4.12.2014
Cliffs of Moher, Irska
~ karbonski glinavci in peščenjaki ~
SEDIMENTOLOGIJA
1.Uvod
PRAVILA IGRE
`
Razrez ur
`
`
35 ur predavanj
30 ur vaj
`
`
`
`
`
`
5 terenskih dni
`
`
v okviru predmeta Terensko delo II
pogoj za udeležbo na TV
`
`
`
Sedimentologija in stratigrafija (ali obratno ☺)
80 % udeležba na predavanjih in
80 % udeležna na vajah
Pogoji za pridobitev frekvence
`
zadostna udeležba
`
`
`
`
2 uri granulometrija
2 uri struktura sedimentov in sedimentnih kamnin
4 ure tekstura sedimentov in sedimentnih kamnin
11 ur mikroskopija klastičnih sedimentnih kamnin
11 ur mikroskopija karbonatnih sedimentnih kamnin
80 % udeležba na predavanjih in
80 % udeležna na vajah
opravljen kolokvij
Obveznosti
`
`
kolokvij (granulometrijska naloga, makro vzorci in teksture, mikroskopija)
pisni ali ustni izpit
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
1
4.12.2014
LITERATURA
`
KNJIGE
`
`
`
`
`
`
`
ATLASI
`
`
`
`
`
`
`
Tucker: Sedimentary Petrology
Boggs: Petrology of Sedimentary Rocks
Tišljar: Sedimentologija Karbonata i Evaporita
Flügel: Microfacies of Carbonate Rocks
Tucker: Techniques in Sedimentology
Tucker: Sedimentary Rocks in the Field
Pettijohn & Potter: Atlas and Glossary of Primary Sedimentary Structures
Horowitz & Potter: Introductory Petrography of Fossils
Adams, MacKenzie & Guilford: Atlas of sedimentary rocks under the microscope
Scholle: Constituents,Textures, Cements, and Porosities of Sandstones and Associated Rocks
Scholle: Carbonate Rocks. Constituents,Textures, Cements, and Porosities.
Adams & MacKenzie: Carbonate Sediments and Rocks Under the Microscope
MATERIALI
`
`
tabele, diagrami, slikovno gradivo, delovni listi
(spletna stran: http://www.geo.ntf.uni-lj.si/mivrabec/Sedimentologija)
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
OSNOVNI POJMI
SEDIMENTOLOGIJA
Proučuje SEDIMENTE in SEDIMENTNE KAMNINE ...
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
2
4.12.2014
OSNOVNI POJMI
SEDIMENTOLOGIJA
... ter PROCESE, ki erodirajo, transportirajo in odlagajo sedimente – torej,
procese nastanka sedimentov in sedimentnih kamnin.
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
OSNOVNI POJMI
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
3
4.12.2014
OSNOVNI POJMI
SEDIMENTNA PETROLOGIJA
Proučuje ZNAČILNOSTI, sestavo in nastanek sedimentov in sedimentnih kamnin.
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
OSNOVNI POJMI
STRATIGRAFIJA
Prav tako proučuje
sedimente in
sedimentne kamnine
... vendar ...
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
4
4.12.2014
OSNOVNI POJMI
STRATIGRAFIJA
Proučuje sedimente in sedimentne kamnine na nivoju PLASTI: njihov izvor,
medsebojne odnose, lateralno in vertikalno raztezanje, starostna razmerja ...
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
ZASTOPANOST SEDIMENTNIH KAMNIN
Sedimentne kamnine predstavljajo le 7.9% Zemeljske skorje.
66% Zemeljske površine pokrivajo sedimenti in sedimentne kamnine.
Relativna zastopanost kamnin
- v Zemeljski skorji -
Relativna zastopanost kamnin
- na Zemeljskem površju -
Relativna zastopanost sedimentnih kamnin
na Zemeljskem površju
Ljudje imamo opravka z Zemljo v glavnem na njenem površju ali neposredno pod površjem
– torej smo večino časa v neposredni interakciji s sedimenti in sedimentnimi kamninami.
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
5
4.12.2014
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
POMEMBNOST SEDIMENTNIH KAMNIN
`
Tekstura, struktura in sestava
sedimentnih kamnin
narava in
značilnosti paleopovršja in
nekdanjih sedimentacijskih
bazenov.
`
Prisotni fosili
življenje na Zemlji
v geološki preteklosti.
Sedimentne kamnine so direktni dokaz o razvoju Zemeljskega površja in življenjskih
oblik skozi geološki čas.
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
6
4.12.2014
POMEMBNOST SEDIMENTNIH KAMNIN
`
Sedimentne kamnine nosijo zapis o
preteklih tektonskih premikih,
spremembah nivoja morske gladine,
paleoklimatskih pogojih
torej zapis
o globalnih spremembah na Zemlji v
geološkem času.
`
Sedimentne kamnine beležijo
zgodovino spreminjanja okolij na
Zemlji v geološki preteklosti.
