1  

Ko smo i odakle smo?

Da li je Kosmos oduvek postojao ili je rođen ? Ako je rođen, kako i zašto ? Kada je vreme počelo i šta je bilo pre toga? Ko smo mi i odakle smo došli? Ovo su samo neka od pitanja svakog čoveka na planeti Zemlji na koja, za sada, ima samo deo odgovora. Može li nauka odgonetnuti deo pomenutih tajni? Astronomi su razvili hipotezu koja objašnjava nastanak Svemira. Edwin Hubble je još 1929 godine utvrdio zakonomernost između udaljenosti pojedinih galaksija i brzina kojom se udaljavaju od nas iz koga sledi da je svim galaksijama bilo potrebno isto vreme za kretanje od početnog do današnjeg položaja.

Veliki prasak je najviše prihvaćena hipotezu na osnovu koje se smatra da je Svemir stvoren pre oko 13,7 milijardi godina iz jedne tačke koja je počela da se širi (Sl.1). Veliki prasak se dogodio u nemerljivo kratkom vremenu iz tačke nemerljive gustine. Za samo 10-38 sekundi nakon Velikog praska, pri temperaturi od 1029 K, usled fluktuacije u vakumu koja ubrzava širenje stvorio se Svemir koji je za neverovatnih 10-34 sekundi ‟narastao‟ od 10-15 m do veličine koja odgovara deset miliona prečnika Sunčevog sistema. Proces zvuči kao eksplozija zbog čega je i nazvan Veliki Prasak. Treba imati u vidu da Veliki

Sl.1. Veliki prasak.

prasak nije eksplozija već događaj stvaranja svemira, trenutak kada je počelo da otkucava vreme, kada je stvorena materija, energija i sa njima prostor. Hipoteza Velikog Praska nije zadnji odgovor o nastanku Svemira ali ona sadrži sve relevatne naučne činjenice koje trenutno znamo o Svemiru. Hipoteza ne objašnjava zašto se dogodio prasak, ne predviđa koliko ima materije u svemiru i u kakvom je obliku ali daje odgovore na Hablov zakon, kosmičko mikrotalasno zračenje, prisustvo i količinu lakih elemenata u Svemiru itd.

Iz Velikog praska ‟iznedrio‟ se Svemir koji se odmah nakon stvaranja počeo da hladi i širi noseći sa sobom svemirsku materiju. U okviru nukleosinteze nastao je vodonik u čijem jezgru je jedan proton oko koga se okreće jedan elektron.

Ovaj element ima najprostiju atomsku strukturu u prirodi. Zbog velike zastupljenosti u Kosmosu i pomenute ‟ proste‟ strukture smatra se da je vodonik prvi element rođen u Svemiru. Kasnijim, nuklearnim reakcijama nastali su helijum i litijim koji su sa vodonikom, verovatno prvi ‟šetali‟ Svemirom. Svi drugi elementi, od berilijuma do urana u to vreme nisu postojali. Stvarani su kasnije kada su rođene prve galaksije odnosno zvezde koje su imale svoju nukleosintezu.

  2  

Zvezde su “svetleće lopte” gasa koje crpe svoju energiju nuklearnim fuzionim procesima uzrokovanim snažnom gravitacijom iz vrelog jezgra. Stvorene su oko milijardu godina nakon Velikog praska (sl.2). Čovek je dete zvezda. Šta se to dogodilo da se većina elemenata iz Zvezda nalaza u nama a i u vama ? Da li je to igra u Svemiru koja je trajala ili traje od vremena njegovog nastanka.? Upitajmo se po ko zna koji put, kako je nastao život? Da li se ‟rodio„ na planeti Zemlji ili ga je u svome repu donela

Sl.2. Mesto gde se rađaju zvezde ledena kometa došla iz beskraja. Naš dom, planeta Zemlja je jedino mesto u Svemiru za koje znamo da može živeti čovek. Vanzemaljci, ako postojite, javite se. Adresa na koju nam možete pisati a i slati poklone je galaksija Mlečni put, na njegovoj periferiji Sunčev sistem gde je naša kuća, planeta Zemlja.

Sunčev sistem

Sunčevi sistem je nastao hlađenjem gasne nebule, opšte prihvaćene hipoteze proistekle još od ideja I. Kant-a (1724-1804) i P. Laplace (1749-1827) (Sl.3). Hlađenjem nebule, tj. oblaka prašine i gasa, čestice se sakupljaju, slepljuju, rastu i počinju da kreću. Stvara se gravitaciona energija koja povećava masu tela i ubrzava rotaciju. Nebula se skuplja, povećava se ugaona brzina čestica i oblak prašine i gasa dobija oblik diska. Usled gravitacije u središnjem delu nebule materijal se sabija pod sopstvenom težinom postajući gušći i topliji jer se gravitaciona energija u tim uslovima pretvara u toplotnu. Kada se dostigne temperatura za nuklearnu fisiju atomi vodonika prelaze u helijum oslobađajući ogromnu količinu energije. I rodila se nova zvezda, Sunce, za koju je utrošen najveći deo nebule. Za njeno stvaranje bilo je potrebno oko 10 miliona godina.

