1

STRUKTURNA GEOLOGIJA

Bruno Tomljenović

Primarne strukturePrimarne strukture

2

U okviru ovog predmeta će se pojam “primarne strukture” koristiti za sve one teksturne i strukturne značajke koje nastaju u stijenama u najranijoj fazi njihova postanka, tijekom njihove dijageneze i litifikacije.Za razliku od toga, pod pojmom “sekundarne strukture” bit će obuhvaćene sve one strukture i strukturne značajke koje nastaju u stijenama kao posljedica naknadne deformacije minerala i stijena nakon njihova postanka.

Iako se strukturna geologija u najvećoj mjeri bavi proučavanjem sekundarnih (deformacijskih) struktura, dobro poznavanje primarnih tekstura i struktura u stijenama, kao i karaktera kontakata među stijenskim tijelima od presudne je važnosti pri rekonstrukciji strukturne građe terena ili dijela Zemljine kore koji istažujemo.

Primarne teksture i strukture detaljno se opisuju u okviru Petrologije sedimentnih, magmatskih i metamorfnih stijena. Najčešće među njima, koje susrećemo u sedimentnim, magmatskim i metamorfnim stijenama i koje često koristimo u analizi strukturne građe terena, prikazane su na idućim slajdovima.

3

• Primarne teksture (strukture) u sedimentnim stijenama

• Slojevitost je najvažnije strukturno obilježje u sedimentnim stijenama. Čine ju slojevi, odnosno taložna tijela ujednačenog litološkog sastava, odvojena od slojeva u krovini i podini planarnim diskontinuitetom ili slojnom plohom.

Slojevitost u donjokrednim vapnencima otoka Lastovo (lijevo) i gornjokrednim vapnencima otoka Saplun (desno).

4

• Kosa slojevitost: set lamina, tanjih ili debljih slojeva taloženih pod kutem u odnosu na slojne plohe u podini i krovini.

Kosa slojevitost u pješčenjaku (Corbridge, Engleska; iz Roberts, 1989).

5

Određuje stratigrafsku krovinu i podinu!!!

• Gradacijska slojevitost (normalna gradacija): vrsta slojevitosti koja se odlikuje postupnim smanjivanjem veličine zrna idući od osnovice prema vrhu sloja.

Normalna gradacija u klastičnim, gornjokrednim sedimentima

(Gosautal, Austrija).

6

• Desikacijske pukotine ili pukotine isušivanja: pukotine koje nastaju u sitnozrnatim sedimenatima (glinama, laporima, vapnencima i dolomitima) zbog isparavanja vode u vršnom dijelu sloja.

Određuju stratigrafsku krovinu i podinu!!!

Desikacijske pukotine na gornjoj slojnoj plohi mikrita ispunjenekrupnozrnatim sedimentom (Clairdon Head, Škotska; iz Roberts, 1989).

7

• Valni i strujni riplovi: simetrične, odnosno asimetrične valne brazde (riplovi) na gornjoj slojnoj plohi koje nastaju premještanjem pijeska po dnu taložne sredine zbog oscilacijskih strujanja vode, odnosno jednosmjernih vodenih struja ili tokova.

Određuju stratigrafsku krovinu i podinu!!!

Asimetrični riplovi na gornjoj slojnoj plohi pješčenjaka (Brunton Bank, Engleska; iz Roberts, 1989).

8

• Vrste pojavnih oblika magmatskih stijena najviše ovise o mjestu njihova postanka. Intruzivne magmatske stijene koje nastaju u dubljim dijelovima Zemljine kore najčešće se pojavljuju u formi velikih, hektometarskih i kilometarskih tijela koja se općenito nazivaju plutonima. Granice plutona prema okolnim stijenama najčešće su oštre, no s porastom dubine postaju gradacijske ili prijelazne. Među plutonima razlikuju se:

• Oblici pojavljivanja i primarne strukture u magmatskim stijenama

9

• Greda ili štok - pluton manjih dimenzija (do nekoliko kilometara) razvijen u vršnom dijelu batolita. Prema površini se nastavlja u dimnjak vulkana.

• Batolit - pluton velikih dimenzija (više 10-taka km), najčešće nepoznate osnove. Ponekad ga čini i više intruzija različite starosti.

(preuređeno prema Nelson, 2007)

10

Konkavni (uleknuti) oblik lopolita s gornje strane vjerojatno je posljedica većeg pritiska pokrovnih stijena u središnjem dijelu plutona, ali i smanjenja volumena magmatskog tijela tijekom kristalizacije. Naime, tekuća magma prije kristalizacije zaprema veći volumen nego magmatsko tijelo nakon kristalizacije minerala iz magme.

• Lopolit - relativno mali pluton, dekametarskih do hektometarskih dimenzija s gornjom površinom konkavna oblika.

(preuređeno prema Nelson, 2007)

11

Intruzivne stijene koje nastaju u pri-površinskim, tj. hipabisalnim dijelovima Zemljine kore (tzv. hipabisalne intruzije) redovito pokazuju oštre granice u odnosu na okolne stijene i/ili stijenska tijela. Među

hipabisalnim intruzivnim tijelima razlikuju se:

Na taj način, kontakt između dajka i ranije stvorenih, okolnih stijena i/ili stijenskih tijela je uvijek diskordantan.

(preuređeno prema Nelson, 2007)

• Žica, žila ili dajk –relativno malo (<20 m široko) intruzivno tijelo koje presjeca kroz ranije stvorene stijene i/ili stijenska tijela.

12

Izdanak dajka koji presjeca kroz metamorfne stijene. Idući iz središta prema rubovima uočava se promjena boje u dajku zbog promjene mineralnog sastava (Šetlandsko otočje, Škotska; iz Roberts, 1989).

