GEOLOGIJA 2

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Center za pedologijo in varstvo okolja Strokovni študij

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE PEDOLOGIJA Višji predavatelj mag. Tomaž Prus:

GEOLOGIJA 2

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Jadranska plošca in smer njenega pritiska Evrazijska

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Do globine 16 km sestoji zemeljska skorja po racunih Clarka in Washingtona iz 95% magmatskih kamnin, 4% glinenih skrilavcev, 0,75% pešcenjakov, 0,25% apnencev. Metamorfne kamnine so uvršcene med magmatskimi ali sedimentnimi kamninami, glede na njihov izvor. Magma (gr. madza, magja, testo, kvas) je prirodna talina raznih silikatov in nekaterih oksidov (kremenice itd.), ki vsebuje v raztopini razlicne lahko hlapljive komponente. Njena najvišja temperatura se giblje med 1300 in 1500 oC, vendar je obicajno nižja. V bližini kraterjev znaša od 1000 do 1100 oC. Najvažnejši elementi v magmi so: kisik, silicij, aluminij, železo, kalcij, natrij, kalij, magnezij in titan. Teh devet elementov sestavlja 99,25% magme.

NASTANEK MINERALNEGA DELA TAL: GEOLOGIJA

VRSTE MAGME MAFICNA MAGMA: malo SiO2 (42-45%) in Al, veliko Fe, Mg in Ca, malo Na in K, bolj vroca, z lahkoto tece, plini z lahkoto uhajajo iz nje. Iz nje nastajajo kamnine gabrske skupine. Taka lava se mirno izliva lave na površje – šcitasti vulkani havajskega tipa. Tecejo tudi po vec deset kilometrov na uro in ustvarjajo lavne pokrove. Lava vulkana Mauna Loa na Havajih je napravila okoli 16 km na uro.