Sl.3. Nastanak sunčevog sistema

  3  

Ostatak nebule, tj. prašine i gasa se vrti oko Sunca a centrifugalna sila ih sprečava

da “uđu” u tek rođenu zvezdu. Tako je Sunce u fazi sopstvenog rađanja „odguralo“ višak gasova i prašine. od kojih će nastati planete, asteroidi i komete.

Planete su nastale od ostatka nebule istovremeno sa stvaranjem Sunca ili odmah nakon njega (Sl.4). Prašina i komadi stena unutar diska se sudaraju, slepljuju i narastaju stvarajući sve krupnija tela od kojih se stvaraju planete koje su u početku rasle brzo, sa vremenom proces je bio sporiji. Njihovo vreme nastanka je kraće od Sunca.

Zavisno od položaja, tj. udaljenosti od Sunca nastale su dve grupe planeta: terestične (stenovite) planete koje su stvorene bliže Suncu. Izgrađene su od silikata koji grade stene po kojima su i dobili ime. Narastanje i slepljivanje komada i stena i čestica prašine koje su formirale terestične planete dogodilo se posle odlaska gasova iz unutrašnjeg dela diska. Zato su terestične planete suromašnije gasovima u odnosnu na Sunčev sistem i gasovite planete. U terestičnu grupu planeta koje se nazivaju i unutrašnje planete jer su bliže Suncu spadaju: Merkur, Venera, Zemlja i Mars.

Sl.4. Planete sunčevog sistema Daljim hlađenjem nebule lakši elementi, gasovi “napistili” su područje blizu Sunca zbog visoke temperature i male gravitacije i formirali gasovite planete koje su mnogo veće od terestičnih planeta. Izgrađene su od gasova i njihovih jedinjenja, H, C, N, O itd. U grupu gasovitih planeta koje se nazivaju i sploljašnje jer se dalje od Sunca u odnosu na terestične planete spadaju: Jupiter, Saturn, Uran, Neptun.

Sunčev sistem se sastoji od jedne zvezde, Sunca, 9 planeta, računajuci i Pluton, koji se po strukturi razlikuje od ostalih, 63 meseca i velikog broja kometa, asteroida i međuplanetarnog prostora. Sve planete i asteroidi se okreću oko Sunca u istom smeru u orbitama koje su u približno u istoj ravni koja se naziva ravan ekliptike. Orbite svih planeta, osim Merkura i Plutona su skoro kružne.

  4  

Zemlja ima jedan prirodni satelit, Mesec. Nijedna druga planeta, osim Zemlje, nema tako veliki prirodni satelit u odnosu na njenu veličinu. Zemlja i Mesec su ”blisko vezani”, fizički i hemijski jer imaju zajedničku istoriju stvaranja.

Najstarija stena na Mesecu je 4,45 milijardi godina, š to odgovara starosti “rane” Zemlje. Kako je nastao Mesec? Smatra se da je nebesko telo veličine oko 1/10 mase Zemlje (veličine Marsa) udarilo u Zemlju dok je ona narasla do polovine današnje veličine a posle stvaranja njenog jezgra. U snažnom sudaru materijal iz omotača izbačen je u orbitu oko Zemlje. Vremenom je materija narastala stvarajući Mesec dok nije dobio današnju veličinu i oblik.

Ova teorija se slaže sa činjenicom da Mesec ima vrlo malo jezgro od gvožđa a ukupnu gustinu kao i Zemljin omotač, da je osiromašen gasovitim elementima i srednje volatilnim elementima i ima identičan izotopski sastav kiseonika kao i Zemlja. Mesec je pretrpeo značajno stapanje u ranoj fazi nastanka. Mesečeva kora sastoji se iz anortozita koji je nastao kristalizacijom i “isplivavanjem” plagioklasa na površinu u tzv. „mesečevim okeanima - morima“.

Veliki broj kratera na Mesecu nastao je udarom meteorita koji su stari oko 3.9 milijardi godina. Koliko su bila velika tela koja su udarala na površinu Meseca ? Eksperimenti su pokazali da se udarom meteorita stvaraju krateri 10 do 15 puta veći od tela koje ga je napravilo. Krater širine od 200 do 300 km stvara telo prečnika 10 do 30 km? Ako je Mesec bombardovan sa meteoritima zašto ne i Zemlja? Krateri na Zemlji postoje ali ih je zntnao manje nego na Mesecu. Još jedno od pitanja koje čeka odgovor?

Veliki doprinos poznavanju Sunčevog sistema dali su i geolozi. Najstarije stene na Zemlji nastale su pre oko 4 milijardi godina. Gabroanortoziti sa Meseca su stari oko 4.4 do 4.5 milijardi godina. Slična starost dobijena je i proučavanjem meteorita. Svi ovi podaci ukazuju da su Sunce, Zemlja i planete Sunčevog sistema obrazovane u približno isto vreme, pre oko 4.5 do 5 milijardi godina.