`
interpretacija okolja + starost kamnin
= Zgodovina Zemlje
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
POMEMBNOST SEDIMENTNIH KAMNIN
`
Interpretacija sedimentacijskih okolij
`
Recentni sedimenti odražajo recentne spremembe fi-ke-bio pogojev v okolju kjer nastajajo
ter kompleksne interakcije med geo- in biosfero.
`
S proučevanjem recentnih sedimentacijskih okolij si pomagamo pri razlagi pogojev in okolij
v katerih so nastajali sedimenti v geološki preteklosti.
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
7
4.12.2014
POMEMBNOST SEDIMENTNIH KAMNIN
Navzkrižna plastnatost v 240 Ma starih
kamninah v centralnem delu US
velike
vetrne dine
v centralnem delu US je
bila pred 240 Ma puščava!
Sedanjost je ključ do preteklosti!
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
POMEMBNOST SEDIMENTNIH KAMNIN
`
Sedimentne kamnine pogosto vsebujejo minerale in fosilna goriva, ki so
velikega ekonomskega pomena.
`
`
`
`
večina svetovne oskrbe z
energijo je vezana na fosilna
goriva, ki izvirajo iz
sedimentnih kamninah: nafta,
zemeljski plin, premog
mineralna nahajališča v
sedimentnih kamninah: sol,
fosfor, žveplo, železo in druge
kovinske rude, uran ...
v sedimentnih kamninah so
vodonosniki – vir vode
sedimentne kamnine se
uporabljajo tudi kot gradbeni
material
Svetovne energetske potrebe
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
8
4.12.2014
POMEMBNOST SEDIMENTNIH KAMNIN
`
Sedimentne kamnine pogosto vsebujejo minerale in fosilna goriva, ki so
velikega ekonomskega pomena.
`
`
`
`
večina svetovne oskrbe z
energijo je vezana na fosilna
goriva, ki izvirajo iz
sedimentnih kamninah: nafta,
zemeljski plin, premog
mineralna nahajališča v
sedimentnih kamninah: sol,
fosfor, žveplo, železo in druge
kovinske rude, uran ...
v sedimentnih kamninah so
vodonosniki – vir vode
sedimentne kamnine se
uporabljajo tudi kot gradbeni
material
Svetovne energetske potrebe
`
Leta 2001 (Kanada)
energentov
`
`
`
`
`
`
`
poraba primarnih
39% zemeljski plin
25% nafta
20% vodna energija
11% premog
5% jedrska energija
~3/4 energentov izvira iz sedimentnih kamnin
nafta
svetovno najpomembnejši energent, saj
pokriva ~36% vseh energetskih potreb
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
POMEMBNOST SEDIMENTNIH KAMNIN
`
Hazard in inženiring
`
`
`
Sedimentni transport in/ali erozija vplivata na:
`
lociranje pomembnih objektov: pristanišča, ceste ...
`
stabilnost gradbenih struktur: stavbe, mostovi ...
Struktura sedimentnih kamnin (na pr. velikost
zrn) določa mehanske lastnosti kamnin
Sestava, struktura in tekstura sedimentnih
kamnin določajo stabilnost pobočij
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
9
4.12.2014
POMEMBNOST SEDIMENTNIH KAMNIN
`
Hazard in inženiring
`
`
`
Sedimentni transport in/ali erozija vplivata na:
`
lociranje pomembnih objektov: pristanišča, ceste ...
`
stabilnost gradbenih struktur: stavbe, mostovi ...
Struktura sedimentnih kamnin (na pr. velikost
zrn) določa mehanske lastnosti kamnin
Sestava, struktura in tekstura sedimentnih
kamnin določajo stabilnost pobočij
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
KAMNINSKI KROG ALI KAMNINSKI CIKEL
Sediment
Lithification
Deposition
Transport
Sedimentary Rocks
Erosion
Metamorphism
Weathering
Igneous Rocks
Crystallization
Metamorphic Rocks
Magma
Melting
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
10
4.12.2014
KAJ SEDIMENTNE KAMNINE BELEŽIJO
`
`
`
`
`
Provenienco – izvorne
kamnine, ki so dale
sedimentni material
Erozijski in transportni
deljavniki
Sedimentacijsko okolje
Diagenezo – procesi, ki so
se odvijali po odložitvi
sedimenta
1. PREPEREVANJE in
EROZIJA
3. ODLAGANJE ali
SEDIMENTACIJA
2. TRANSPORT
Paleogeografske in
strukturne razmere v času
sedimentacije in diageneze
4. CEMENTACIJA in
LITIFIKACIJA
VPRAŠANJE: Kakšna je razlika med preperevanjem in erozijo?
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
IDENTIFIKACIJA IN RAZLOČEVANJE SEDIMENTNIH KAMNIN
SESTAVA
Kateri minerali in/ali delci starejših kamnin gradijo kamnino?
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
11
4.12.2014
IDENTIFIKACIJA IN RAZLOČEVANJE SEDIMENTNIH KAMNIN
SESTAVA
Kateri minerali in/ali delci starejših kamnin gradijo kamnino?