NASTANEK MINERALNEGA DELA TAL: GEOLOGIJA

KISLA MAGMA: veliko SiO2 (> 65%) in Al, malo Fe in Mg, veliko Na in K, malo Ca, hladna, zelo viskozna (židka) (Si,Al), plini težko izhajajo iz nje. Iz nje nastajajo kamnine granitske in sienitske skupine. Vulkanski izbruhi so izredno eksplozivni – nastanejo kaldere s premerom vec 100 km (Yellowstone). Mont Pele na otoku Martinique tudi na Liparskih otokih Viskoznost daje magmi tudi njeno kristalizacijsko sposobnost. Le-ta je pri malo viskoznih magmah velika in pri zelo viskoznih magmah dosti manjša. Zelo kisle magme so pri nekoliko nižji temperaturi tako viskozne, da iz njih ne morejo vec nastajati kristali, nastaja pa brezoblicno, amorfno steklo; to je vulkansko steklo, obsidian, perlit, plovec.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Najstarejše kamnine so skristalile iz magme in jih imenujemo magmatske kamnine.Vse pojave v zvezi z delovanjem magme pod zemeljskim površjem, tudi njeno premikanje, imenujemo po rimskem bogu podzemlja Plutonu - plutonizem, pojave v zvezi z delovanjem magme na zemeljskem površju (= lave) pa po rimskem bogu ognja Vulcanu - vulkanizem. (Vulcano je bil v starem veku delujoci vulkan na Liparskih otokih in po njem imenujemo danes vse kraje, kjer prihaja magma na površje, vulkane). Kamnine, ki nastajajo iz magme pod zemeljskim površjem, so plutonske kamnine plutoniti ali globocnine, na površju nastale pa vukanske kamnine vulkaniti ali predornine.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Najobsežnejša plutonska telesa so batoliti (gr. batos, globocina, litos, kamen). Imajo nepravilne oblike in neznano podlago, ki sega globoko v zemeljsko skorjo in je morda celo v zvezi z neskristaljeno magmo. Tako obsežni vdori so nastali zaradi pogrezanja ali razmikanja kamnin in je prostore zapolnila magma, ali pa so v zvezi s taljenjem obdajajocih kamnin. Zavzemajo površine, vecje od 200 km2. Manjše in bolj enakomerno široke batolite s površino manj kot 200 km2 imenujemo coke. Pri lakolitu (gr. lakos, jama) pa je magma vdrla v zemeljsko skorjo, gobasto privzdignila kamniti pokrov nad seboj in napolnila prostor. Lakolit je z rovom še povezan v globino. Pri nas ima takšno obliko pohorski tonalit.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Ce vdre magma med sklade in med njimi skrepeni kot bolj ali manj vodoravna plast ali plošca, je to sill (magmatski sklad). Od rova ali razpoke, po kateri je magma prodirala iz globine, postaja sill cedalje tanjši in se nekje izklini. Ta magmatska telesa so obicajno tanka, lahko pa so debela tudi po vec deset metrov. Ponekod so silli tudi zelo obsežni; v Afriki obsega takšna plošca nekaj 100 km. Od vecjih magmatskih teles se zajeda v zemeljsko skorjo navadno vse polno žil, ki prepredajo kamnino v razlicnih smereh. To so dajki (dike) ali žile. Dajki so lahko zelo majhna magmatska telesa, lahko pa so debeli tudi do nekaj deset metrov (30 m). Z magmatskimi kamninami zapolnjeno žrelo nekdanjih vulkanov imenujemo dimnik, cev ali nek. Dimniki tvorijo zvezo med intruzivnimi in efuzivnimi magmatskimi telesi.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Globocnine so skristalile v globini pod velikim pritiskom in visoko temperaturo, ki sta le pocasi padala. Kristali so imeli dovolj casa za razvoj, primanjkovalo pa jim je prostora; zato so se mogla razviti le razmeroma drobna kristalna zrna, približno enake velikosti. Taka kamnina ima zrnato ali granitsko (granum, lat. zrno) strukturo. Predornina pa je kristalila v dveh fazah. Prvi kristali so nastali že v globini. Taka, na pol skristaljena magma je prišla na površje, kjer sta naglo padala pritisk in temperatura in je za kristaljenje ostalo le malo casa. Razvila se je drobnozrnata ali celo amorfna masa. Vecji kristali, ki ležijo v tej osnovi so vtrošniki (fenokristali). Po porfirju imenujemo takšno strukturo porfirsko. Je seveda vec vrst porfirske strukture. Po kemicni sestavi delimo megmatske kamnine v KISLE (felzitske ali salicne) in maficne in locimo pet skupin: granitska, sienitska, dioritska, gabrska in peridotitska. Vsaka skupina ima razlicno množino kremenice, razlicne druge minerale in razlicno gostoto.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Granitska skupina: V Sloveniji je iz granita severni pas magmatskih kamnin v karavanški magmatski coni, ki se vlece južno od Železne kaple in Crne proti Slovenjgraški kotlini. V tamkajšnjem granitu najdemo na primer južno od Crne velike kristale ortoklaza, ki jih obrobljajo svetlejši pasovi plagioklaza. Žilnini granitne magme pegmatit in aplit najdemo pri nas v Centralnih Alpah. Pegmatit je debelozrnat agregat; kristali v njem so lahko zelo veliki kristali spodumena so lahko dolgi vec kot 10 m, berila pa do 7 metrov. Osnovni minerali v pegmatitu so ortoklaz, mikroklin, kremen in sljuda. Razen teh so lahko še turmalin, topaz, beril, fluorit in nekateri drugi. Pegmatit je nastajal v zadnji magmatski fazi, ko je preostala zelo kisla magma, razredcena z lahko hlapljivimi spojinami, predvsem z vodo. Precej tekoca magma je kristalila v razpokah. Ker je bilo veliko lahko hlapljivih snovi, imajo pegmatiti debelozrnato strukturo. Ekonomsko so precej pomembni.

Pegmatite s precej velikimi crnimi turmalinovimi kristali in rdeckastimi granati najdemo na primer v Mislinjskem jarku, s crnimi turmalinovimi kristali pa tudi v malem kamnolomu ob cesti tik pred Ravnami (pred železniškim nadvozom), pa še drugje v okolici Raven.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA Apliti imajo isto mineralno sestavo kot pegmatiti, imajo pa drobnozrnato strukturo. Glavni minerali so: ortoklaz, kremen in sljuda. Tudi apliti so kristalili v zadnji magmatski fazi, ki pa je bila revnejša z lahko hlapljivimi snovmi kot pegmatitska. Vse polno aplitnih žil je v pohorskem tonalitu in cizlakitu.