ZEMLJA

Razvoj tehnologije i novih analitičkih metoda omogućio je bolje razumevanje stvaranja Zemlje i planeta Sunčevog sistema. Ispitivanjem stena, minerala, meteorita, ultramafitskih uklopaka iz Zemljinog omotača itd., uz astronomska, hemijska i geofizička istraživanja stvorene su nove hipoteze o nastanku i razvoju Zemlje i Sunčevog sistema. Nastanak Zemlje Obrazovanje Zemlje je deo procesa nastanka Sunčevog sistema. Mada postoje brojni modeli stvaranja, mehanizam solarne gasne nebule najbolje objašnjava stvaranje naše planete.

  5  

Kao što je pomenuto transformacijom gasne nebule u disk, bliže Suncu stvorene se planete koje su izgrađene od Fe, Co, Ni, Mg, Ca Si, Al, Na, O, Na, K itd koji se javljaju u elementarnom stanju ili grade silikate tj. stene zbog č ega se nazivaju terestične, tj. stenovite planete. Zemlja je stvorena od mešavine prašine gasa, i leda. Gravitacionim silama između č estica prašine formirani su komadi stena, proces poznat kao hladno narastanje, akrecija. U procesu narastanja tela su vremenom postajala veća i sve više privlačila komade stena i prašinu iz nebule i tako brže rasla stvarajući planetozimale. Kako su rasle povećavala se i sila gravitacije, pa su planetozimale bivale sve veće, čvršće i gušće a površina ravnija, “uglačanija”. Međusobnim sudaranjem planetozimale su se razbijale ili grupisale sve dok se nije utrošio oblak prašine i gasa blizu orbite Zemlje. Kada je gravitaciono polje postalo dovoljno jako da izazove sabijanje u unutrašnjosti Zemlje gravitaciona energija je prešla u toplotnu koja je bila dovoljna da stopi gvožđe koje je bilo u stenama koje je potom tonulo ka središnjem delu. Ovaj proces je oslobodilo i dodatnu količinu toplote za potpuno stapanje unutrašnjeg dela naše planete. Nazvan je gvozdena katastrofa.

Unutrašnje, terestične planete, kojima pripada i Zemlja delom su zadržale gasove od kojih su formirale atmosferu. Rastojanje planeta od Sunca odredilo je u kom obliku su ostali gasovi: kao atmosfera na Veneri, kao atmosfera i voda na Zemlji ili samo kao ledene kape na Marsu. Samo u pogodnim uslovima stvorio se život, na Zemlji, koji je promenio sastav prvobitne atmosfere, izdvajanjem slobodnog kiseonika, ugljendioksida, azota i uz tektonske pokrete, omogućio intenzivnu eroziju. Na planetama gde nema atmosfere, nema ni erozije, pa je njihova prvobitna morfologija ostala sačuvana.

Atmosfera i voda su presudno uticale na stvaranje i održavanje života na našoj planeti. Da je Sunce manje, Zemlja bi bila mračna, mrtva planeta, da je Sunce veće, naša planeta bi bila spržena.

Prečnik Zemlje je 6370 km ali je mali deo nje dostupan direktnom osmatranju. Najdublji rudnici su oko 2500 m. ispod površine, a najdublja bušotina je oko 12 km. Zbog toga se za proučavanje sastava Zemlje i Zemljine kore koriste geohemijski podaci, podaci geofizičkih ispitivanja, podaci o sastavu meteorita, podaci dobijeni na živim vulkanima i, naravno, podaci ispitivanja stena i minerala sa površine.

U toku stvaranja naše planete vršilo se razlaganje, frakcionisanje i diferencijacija zbog č ega je Zemlja dobila koncentričnu građu koju čine slojevi različitog hemijskog i mineralnog sastava i fizičko mehaničkih osobina. Na osnovu petroloških, geohemijskih i geofizičkih proučavanja utvrđeno je da Zemlja ima slojevitu građu koju čine jezgro, omotač i kora. (Sl.5)

Jezgro

Jezgro je središnji deo Zemlje, između 2900 i 6370 km. dubine i veće je od Marsa. Geofizička proučavanja ukazuju da je jezgro velike gustine, do 13 g/cm3. Na osnovu

  6  

hemijskog sastava hondrita pretpostavlja se da je izgrađeno od legure Fe i Ni u odnosu 16:1 ali je termodinamičkim proračunima utvrđeno da je manje gustine, verovatno zbog prisustva male količine lakih elemenata, sumpora, kieonika, silicijuma.

Sumpor je siderofilan elemenat i u jezgro se „provukao“ sa gvožđem i niklom. U prilog pomenom je i podataj da sumpora u zemljinom omotaču ima manje nego što očekujemo.

