View
58
Download
6
Category
Preview:
DESCRIPTION
Trošenje (nastavak). čvrsta stijena → trošena stijena → tlo. fizičko trošenje kemijsko trošenje endogeni okoliš → egzogeni okoliš. Što sve utječe na trošenje?. otpornost minerala na trošenje Goldichev niz - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Trošenje (nastavak) čvrsta stijena → trošena stijena → tlo
1. fizičko trošenje2. kemijsko trošenje
endogeni okoliš → egzogeni okoliš
Što sve utječe na trošenje?
-otpornost minerala na trošenje -Goldichev niz-općenito podložnost trošenju raste u smjeru sulfidi, karbonati→silikati →oksidi
-veličina zrna i struktura stijene -veličina zrna – relativna specifična površina-pukotine (zrnate (granit) vs. porfirne stijene (basalt))
-klima-količina padalina-temperatura
-reljef i drenaža terena-erozija-zadržavanje vode
Produkti trošenja
1. Rezidualni primarni minerali2. Sekundarni minerali nastali tijekom trošenja3. Otopljene (mobilne) vrste
1. Rezidualni primarni minerali
-svi minerali su topljivi
-gips, halit, kalcit (lako topljivi) → nisu rezidualni minerali-kvarc, cirkon, Ti-oksidi, spineli (teško topljivi – mala brzina otapanja) → rezidualni minerali-barit – teško topljiv, ali podložan eroziji zbog male tvrdoće → nije rezidualni mineral
2. Sekundarni minerali nastali tijekom trošenja
-minerali nastali tijekom trošenja uglavnom su manji od 2 m-uglavnom nastaju minerali glina te Fe-Al-Mn oksidi i hidroksidi-fazna analiza (XRD, elektronski mikroskop, infracrvena ili Raman spektroskopija)li
-glina vs. minerali glina
čestice dimenzija ispod 2 m bez obzira
na sastav
grupa hidratiziranih alumosilikata
uglavnom slojevite strukture te dimenzija
ispod 2 m
Minerali glina iz skupine filosilikata
- dvije vrste slojeva - razlika u sastavu i u koordinaciji1) TETRAEDRIJSKI (T) SLOJ - Si-tetraedri2) OKTAEDRIJSKI (O) SLOJ - Al-oktaedri - gibbsitni sloj - dioktaedrijske gline (2/3)
- Mg-oktaedri - brucitni sloj - trioktaedrijske gline (3/3)
Tetraedrijski sloj Oktaedrijski sloj
Si/O = 1/2,5 Al/OH = 1/3
1. Dvoslojne gline (T-O)2. Troslojne gline (T-O-T)3. Gline s mješovitim tipovima slojeva
-T i O slojevi vežu se preko zajedničkog atoma kisika i OH-skupine-broj OH skupina smanjuje se za jedan prilikom stvaranja veze
-npr. kaolinitO-sloj: Al + 3OHT-sloj: Si + 2,5 O
prilikom povezivanja T-O slojeva gubi se jedna OH-skupina
Formula kaolinita: SiO2,5 Al(OH)2 /×2 Al2Si2O5(OH)4
Dvoslojne gline (T-O)
Struktura kaolinita
-T i O slojevi vežu se preko zajedničkog atoma kisika i OH-skupine-broj OH skupina smanjuje se za jedan prilikom stvaranja veze
-npr. pirofilit1 O-sloj: Al + 3OH2 T-sloja: 2 (Si + 2,5 O)
prilikom povezivanja T-O slojeva gubi se OH-skupina
Formula pirofilita: 2(SiO2,5) Al(OH) /×2 Al2Si4O10(OH)4
Troslojne gline (T-O-T)
-minerali glina imaju širok raspon kemijskog sastava budući da su tertraedrijskom i oktaedrijskom sloju moguće zamjene (npr. O: Al3+ ↔ Fe3+, Cr3+, Fe2+, Mg2+, Li+, itd; T: Si4+ ↔ Al3+ ). -rezultat je smanjenje poz. naboja tj. višak neg. naboja - adsorpcija kationa na vanjsoj površini tetraedrijskog sloja
-dvoslojne gline - ograničena zamjena kationa u oktaedrijskim i tetraedrijskim koordinacijama-troslojne gline - širok raspon zamjena
Kapacitet ionske izmjene (CEC - “cation exchange capacity”)
Određivanje CEC-a:1. 100 g gline osušimo2. osušenu glinu tretiramo zasićenom
otopinom NaCl (pH = 7)3. glinu tretiramo zasićenom otopinom KCl
te mjerimo količinu oslobođenih Na+ iona
4. rezultat izražavamo u meq/100g
Minerali glina kao indikator uvjeta trošenja
-kaolinit (Al2Si2O5(OH)4)- nizak pH + voda (doprinosi izluživanju K, Na, Ca, Mg,…)- humidna klima, rudničke vode, hidrotermalna aktivnost
-montmorilonit ((Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O)- neutralan do alkalan pH + nepotpuno izluživanje K, Na, Ca, Mg,…- teren sa smanjenom drenažom, poplavljeni tereni, djelomična evaporacija, semi-aridna klima-može predstavljati i međuprodukt trošenja feromagnezijskih minerala (ultrabazičnih stijena) u kaolinit
-ilit ((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])- dubokomorski sedimenti- kopneni facijesi
-vermikulit ((Mg, Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O)- Mg-vermikulit uglavnom je produkt trošenja bazičnih stijena- Al-vermikulit uglavnom je produkt trošenja tinjaca i drugih alumosilikata u humidnoj
klimi
Oksidi i hidroksidi željeza i aluminija
-limonit (Fe2O3 × nH2O)-hematit (Fe2O3)-goethit (Fe2O3 × H2O ili FeO(OH))-gibsit (Al2O3 × 3H2O ili Al(OH)3)-diaspor (Al2O3 × H2O ili AlO(OH))-jarosit (KFe3+
3(OH)6(SO4)2)
goethit limonit
3. Otopljene (mobilne) vrste
-karbonati → Ca2+, Mg2+, HCO3-, CO3
2-
-silikati→ alkalni, zemnoalkalni elementi, silicijska kiselina (silica)-Ca, Mg – bazične, ultrabazične stijene-Ca je mobilniji od Mg (Mg se adsorbira na gline te ulazi u strukturu montmorilonita i klorita)-Na, K – kisele stijene-Na je mobilniji od K (K se adsorbira na gline te ulazi u strukturu ilita)
Nastanak tla
Tlo je prirodni materijal sastavljen od minerala i organskih vrsta, diferenciran u horizonte različite debljine, a razlikuje se od materijala koji se nalazi ispod njega u morfološkim i biološkim karakteristikama, kemijskim osobinama te sastavu i fizičkom izgledu.