V Sloveniji so pogosti izdanki paleotipnih predornin granitske, sienitske in dioritske skupine, ki so privreli na površje zlasti za casa srednjetriasnega vulkanizma. Kremenov keratofir si lahko ogledamo v Dedkovem kamnolomu v Kamniški Bistrici, v Veliki Pirešici, pri Tuhinju, na Dobroveljski planoti in Jelovici, pojavlja pa se tudi drugje. Svež je svetlo ali temno siv ali zelenkast in ima porfirsko strukturo. Mlajša predornina dacit je svež in temno siv ali zelenkast in ga je v Sloveniji precej na Pohorju, zahodno od pohorskega tonalita (severno od Crnega vrha, v okolici Velike in Male kope in zahodno od njiju). Na poteh se melje pod nogami kot sivkast pesek.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Sienitska skupina V Sloveniji ni sienita, Keratofir pa ima namesto kalijevih glinencev albit ali anortoklaz. Kremen je zelo redek. Ortofir in keratofir imamo ponekod v Sloveniji skupaj s kremenovim keratofirjem, oziroma kremenovim porfirjem.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Dioritska skupina: V Sloveniji imamo diorit v granitnem pasu karavanške magmatske cone. Iz kremenovega diorita in diabaza je na primer otocek Jabuka v Jadranu. V dioritsko skupino spada tudi tonalit, ki je diorit s precej rogovace, biotita in kremena. Kamnoseki ga pri nas imenujejo "pohorski granit". V Sloveniji je veliko tonalita v osrednjem delu srednjega in vzhodnega konca Pohorja. To temno sivo kamnino prepletajo razlicno debele bele aplitne žile. Tonalit so prej veliko uporabljali kot kocke za tlakovanje, sedaj pa najvec za obloge stavbnih zunanjšcin, za police, mize itd. v notranjosti. Iz tonalita je tudi južni (tonalitni) pas karavanške magmatske cone. Na zahodnem koncu spremljata pohorski tonalit tonalitni porfirit in dacit. Kremenov porfirit je tudi v kamnolomih v Kokri. V Sloveniji je tudi precej porfirita (= paleotipni andezit). Najdemo ga na Jelovici, v okolici Bleda, v okolici Tržica in Sv. Ane, pri Cerknem, pri Vojniku, Podcetrtku, v Bohinju, pod Vršicem in še tu in tam. Masiv Smrekovca, Velikega kamna in Travnika je iz andezita, svetle, lahko pa tudi temnejše ali celo crne oligomiocenske predornine. Lahko ima malo kremena.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Gabrska skupina: V Sloveniji spremlja gabro granit in diorit v granitnem pasu karavanške magmatske cone. Gabro pri Jablanici (Bosna in Hercegovina) je dobil ime jablanit. Iz te temno sive kamnine je med drugim v Ljubljani nekdanja Slavija. Po kraju Cezlak na Pohorju je dobila ime tipicna slovenska kamnina cizlakit. Je temno zelena s temno zeleno rogovaco, svetlo zelenim avgitom in belimi plagioklazi. V Ljubljani so precej te lepe kamnine uporabili na zunanjšcini palace Ljudske skupšcine in Doma sindikatov. Kamnino prepletajo bele aplitne žile. Gabru ustreza prekristaljena predornina - diabaz. V Sloveniji ga najdemo predvsem v pasu zelenih skrilavcev z diabazi in njihovimi tufi, ki se vlece južno od Železne kaple proti vzhodu, južno od Crne proti Zgornjemu Razborju v Slovenjgraški kotlini. Diabaz so nadalje ugotovili na Bohorju, pri Crnolici, pri Laškem, v Selški dolini med Selci in Lajšami. Gabru ustrezna mlajša predornina bazalt v Sloveniji ni znana, precej pa je je onstran meje v okolici Gleichenberga In Blatnega jezera. Bazalti pokrivajo velikanske površine na Dekanski planoti (okoli 200.000 km2) in na Islandu okoli 35.000 km2). Bazaltne lave bruhajo tudi ognjeniki na Havajih, Krakatau, Etna, Vezuv.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Peridotitska skupina Peridotit in serpentinit. Serpentinit je v glavnem serpentinjena kamnina s serpentinom in z ostanki olivina, piroksena in redko s kromitom.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Tufi Vulkanski pepel z razlicno velikimi drobci daje tufe, ki so po izvoru vulkanska kamnina, po nastanku pa usedlina. Usedajo se na kopnem ali v morju, kar nam povedo sedimenti, v katerih leže tufi. Vsaki predornini ustreza tudi tuf (diabazni tuf, keratofirski, porfiritski, andezitni tuf, kremenovokeratofirski tuf, itd.). V Sloveniji je vec razlicnih tufov. Že omenjene diabaze v pasu med Železno kaplo in Slovenjgraško kotlino spremljajo diabazni tufi, v srednjetriasnih ladinijskih plasteh pogosto najdemo razlicne tufe paleotipnih predornin: tufe kremenovega keratofirja in kremenovega porfirja, tufe keratofirja, porfirita. V Podutiku pri Ljubljani in ob cesti na Toško celo so razgaljeni lepi zelenkasti keratofirski tufi. Zelenkasti so tudi andezitni tufi, ki jih je dosti v okolici Smrekovca in v sosešcini, ob cesti med Ljubnim in Lucami v Logarski dolini, iz smrekovškega ognjenika pa je nosilo pepel tudi na Gorenjsko, kjer se je usedal v vec plasteh, nekaterih tankih, nekaterih pa precej debelih, v dolini Peracice približno med