Rastop sa Fe i Ni je verovatno u “grudvama” gravitaciono dospeo u jezgro u ranoj fazi nastanka Zemlje, oko 10 miliona godina nakon kolapsa solarne nebule. Postoje hipoteze da je jezgro nastalo migracijom rastopa Fe i Ni pri čemu su silikati, koji imaju višu tačku stapanja i manju gustinu, iznad njega “isplivavali” stvarajući omotač i koru. Za pomenute procese neophodna je spora termalna difuzija i dugo vreme formiranja. Predpostavlja se da je formiranje jezgra trajalo oko 500 miliona godina. Zemljino jezgro se deli na unutrašnje jezgro (između 5200 km 6370 km dubine) koje gradi samo 1.7% mase Zemlje i

Sl.5. Struktura Zemlje

spoljašnje jezgro (između 2900 km i 5200 km) koje gradi 30.8 mase Zemlje. Unutrašnje jezgro je, kao što je pomenuto, izgrađeno je od Fe i Ni. Kroz njega prolaze seizmički talasi na osnovu čega se pretpostavlja da je čvrsto. Ovaj deo jezgra verovatno se nalazi blizu tačke stapanja što odgovara temperaturi od oko 50000C u središnjem delu i 4000-50000C na granici sa spoljašnjim jezgrom. Zbog vrlo visokih pritisaka, oko 360 Gpa u središnjem delu i 330 Gpa, na granici sa spoljašnjim jezgrom, pomenuti metali su u čvrstom stanju. U jezgru ima i malo sumpora zbog jakog afiniteta ovog elementa prema gvožđu. Sastav gvozdenih meteorita ide u prilog ovoj pretpostavci jer sadrže sulfide (troilit), ali ne i silikate ili okside. Spoljašnje jezgro je takođe izgrađeno od Fe i Ni ali kroz njega ne prolaze seizmički talasi ukazujući da je tečno. Temperature na granici spoljašnjeg i unutrašnjeg jezgra je 4000-50000C a na granici sa Donjim omotačem 3000-40000C. Magnetno polje Zemlje najverovatnije se stvara u spoljašnjem jezgru, zbog vrlo visokih temperatura i konvekcionih strujanja koja su znatno intenzivnija nego u omotaču, i iznose i do nekoliko km za godinu. U stopljenim metalima koji su bolji provodnici toplote

  7  

od silikata koji grade omotač konvekcionim strujanjem stvara se električna struja koja generiše magnetno polje. Spoljašnje jezgro je za oko 8-15% manje gustine od unutrašnjeg. To se objašnjava prisustvom jednog ili više elemenata sa manjim atomskim brojem, sumpora i/ili kiseonika.

Omotač

Omotač gradi oko 84% volumena, odnosno 67% mase Zemlje. Na osnovu hemijskog, odnosno mineralnog sastava i fizičkog stanja, deli se na donji omotač i gornji omotač. Razlike u sastavu gornjeg i donjeg omotača rezultat su geoloških procesa koje je kroz istoriju stvaranja prošla Zemlja. Donji omotač je deo Zemlje između 670 i 2900 km dubine i gradi 49.2% mase Zemlje. Do sada ga nismo videli, dodirnuli. O sastavu Donjeg omotača znamo indirektno. Najviše podataka dobijeno je seizmičkim ispitivanjima, na osnovu brzina brzina P i S talasa koje zavise od gustine i sastava sredine kroz koju prolaze. O sastavu Donjeg omotača zaključeno je i na osnovu kosmohemije, meteorita, retkih ksenolita u bazaltnim lavama i eksperimentalnih proučavanja na mineralima i stenama na visokim pritiscima i temperaturama. Smatra se da je na granici Donji omotač Spoljašnje jezgro pritisak oko 100 Gpa a temperatura od 3000 do 40000C. U gornjem delu, na granici sa Gornjim omotačem pritisak je 23 Gpa a tempetatira od 1600 do 18000C Geofizički podaci ukazuju da je Donji omotač za oko 5% gušći od granatskog lerzolita, stene koja gradi donje delove gornjeg omotača. Pretpostavlja se da ispod 670 km. nusu moguće dalje strukturne transformacije minerala koji se javljaju u najgušćim pakovanjima. Zbog toga se sa porastom dubine verovatno povećava samo gustina minerala, sve do granice sa spoljašnjim jezgrom. Ovaj prelaz verovatno uzrokuje skok u brzini seizmičkih talasa na 670 km. Eksperimentalna proučavanja pokazuju da samo asocijacije sa dominantnim vrlo gustim, perovskitskim strukturama, imaju odgovarajuću gustinu, neophodnu za utvrđenu brzinu seizmičkih talasa koji prolaze kroz donji omotač. Kapljice magmi, Hot spot magme

Novija proučavanja ukazuju da i u Donjem omotaču ima magmatizma. Na osnovu malih brzina seizmičkih talasa utvrđeno je prisustvo stopljene faze u Donjem a i u Gornjem omotaču. Parcujalnim stapanjem u Donjem omotaču nastaju kapljice magmi koje se zbog manje gustine, jer su u tečnm stanju, izdižu, probijaju litosferu i postaju izvori magmi iz kojih nastaju okeanska ostrva ili bazalti unutar kontinentalnih ploča. O obliku i veličini kapljica (pluma) i mestu odakle potiču postoje različiti podaci. Utvrđena je i prostorna povezanost između zona sa vrlo niskim brzinama seizmičkih talasa i toplih tačaka Anomalija niskih brzina koja je utvrđena ispod Južnog Pacifika i Afrike ukazuje na prisustvo kapljice prečnika od 1000 do 2000 km. Prema seizmičkim podacima kapljica magme ispo Islanda je plitka, dok je ispod Havaja na znatno većoj dubini.

