzw. złoto głupców)
i jasne (muskowit – do 2 m2). Mają doskonałą łupliwość, twardość 2-3, połysk perłowy (szklisty). Grupa łyszczyki obejmuje głównie uwodnione glinokrzemiany potasu lub kationu 2 bądź 3 wartościowego. Typową miką jest muskowit Al2(OH)4[AlSi3O10] oraz biotyt K(Mg,Mn...