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
IDENTIFIKACIJA IN RAZLOČEVANJE SEDIMENTNIH KAMNIN
STRUKTURA
Kakšna je oblika, velikost in orientacija zrn (mineralov in delcev starejših
kamnin), ki gradijo kamnino?
Bistvena razlika: KLASTIČNA vs. KRISTALINIČNA struktura
VPRAŠANJE: Kaj razumemo pod pojmom tekstura oz. struktura sedimentnih kamnin?
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
12
4.12.2014
GLAVNE TRI VRSTE SEDIMENTNIH KAMNIN
I.
Siliciklastične
III.
Karbonizirane
sedimentne kamnine
sedimentne kamnine
IIa.
Biokemične
sedimentne kamnine
IIb.
Kemične
sedimentne kamnine
Breča
Premog
- klastična struktura -
- vmesna do kristalinična struktura -
Gastropodni apnenec
- vmesna do kristalinična struktura -
Halit
- kristalinična struktura -
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
OSNOVNI PRINCIPI V SEDIMENTOLOGIJI
`
Uniformitarianizm
`
`
sedimenti, ki gradijo sedimentno kamnino so se odložili na enak način kot se odlagajo
recentni sedimenti na Zemeljskem površju v podobnih sedimentacjskih okoljih
Superpozicija
`
sedimentne plasti se odlagajo v ločenih časovnih intervalih, pri čemer so starejše
plasti vedno na dnu, mlajše pa na vrhu
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
13
4.12.2014
OSNOVNI PRINCIPI V SEDIMENTOLOGIJI
`
Izvorna horizontalnost
`
naklonski kot odloženih sedimentov nikoli ne presega strižnega kota
sedimentov se prvotno odloži v horizontalnih plasteh
večina
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
OSNOVNI PRINCIPI V SEDIMENTOLOGIJI
`
Lateralna kontinuiteta
`
`
sedimentne plasti se lateralno razširjajo v vseh smereh, razen kadar jim to preprečuje
kakšna fizična ovira (topografija)
Presečni odnosi
`
kamnine, ki sekajo ali intrudirajo plasti sedimentnih kamnin so vedno mlajše
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
14
4.12.2014
OSNOVNI PRINCIPI V SEDIMENTOLOGIJI
`
Diskontinuiteta ali diskordanca
`
`
predstavljajo hiatus v kamninskem zapisu
odražajo spremembe v nivoju morske gladine
voda shranjena v polarnem ledu
taljenje ledu
volumen oceanske vode v bazenu se zveča
razbremenitev povzroči lokalni dvig kontinentov zaradi izostazije
`
transgresijski (“napredovanje morja”) in regresijski procesi (“umik morja s kopnega”)
diskordanca
kotna diskordanca
kotna diskordanca
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
15
4.12.2014
OSNOVNI PRINCIPI V SEDIMENTOLOGIJI
Diskontinuiteta ali diskordanca
`
`
`
predstavljajo hiatus v kamninskem zapisu
odražajo spremembe v nivoju morske gladine
voda shranjena v polarnem ledu
taljenje ledu
volumen oceanske vode v bazenu se zveča
razbremenitev povzroči lokalni dvig kontinentov zaradi izostazije
`
transgresijski (“napredovanje morja”) in regresijski procesi (“umik morja s kopnega”)
PREGLED SNOVI V OKVIRU PREDMETA SEDIMENTOLOGIJA
Osnovni cilji:
`
prepoznavanje lastnosti sedimentov in
sedimentnih kamnin
(procesi njihovega nastanka
2.
stopnja: Analiza sedimentacijskih okolij
ter Sedimentologija karbonatov in
klastitov)
`
`
`
določanje mineralne in kemične
sestave sedimentov in sedimentnih
kamnin ter njihovih strukturnih in
teksturnih značilnosi
interpretacija izvornega področja
(vključno s provenienco), transportnih
mehanizmov, sedimentacijskega okolja
in diagenetskih procesov)
pogljobljeno: Mikrofacies karbonatov in
klastitov (izbirni predmet)
Vsebina:
`
I. Izvor, klasifikacija in nastopanje sedimentnih kamnin
`
II. Siliciklastične sedimentne kamnine
`
Struktura
`
Tekstura
`
Sestava in klasifikacija: Peščenjaki, Konglomerati, Meljevci in
Glinavci
`
`
`
`
Diageneza in poroznost
III. Karbonatne sedimentne kamnine
`
Sestava in klasifikacija: Apnenci in Dolomiti
`
Diageneza apnencev
`
Dolomitizacija in dolomiti
IV. Ostale sedimentne kamnine
`
Karbonatni klastiti
`
Evaporiti, Roženci, Železove kamnine in Fosforiti
`
Organske sedimentne kamnine
V. Piroklastične sedimentne kamnine
SEDIMENTOLOGIJA: 1. Uvod
16