  8  

Pomenimo i parcijalno stapanje na granici spoljašnjeg jezgra i donjeg omotača na dubini 2900 kmkoje gradi zonu širine oko 200 km. Naziva se “D sloj” koji je mešavina stopljenih metala iz spoljašnjeg jezgra i minerala sa vrlo gustim kristalnim pakovanjem iz donjeg omotača. Prema geofizičkim podacima na granici spoljašnje jezgro-donji omotač gustina je 10 g/cm3. “D” sloj koji je, prema pojedinim autorima glavni izvor kapljica magmi. On “hrani” tople tačke i omogućava magmatizam u pomenutim tektonskim sredinama

Gornji omotač

Gornji omotač je deo Zemlje od 670 km. dubine do Moho diskontinuiteta koji se nalazi samo 20 do 60 km. ispod nas (Sl.6) Gradi 18% mase naše planete. U sastav Gornjeg omotača ulazi i deo okeanske i kontinentalne litosfere. Smatra se da je ova “ljuska” Zemlje izgrađena od stena ultrabazičnog sastava sa olivinom i piroksenom kao dominantnim mineralima . Litosfera je deo Zemlje iznad astenosfere, koju grade gornji deo gornjeg omotača i kora i može se posmatrati kao mozaik ploča koje su ograničene okeanskim riftovima, subdukcionim zonama i transformnim rasedima. Astenosfera je zona malih brzina seizmičkih talasa, zbog prisustva magmatskog rastopa, tj izgrađena je od parcijalno stopljenih stena. Astenosfera, pošto je polutečna, omogućava kretanja okeanske i kontinentalne litosfere koje po njoj “plivaju”. Ispod kontinentalne litosfere astenosfera je debljine oko 30-50 km, dok je ispod okeanske litosfere deblja, do 100 km. U području razmicanja okeanske i kontinentalne litosfere astenosfera se nalazi na znatno manjim dubinama. Sl.6. Gornji omotač Litosfera se na osnovu mineralnog i hemijskog sastava, strukture i fizičko-mehaničkih svojstava deli na okeansku litosferu i kontinentalnu litosferu. Okeanska litosfera se nalazi ispod okeanskih područja u kojima je razvijen okeanski tip kore. Okeanska litosfera u subdukcionim zonama biva "pojedena", ali se taj "gubitak" nadoknađuje stvaranjem nove okeanske litosfere u područjima razmicanja ploča (okeanskim riftovima). Na taj način ona se stalno obnavlja u dubljim delovima omotača. Debljina okeanske litosfere varira od oko 50 km u zoni š irenja ploča, do 125 km u

  9  

područjima dalje od razmicanja ploča gde je starija. U najvećem delu okeanska litosfera je debljine oko 100 km. Kontinentalna litosfera se nalazi ispod kontinenenata i znatno je starija od okeanske litosfere. Debljine je od oko 80 km do 200 km. Uglavnom je izgrađena je od metamorfnih, sedimentnih i kiselih magmatskih stena bogatih silicijom, aluminijom, kalcijumom i alkalijama: gnajseva, mikašista, granit, peščara, glina, krečnjaka itd.

Izvor toplote u Zemlji Zemlja je velika toplotna mašina koja “gura” sve geološke procese. Bez toplote

unutar Zemlje nema kretanja ploča litosfere ili dizanja kapljica magmi, nema tektonike, magmatzma, metamorfizma ili sedimentacije. Primarna toplota naše planete stvorena je kada se gravitaciona energija transormisala u kinetičku a ova u toplotnu koja je omogućila narastanje Zemlje i stvaranje jezgra od gvožđa u kome je još uvek “zarobljena”. Zbog niske termalne provodljivosti stena i velikog prečnika Zemlje (6370 km) malo se toplote provelo od jezgra do omotača, odnosno kore.

Smatra se da je izvor toplote u gornjem omotaču i kori najvećim delom od radioaktivnih, “dugo živećih” elemenata U, Th i K. čiji je poluperiod raspadanja nekoliko milijardi godina Ova hipoteza pretpostavlja da su izotopi ovih elemenata usled geohemijskih svojstava (oksifilni elementi) akumulirani bliže površini Zemlje, uglavnom u kontinentalnoj kori. Radioaktivno raspadanje pre 4.5 milijardi godina, kada je Zemlja rođena bilo je šest puta a u Arhajiku “samo” tri puta veće nego danas. Toplota koju daje omotač je, zbog njegovog velikog volumena, slična onoj koju daje kontinentalna kora, koja je znatno manja. Prinos toplote u Donjem i Gornjem omotaču dolazi i od konvekcionih strujanja, astenosfere, adiabatske dekompresije, prisustva “kapljica” magmi, frikcionog zagrevanja, egzotermnih reakcija itd.