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Podvinom in Lešami. Ta kamen so v prejšnjih casih veliko uporabljali kot gradbeni, oziroma okrasni kamen za podboje vrat, oknike, za spomenike na pokopališcih in v podobne namene, še danes daje znacilno podobo Gorenjski. V Sloveniji so najmlajši bazaltni tufi; iz njih so sestavljeni majhni hribci v okolici Grada v Prekmurju, vulkanski pepel pa je nosilo sem iz gleichenberških vulkanov.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Metamorfoza , nastanek in klasifikacija metamorfnih kamnin Magmatske kamnine in usedline se pod vplivom povišane temperature in povecanega pritiska spremenijo; preobrazijo se v druge, metamorfne kamnine (gr. metamorfosis, preobrazba). Pogoji za nastanek metamorfnih kamnin so v globljih delih zemeljske skorje. Metamorfoza je lahko razlicna tako po svoji moci kot tudi po znacaju (vrsti).

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Magma, ki prodira v zemeljsko skorjo in proti zemeljskemu površju, deluje na obdajajoce kamnine s svojo toploto, plini in raztopinami. Na kontaktu in v njegovi bližini se kamnine spremene; proces imenujemo kontaktna metamorfoza. Obsežne kontaktne spremembe nastanejo samo ob plutonih in lahko sežejo celo do štiri kilometre stran od njegovega kontakta. Nasprotno pa je vpliv ob vulkanu in žilah zelo majhen, ne vec kot nekaj metrov. Pri kontaktni metamorfozi nastanejo nove kamnine: kontaktno metamorfne kamnine. Iz cistih apnencev nastanejo tako marmorji, iz kremenovega pešcenjaka kvarcit, iz antracita grafit, iz granita nastaja granitni gnajs itd.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Regionalna metamorfoza Medtem, ko ima kontaktna metamorfoza manjši obseg, je regionalna metamorfoza zelo obsežna, regionalna. Pri njej ima pomembno vlogo porna voda med zrni kamnine, ki pri premikanjih stopnjuje reakcijsko sposobnost na mineralnih zrnih. Regionalna metamorfoza poteka v trdni kamnini v nižjih delih obsežnih kadunj pod vplivom visoke temperature in velikih pritiskov pod debelo kamnito skladovnico. Spodnja meja metamorfoze je pri 200 oC in pritisku 2 Kb, kar vlada približno 7 km globoko. Ti procesi se dogajajo predvsem ob velikih orogenetskih premikanjih. Kamnine se pregnetejo in prekristalijo, nastanejo metamorfne kamnine. Pri teh kamninah se minerali vzporedno orientirajo in kamnine so kristalinske in skrilave obenem. Ce se temperatura in pritisk še povecujeta, se zacno spreminjati prvotni minerali v nove, ki so obstojni v spremenjenih razmerah.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Pri tektonskih premikanjih se temperatura in pritisk mocno spreminjata; pri vzdigovanju pojenjavata, pri spušcanju se dvigata. Locimo tri globinske cone, v katerih nastajajo razlicne metamorfne kamnine: vrhnjo cono ali epicono (gr. epi, nad), srednjo cono ali mezocono (mesos, srednji) in spodnjo cono ali katacono (gr. kata, od zgoraj navzdol). Prekristaljevanje se zacne pogosto tako, da nastajajo vecji kristali: v epiconi so zrna še drobna, v mezoconi že vecja, v kataconi pa velika. Za metamorfozo ni znacilno le prekristaljevanje, marvec tudi pregnetenost kamnin. V epiconi nastajajo pri mocnejšem pregnetenju na primer iz glinenih skrilavcev ali laporjev filiti; v kamnini prevladujejo silikati z vodo.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