Tlo nastaje trošenjem ishodišnih stijena kombinacijom fizičkih, kemijskih i bioloških procesa.
Razvoj profila tla
-slojevi tla razlikuju se od ishodišne stijene, a razlikuju se i međusobno
-razlika u boji i teksturi, pH, količini org. tvari, kapacitetu izmjene, granulometrijskom sastavu, mineralnom sastavu,…
-debljina slojeva (horizonata) varira od nekoliko cm do nekoliko metara
Horizonti u tlu
R
- svi horizonti ne moraju biti razvijeni-nezrela tla nemaju horizont B-erozija može ukloniti horizont O, A, itd.-detaljnim proučavanjem horizonti se mogu podijeliti na podhorizonte (A1, A2, A3,…)-prema nekim podjelama O =A0, A=A1 i E=A2-R=matični supstrat
Horizont O
-gotovo čista, djelom raspadnuta, organska tvar
Horizont A
-tamno obojeni horizont, sastoji se od humusa i mineralnih zrna
-horizont karakteriziran djelomičnim izluživanjem/ispiranjem.
-Ispiranje je praćeno procjeđivanjem vode s površine u dublje slojeve. Neke vrste se ispiru u ionskom obliku u otopini (Ca, Na, K, Mg,…), a neke se transportiraju u vidu koloida (Fe,Al-hidroksidi, H4SiO4).
-glavni katalizator izluživanja je humus (kompleksna i vrlo otporna smjesa smeđih do tamnosmeđih amorfnih i koloidnih tvari nastalih uglavnom raspadom biljaka. Neke sastojke humusa mogu sintetizirati i organizmi koji žive u tlu).
-organske kiseline i organski kompleksi koji nastaju u humusu bakterijskom aktivnošću te CO2 nastao raspadom humusa također doprinose izluživanju u horizontu A.
-sniženi pH doprinosi raspadu minerala te mobilizaciji metala adsorbiranih na mineralima glina, Fe i Al-okside/hidrokside te organsku tvar.
-u kojim uvjetima će se željezo mobilizirati u otopini, a ne u koloidu?
Horizont E
-svjetlo obojeni horizont s malo organske tvari
-horizont karakteriziran intezivnim izluživanjem/ispiranjem.
-ovaj horizont može nedostajati u suhim klimama ili mladim tlima.
Horizont B
-smeđe do narančasto obojen horizont.
-otopljene i koloidne vrste (gline, hidroksidi, silicijska kiselina) mogu biti odložene u ovom horizontu.
-crvena boja ukazuje na prisustvo Fe-oksida
-moguće su i manje količine organske tvari
Horizont C
-svjetliji od horizonta B
-malo ili potpuno bez org. tvari.
-rastresiti dio matiĉnog supstrata bez znakova pedogenetskih procesa karakterističnih za ostale horizonte-može predstavljati trošeni stijenski materijal in situ ili materijal transportiran vodenim tokovima, vjetrom, gravitacijom,…
- anorganski procesi trošenja stijena uvijek su izraženi na većim dubinama od dubina formiranja tla.
Važnost razlikovanja horizonata prilikom uzorkovanja:
-ukoliko radimo prospekciju metala koji su sadržani u rezidualnim mineralima (Ti, Cr, Zr,…) tada ćemo uzorkovati horizont A.
-ukoliko radimo prospekciju mobilnih metala tada ćemo uzorkovati horizont B u kojem su se ti metali pretaložili.
Faktori koji utječu na formiranje tla
-izvorišna stijena (kemizam)-klima (količina padalina i temperatura)-biološka aktivnost-reljef (erozija, vodno lice)-vrijeme (juvenilna vs. zrela tla)
-horizont A – 10-ak godina-horizont B – stoljeća do tisuće godina
Recommended