Geotermalni gradijent je porast temperature stene sa dubinom i važan je za razumevanje geoloških procesa u Gornjem omotaču. Svaka geološka sredina ima određen geotermalni gradijent, ali se prosečan porast temperature u kontinentalnim delovima Zemlje kreće oko 1000C po kilometru dubine dok je u okeanskim područjima znatno viši, do nekoliko stotina stepeni po kilometru dubine. U stabilniim područjima van tektonske aktivnosti geotermalni gradijent je nizak, samo oko 300C po kilometru dubine. Pomenimo da je u kontinentalnoj kori gde je prosečna gustina stena 2.7 g/cm3, pritisak 270 bara po kilometru dubine, dok je u okeanskoj kori prosečna gustina stena 3.0 g/cm3

pa je pritisak nešto veći, oko 300 bara po kilometru dubine. U gornjem omotaču prosečna gustina stena je 3.3 g/cm3 pritisak po kilometru dubine 330 bara. Geotermalni gradijent ne može se univerzalno primeniti jer bi se po njemu dobile nerealno visoke temperature u dubljim delovima okeanske kore i omotača. Razlike u odnosu temperature i dubine u okeanskoj i kontinentalnoj kori i gornjem delu gornjeg omotača postoje, ali se geotermalni gradijenti različitih geoloških sredina ujednačavaju na dubini od oko 200 km.

  10  

Unutar Zemlje kretanje termalne energije je važno za razmatranja geoloških procesa, stvaranje magmatskih i metamorfnih stena itd. Pomenimo hlađenje okeanske litosfere kada ona postaje gušća i teža zbog čega se podvlači pod lakšu kontinentalnu litosferu ili pod okeansku litosferu i dospeva u topli i manje gusti omotač.

Konvekciona strujanja u omotaču

Kretanje uzrokovano razlikom u temperaturi naziva se konvekciono strujanje (SL.7) i generalno se vezuje za fluide. Toplija voda je lakša a hladnija teža zbog čega dolazi do njenog kretanja tj. konvekcionog strujanja. U velikim basenima, jezerima morima i okeanima kretanje vode je važno za njihov opstanak. Pomenimo Golfsku struju gde voda, zbog razlike u temperaturi, “putuje” više hiljada kilometara. Sličan proces je cirkulacija vazduha u atmosferi. Gušći, hladniji vazduh tone a lakši, topliji se izduže stvarajući jako strujanje, ponekad i vremenske nepogode. I mi se svakoga dana srećemo sa konvekcionim strujanjima kuvajući kafu kada zagrejana, toplija voda kao lakša isplivava na površinu a hladnija tone ka dnu. Konvekciono strujanje je prihvatljivo i za objašnjenje mehanizma kretanja stena. Osim temperature konvekciono strujanje u stenama zavisi i od razlike u njihovoj gustini.

Teorija tektonike ploča koja bazira na konvekcionom strujanju, podrazumeva kretanje okeanske ili kontinentalne litosfere po astenosferi, njihovo razmicanje, podvlačenje ili sučeljavanje. Subdukcija omogućava podvlačenje, smeštaj "hladnijih i težih" stena na velikim dubinama, njihovo zagrevanje i stapanje kada se stvorena magma i zagrejane stene kao lakše tektonskim pokretima izdižu i ponovo vraćaju na površinu. One se hlade, postaju teže i proces se ponavlja. Konvekciona strujanja i tektonska akivnost omogućavaju neprekidno kretanje delova naše planete. I dok energija iz unutrašnjostu stvara planinske vence i okeane dotle Sunce, voda i vazduh svojom energijom eroduju kako bi Zemlju bila ravna. Ova neprekidna borba unutrašnjih i spoljašnjih sila omogućava život kakvog poznajemo na Zemlji.   Sl.7. Konvekciona strujanja u omoču,

jednoslojni model (A) i dvoslojni model (B)

Konvekciona strujanja u mnogim tektonskim sredinama prouzrokuju i magmatsku aktivnost. U početku se smatralo da se ploče litosfere kreću kao ”pasivni putnici” na astenosferi, pri č emu je mesto riftova i subdukcionih zona određivano položajem i

  11  

veličinom konvekcionih strujanja u omotaču. Novija, prihvaćena saznanja, potvrđuju pretpostavku da su i same ploče aktivni učesnici ovih procesa. Konvenciono strujanje u omotaču je, kako pomenusmo, intenzivnije ako je veća razlika u temperaturi i gustini stena. Postoje dve hipoteze o konvekcionom strujanju: jednoslojni model strujanja i dvoslojni model strujanja. U jednoslojnom modelu strujanje se javlja u celom (donjem i gornjem) omotaču a u dvoslojnom modelu konvekciono strujanje se javlja u dva sloja, jedan sloj ispod 670 km, u Donjem omotaču a drugi iznad 670 km. u Gornjem omotaču. Teorijska i laboratorijska proučavanja o konvekcionim strujanjima se slažu sa dvoslojnim strujanjem u omotaču, ali većina geofizičkih ispitivanja ukazuje na jednoslojno strujanje u omotaču.

Konvekciona strujanja u omotaču su važna za razumevanje geoloških procesa na nažoj planeti. Bez dovoljne količine toplote unutar Zemlje nema kretanja ploča litosfere ili dizanja kapljica magmi, nema magmatzma vulkanima, metamorfizma ili tektonike. I kao što rekosmo nebi bilo života na Zemlji.

