Wykłady 3-4
advertisement
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