13

Dajkovi crvenog granita koji diskordantno presjecaju kroz folijaciju u metamorfnim stijenama (Loch Cluanie, Škotska; iz Roberts, 1989).

14

Dajk tamnog riolita koja diskordantno presjeca kroz gnajseve (kamenolom Djedovica, uz cestu Kamensko – Voćin).

15

U bazi je najčešće povezan s jednim ili više dajkova putem kojih je magma prodirala u sklad.

(preuređeno prema Nelson, 2007)

• Sklad – intruzivno magmatsko tijelo pločasta oblika (duljine do nekoliko km i debljine do 50 m) utisnuto paralelno, tj. konkordantno između slojeva ranije stvorenih sedimentnih stijena.

16

Slojevi pokrovnih, sedimentnih stijena koji leže preko lakolita redovito su uzdignuti i borani, kao posljedica tlaka pri prodoru magme prema površini. Kontakt lakolita prema okolnim slojevima je konkordantan.

(preuređeno prema Nelson, 2007)

• Lakolit – intruzivno magmatsko tijelo hektometarske do kilometarske širine, zvonastog ili gljivastog oblika (tj. s gornjom površinom koveksnog oblika).

17

• Jastučaste (pillow) lave - sferoidalna, jastučasta tijela u lavi (najčešće u bazaltima) nastala kao posljedica naglog hlađenja lave u vodenoj sredini (oceanu, moru ili jezeru).

Jastučasta lava nastala izljevom bazaltne lave na dnu oceana. Lijevo: Newborough Warren, Wales (iz Roberts, 1989). Desno: kamenolom Gornja Bistra, Medvednica.

18

• Stubasto lučenje – pojava niza prizmatskih, u presjeku poligonalnih tijela u magmatskim stijenama omeđenih pukotinama nastalih zbog hlađenja i kontrakcije lave na površini.

Stubasto lučenje u vulkanskim stijenama. Lijevo: u riolitima (Rupnica, Papuk; http://www.pp-papuk.hr). Desno: u gornjomiocenskim bazaltima (Hegyestü, Mađarska).

19

• Budući da pri postanku metamorfnih stijena, zbog promjene tlaka, temperature i/ili kemijskog sastava sredine u kojoj je protolitna stijena do tada bila stabilna, dolazi do preobrazbe tekstura (struktura), a često i mineralnog i kemijskog sastava protolita, primarne teksture (strukture) u metamorfnim stijenama zapravo su sekundarne, deformacijske strukture njihovih protolitnih stijena. Među njima su najčešće:

• Primarne teksture (strukture) u metamorfnim stijenama

20

• Škriljavost – penetrativno, planarno strukturno obilježje (odnosno folijacija) u metamorfnim stijenama, koje je posljedica preferiranog, plan-paralenog slaganja i rekristalizacije postojećih, ali i rasta novih minerala vidljivih u stijeni, približno okomito na smjer najvećeg pritiska.

Škriljavost (S1) u metamorfnim stijenama. Lijevo: u okastom gnajsu (kamenolom Mikleuška, Moslavačka gora). Desno: u zelenom škriljavcu (Medvednica).

S1

15 mm

S1

S1

21

• Slejtni klivaž - vrsta folijacije tipična za slejtove, koja dovodi do izrazito dobre kalavosti ovih stijena.

Klivaž u slejtovima. Lijevo: slejtni klivaž (S1) u uzorku (iz Perry, 2008). Desno: dvije generacije slejtnog klivaža (S1 i S2) vidljive na izdanku (Medvednica).

S1 S1

S2

22

• Metamorfna lineacija – penetrativno, linarno strukturno obilježje u metamorfnim stijenama, koje nastaje zbog paralelne orijentacije prizmatskih i vlaknastih minerala položenih u ravnini folijacije.

2 cm

L1

Metamorfna, mineralna lineacija (L1) u uzorku kvarc-kloritoidnog škriljavca (Medvednica), koju čine paralelno orijentirana zrna kloritoida.

23

• Primarni (taložni, magmatski)• Sekundarni (tektonski, rasjedni)

• Kontakti među stijenskim tijelima

24

• Taložni kontakti:

• Konformni taložni kontakt – kontakt između slojeva unutar formacije na kojem dolazi do promjene u debljini, sastavu i/ili boji sedimenata u krovnini i podini (= slojevitost). Kronostratigrafski, označava kraći, na geološkoj vremenskoj skali zanemariv prekid u taloženju. U slučaju da je obilježen erozijskom površinom naziva se dijastem.

25

• Taložni kontakti:

• Erozijska diskordancija – kontakt između formacija koji je obilježen erozijskom površinom koja označava dulji, na geološkoj vremenskoj skali mjerljiv prekid u taloženju, odnosno mjerljivo vrijeme erozije, uz međusobno pareleno orijentirane (konkordantne) slojeve između formacija u krovini i podini.

26

• Taložni kontakti:

• Tektonsko-erozijska diskordancija – kontakt između formacija koji je obilježen erozijskom površinom koja označava dulji, na geološkoj vremenskoj skali mjerljiv prekid u taloženju, odnosno mjerljivo vrijeme erozije, uz različito, pod kutem orijentirane slojeve (kutna diskordancija) u krovinskoj i podinskoj formaciji.

27

IZVOR SLIKA I CRTEŽA:

Roberts, J.L. (1989): The Macmillian Field Guide to Geological Structures.- TheMacmillian Press Ltd., London, 250 str.

Nelson, S.A. (2007): Petrology.-http://www.tulane.edu/~sanelson/geol212/intro&textures.htm

Perry, B. (2008): Metamorphic Rocks Tour.-http://seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/HOMEPAGE.htm