K O R A

Kora je deo Zemlje iznad Mohorovičićevog (u literaturi se čes to koristi i skraćeni

naziv Moho) diskontinuiteta koji je odvaja od omotača. Mohorovičićev diskontinuitet (ime dobio po istaknutom hrvatskom naučniku A. Mohorovičiću ) je određen naglim porastom brzine seizmičkih P-talasa, koja je u okeanskoj kori 7 km/sec, u kontinentalnoj kori 6 km/sec, a u gornjem omotaču oko 8 km/sec (sl. 2.1).

Moho diskontinuitet je ispod okeanskog dna na dubini od 2 do 12 km, gde gradi zonu širine oko 0,1 km, dok je ispod kontinenata od 20 pa čak i do 80 km. gde gradi zonu širine oko 0.5 km. Postoje dve hipoteze o postojanju Moho diskontinuiteta. Po jednoj, to je porast brzine seizmičkih talasa sa dubinom prouzrokovan povećanjem gustine istih minerala na većem pritisku, po drugoj, drugačijim mineralnim sastavom stena iznad i ispod Moho diskontinuiteta.

Nastanak i razvoj zemljine kore Kora je jedinstvena karakteristika Zemlje. Smatra se da nijedna planeta Sunčevog sistema nema koru koja je slična ili identična zemaljskoj. Najstariji sačuvani ostaci kontinentalne kore, gnajsevi gde je na osnovu sadržaja izotopa utvrčeno da su nastali pre 3.8-3.9 milijardi godina. Gnajsevi pak sadrže odlomke komatita i bazalta (amfibolita), koji mogu biti ostaci starije okeanske kore. Na osnovu hemijskog, mineralnog sastava i strukture, mesta i načina pojavljivanja, razlikujemo tri tipa kore: a. okeansku koru; c. kontinentalnu koru.

  12  

Okeanska kora Okeanska kora se javlja u područjima okeana (Pacifik, Atlantski okean itd.) i debljine je od 2-12 km (Sl.8). Ujednačenog je sastava, slojevite građe i izgrađena od sledećih vrsta stena (od podine ka povlati): Ø kumulatnih ultrabazičnih i bazičnih zrnastih stena

u kojima se ponekad javljaju manja tela diorita i albitskih granita. Prosečna debljina ovog dela okeanske kore je do oko 5 km, a brzina seizmičkih (Vp) talasa je 6.5-7.0 km/sec.

Ø sistema subparalelnih dijabaznih dajkova (sheeted dykes complex) sa karakterističnim zamrznutim rubovima. Debljina dajkova je od 0.5 do 3 m. Prelazna zona između dajkova i jastučastih (pillow) lava, koje se nalaze iznad, širine je od 50-100 m. Debljina ovog paketa je do 2 km.

Ø jastučastih (pillow) lava, podređeno pločastih izliva, dajkova i hijaloklastičnih vulkanskih breča. Debljina ovog dela okeanske kore je do 2 km. Brzina seizmičkih (Vp) talasa u zoni subparalelnih dajkova i zoni sa pillow lavama je 4.4-5.7 km/sec.

Ø Paketa sedimentnih stena, rožnaca i klastičnih stena (dominiraju peliti) koji č ine povlatni deo okeanske kore. Debljina sedimenata može biti i do 1 km. Brzina seizmičkih (Vp) talasa u ovom paketu je 1.5-2.0 km/sec.

Sl.8. Okeanska kora Ispod okeanske kore nalaze se tektonitski peridotiti, odnosno najviši delovi omotača. Erupcijom lava u područjima riftova bazalti zadobijaju namagnetisanje Zemljinog magnetnog polja „zamrzavajući“ njegov položaj u trenutku izlivanja. Daljim razvojem, širenjem, rifta (ploča) izlivaju se nove mase bazaltnih magmi sa reversnim polaritetom u odnosu na prethodno formirane. Pomenute magnetne karakteristike su paralelne osama srednjeokeanskih riftova i otkrivene su u svim okeanima (sl. 2.3). Širine ”magnetnih traka” su različite unutar svakog okeana, zavisno od brzine razmicanja ploča. Magnetna svojstva, utvrđena u okeanskoj kori, pokazuju da je brzina širenja duž centralnih riftnih zona različita, da varira s vremenom, od nekoliko mm do desetak cm za godinu.

Kontinentalna kora Zemlja je jedina planeta u Sunčevom sistemu sa kontinentalnom korom. Dva najvažnija faktora su omogućila njeno stvaranje:

  13  

Ø Zemlja ima značajnu količinu vode i Ø verovatno je jedina planeta u kojoj je bilo kretanja

ploča većih razmera u značajnijem vremenskom periodu.

Kontinentalna kora može biti debljine i do 80 km. Izgrađena je od dva "sloja", različite gustine i sastava (Sl.9). "Gornji sloj", manje gustine, izgrađen je od oko 90% magmatskih, uglavnom kiselih (granitskih) stena i metamorfita (gnajseva) i oko 10% sedimentnih stena (dominiraju peščari i krečnjaci).   "Donji sloj", veće gustine, izgrađen je od visokometamorfisanih i dehidratisanih metamorfnih stena kiselog i bazičnog sastava (beli i crni granuliti, amfiboliti). Granica između ova dva sloja naziva se Konradov diskontinuitet.