V mezoconi prevladuje hidrostaticen pritisk nad usmerjenim, zato gnetenje ni tako izrazito; nastajajo pa na primer blestniki. Glinenci razpadajo v kremen in sericit. V kataconi je mocno povišana temperatura; tam nastajajo na primer gnjasi. V kamninah prevladujejo silikati brez vode. V metamorfnjh kamninah je porfiroblasticna struktura (kot rozine v testu). Ce metamorfoza ni mocna, oziroma ni popolna, se veckrat opazi še struktura prejšnjih kamnin (reliktna struktura) (na primer glineni skrilavec, vkljucki prejšnjih magmatskih kamnin), vcasih pa se ohranijo celo fosilni ostanki.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Dinamometamorfoza Dinamometamorfaza ima dosti manjši obseg kot regionalna metamorfoza. Ima lokalni obseg, Poteka v manjši globini in pri nižji temperaturi. Pri temu procesu deluje mocan stranski pritisk. Nastanejo milonit in tektonska breca ob prelomnicah. Ultrametamorfoza, migmatizacija V globinah, kjer so velikanski pritiski in visoke temperature, se pri ultrametamorfozi raztale deli trdne kamnine, vendar spet skristalijo. V kamnini se najprej raztalita kremen in ortoklaz (pri okoli 700 oC). Zaradi gnetenja se pod silnim pritiskom talina iztisne iz ostale kamninske mase in nato spet skristali kot pole, žile ali pasovi kremena in ortoklaza. Temni deli kamnine ostanejo nespremenjeni, se ne stale. Tako nastanejo pasnate metamorfne kamnine, sestojece se iz pasov svetlih, levkokratnih in temnih pasov femicnih kristalov. Kamnine, nastale iz raztaljenih delov, deloma pa iz

trdnih delov nekdanje kamnine, so migmatiti (metateksiti), pojav pa je migmatizacija. Taki kamnini sta na primer ocesni gnajs in ortognajs, ki se dobita tudi pri nas na Pohorju.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

Nastanek, znacilnosti in klasifikacija usedlin Trden kamninski material raznih dimenzij in raztopljene snovi, nastele pri raznovrstnem preperevanju, raznašajo vodovje, veter, ledeniki na druge kraje. Le malo materiala ostane na prvotnem mestu. Koncna faza preperevanja je nakladanje (akumulacija) produktov razpadanja, iz katerega nastajajo nove kamnine. Gradivo za nove kamnine se lahko nabira na kraju razpadanja ali pa se transportira na bližnje ali bolj oddaljene kraje. Tudi melišca pod skalnimi vrhovi ali vršaji kratkih gorskih potokov so napravili le kratko pot. Vecina preperelega materiala pa se naklada dlje od kraja preperevanja: v recnih dolinah, jezerih, morjih. Tako je preperevanje dalo materiai za nove kamnine, usedline ali sedimente (sedimentum - usedlina). Usedline lahko nastajajo v razlicnih sedimentacijskih podrocjih.

PEDOLOGIJA Z OSNOVAMI GEOLOGIJE, PEDOLOGIJA

na kopnem (terestricni kopenski

ledeniški eolski

Kontinentalne usedline

v vodi jezerskih (limnicnih v jezerih ali kotlinah brez odtoka

prevladujejo pa v litoralu - litoralni ali obrežni sedimenti morske usedline, ki nastajajo v neritiku, na šelfu v sublitoralu v naslednjih regijah

neriticni

ali šelfni sedimenti, do 200 m v batialu - batialni sedimenti, 200 do 300 m v abisalu - abisalni sedimenti, pod 3000 m