Transcript
PO CO ZASTANAWIAĆ SIĘ NAD TYM, JAK POWSTAJĄ SKAŁY? (1) Aby poszukiwać surowców – złoża wiążą się z określonymi procesami geologicznymi, w tym magmowymi procesami skałotwórczymi; (2) Dla celów ogólnogeologicznych – np. przy charakteryzowaniu budowy geologicznej jakiegoś obszaru w pracach kartograficznych (tu ostateczny cel jest też „surowcowy”); (3) Dla celów poznawczych – chcemy wiedzieć, w jaki sposób powstają skały (tak naprawdę ta wiedza zmniejsza nakłady przy poszukiwaniach surowców, znając mechanizmy powstawania skał można wykluczyć pewne niepotrzebne prace poszukiwawcze). OBSERWACJE: opis terenowy, opis mikroskopowy, różne badania chemiczne OBSERWACJE + WIEDZA = PROCESY W WYNIKU KTÓRYCH POWSTAŁA SKAŁA
W podobnych warunkach geologicznych w skałach o podobnym składzie chemicznym powstają takie same zespoły minerałów
zatem powstają one w warunkach równowagi chemicznej
Podstawowe definicje układ: wydzielona część rzeczywistości, którą można traktować jako odrębną od reszty Wszechświata; układ definiuje się w oparciu o minimalną ilość składników chemicznych
składniki: wzory (substancje chemiczne) konieczne do opisania składu układu fazy: formy materii w układzie, które sa fizycznie oddzielone jedna od drugiej wariancja (stopień swobody): liczba sposobów, na które można zmieniać zmienne układu, nie zmieniając jego stanu
REGUŁA FAZ GIBBSA
F=C+2-P
F - liczba stopni swobody układu C - liczba składników układu P - liczba faz w układzie reguła faz dotyczy układów zamkniętych, tzn. takich, które nie mogą wymieniać składników z otoczeniem; wtedy są dwie niezależne zmienne, które mogą oddziaływać na układ: ciśnienie (P) oraz temperatura (T) - ich oddziaływanie wyraża liczba „2”.
DIAGRAMY FAZOWE (1) Zmiany stanu układu są pokazane jako funkcje zmiennych intensywnych (P i T) (2) Zmiany składu chemicznego są pokazane jako funkcje P lub T
Diagram fazowy wody
Układ SiO2 (krzemionka) - nefelin (Na2O·Al2O3·SiO2) w 1 bar (Schairer & Bowen 1956)
Układ albit - anortyt w ciśnieniu 1 bar (Bowen 1913): Dwa składniki o nieograniczonej mieszalności
Układ typu minimalnego: albit-ortoklaz
Ben More
Powstawanie magmy Powstanie stopu w wyniku przetopienia protolitu, segregacja stopu od protolitu i kumulacja w większe masy Powstawanie skał magmowych Intruzja magmy, jej krystalizacja i dyferencjacja, stygnięcie zestalonej skały do temperatury otoczenia Topnienie „mokre” i „suche” (dehydratacyjne)
Warunki kruche i podatne w litosferze Pierwsze krople stopu: kąt zwilżania Migracja stopu w warunkach ciśnienia litostatycznego Migracja stopu w warunkach stressu
Podstawowe mechanizmy intruzji magm w warunkach plutonicznych
Cykl Wilsona Stadium
Przykład
Zalążkowe
Doliny ryftowe Pionowy wschodniej Afryki Morze Spreading Czerwone, Zatoka Adeńska
Młode
Dominujący ruch
Cechy charakterystyczne
Skały magmowe
Typowe osady
Metamorfizm
Doliny ryftowe
Toleitowe bazalty trappowe, punktowy wulkanizm alkaliczny Toleitowe bazalty trappowe, punktowy wulkanizm alkaliczny
Podrzędne
Bez znaczenia
Osady szelfowe i basenowe, możliwe ewaporaty
Bez znaczenia
“Wąskie morza” z równoległymi brzegami i osiową depresją Baseny oceaniczne z aktywnym grzbietem Łuki wyspowe i przyległe rowy
Dojrzałe
Atlantyk
Spreading
Toleitowe bazalty Obfite osady szelfowe Podrzędny trappowe, punktowy („miogeosynklinalne”) wulkanizm alkaliczny
Schyłkowe
Pacyfik
Skracania
Końcowe
Morze Śródziemne
Skracanie Młode góry i wypiętrzanie
Skały wulkaniczne, granodioryty
“Blizna końcowa”
“Indus line” w Himalajach
Skracanie Młode góry i wypiętrzanie
Podrzędne
Andezyty, granodioryty
Obfite osady pochodzące z łuków wysp („eugeosynklinalne”) Obfite osady pochodzące z łuków wysp („eugeosynklinalne”), możliwe ewaporaty “Red beds”
Lokalnie rozległy
Lokalnie rozległy
Rozległy