Najstarije stene kontinentalne kore su u Enderby Land-u na Antartiku (3.9 milijardi godina) i u jugozapadnom Grenlandu (3.8 milijardi godina). Sl.9. Kontinentalna kora

Prisustvo detritičnog cirkona u nekim Arhajskim metamorfisanim sedimentnim

stenama ukazuje da je na Zemlji postojala i starija kontinentalna kora koja verovatno nije sačuvana. Ako ovaj detritični cirkon dolazi iz kiselih magmatskih stena ”ostrva” kontinentalne kore postojala su i pre 4 milijardi godina. Pretpostavlja se da su najraniji graniti nastali u zonama subdukcija ili tonjenjem vlažne okeanske kore koja pri malom stepenu stapanja daje granitsku magmu.

TEKTONIKA PLOČA

Ideja da se kontinenti kreću postojala je još u 17. veku, ali je ovu hipotezu tek 1915. godine naučno obrazložio nemački geofizičar i meteorolog Alfred Wegener u radu Stvaranje kontinenata i okeana. On je pretpostavio da je pre oko 200 miliona godina postojao samo jedan kontinent Pangea (sva zemlja) koji je tektonskim pokretima komadan u manje delove, ploče, koje su putovale do sadašnjih položaja. Po ovom autoru kontinenti se kreću po čvrstoj podlozi, okeanskoj kori, iznad Moho diskontinuiteta, pod uticajem gravitacije Meseca, ali je predloženi mehanizam kretanja za većinu naučnika tog vremena bio neprihvatljiv. Alfred Vegener je tragično izgubio život na Grenlandu, novembra 1930. godine, ne dokazavši svoju hipotezu.

Pedesetih godina ovog veka, detaljno su proučavani Atlantski i Pacifički okean, kada su otkriveni okeanski grebeni i riftne zone, vulkanska aktivnost i područja zemljotresa. Stene okeanskog dna nisu bile starije od 160 miliona godina. Hess (1962) je

  14  

višegodišnjim proučavanjima okeanskog dna podmornicom otkrio da se u njihovim centralnim delovima javljaju riftovi, mesta razmicanja (odvajanja) kontinenata gde dolazi do izdizanja omotača i izlivanja magmi koje formiraju novu okeansku koru. Na obodima kontinenata su područja podvlačenja (subdukcije) kada se okeanska ploča podvlači pod okeansku ili kontinentalnu ploču, gde biva ”pojedena” (parcijalno do potpuno stopljena), zbog čega veličina i zapremina Zemlje ostaju isti. Ova Hesova hipoteza u literaturi je poznata kao Širenje okeanskog dna (Sea floor spreading).

Kasnih šezdesetih godina, novim istraživanjima i uz pomenute hipoteze, Vegenerovog koncepta kretanja kontinenata i Hessove ideje o širenju okeanskog dna, stvorena je teorija tektonike ploča.

Prema teoriji tektonike ploča, preko gornjeg dela omotača, astenosfere, koja je polutečna, leži čvrsta okeanska ili kontinentalna litosfera koje su podeljena na brojne delove, ploče koje “plivaju” po astenosferi.

Ploče su izgrađene od stena kontinentalne i okeanske litosfere (Afrička ploča, Južnoamerička ploča itd.) ili samo od stena okeanske litosfere (Pacifička ploča). Veličina ploče se tokom vremena menja. Dodavanjem nove magme u riftnoj zoni ona se povećava, dok se u subdukcionim zonama smanjuje. Ploče se ne kreću istom brzinom. Pravac i brzina njihovog kretanja određuje se na osnovu položaja transformnih raseda, merenjem sa satelita itd. Kao što je pomenuto konvekciona strujanja u omotaču glavni su mehanizam kretanja ploča. GRANICE PLOČA

Zavisno od načina kretanja (Sl.10) postoje tri tipa granica ploča: Ø granica razmicanja ili rift; Ø granica podvlačenja ili subdukcija i Ø transformni rased, granica bočnog kretanja

Veličina i oblik ploča, kao i njihov međusoban odnos, određeni su kombinacijom navedenih granica, tj. kretanja. Tako na primer, Naca ploča i Pacifička ploča su odvojene granicom razmicanja, riftom, a Naca ploča od Južnoameričke ploče granicom podvlačenja, subdukcijom. Zavisno od vrste granica, ploče menjaju svoj oblik i veličinu, tj. narastaju ili se smanjuju. Antartička i Afrička ploča su najvećim delom ograničene riftovima, zbog čega se povećavaju (narastaju), dok se Pacifička ploča duž severne i zapadne granice smanjuje, jer u područjima subdukcije ona se parcijalno do stapa. Granice ploča takođe menjaju svoj položaj. Rift može iznenada da promeni pravac pružanja, da postane neaktivan ili da nastane na drugom mestu. Subdukcija i transformni rasedi takođe migriraju, ponekad iznenada prestaju ili se pojavljuju. Sl. 10. Granice kretanja

ploča

  15  

U okeanskim područjima granica razmicanja naziva se i srednjeokeanski rift ili

okeanski rift u kome se izliva velika količina bazalta koja pomera (izgurava) “staru” okeansku koru na obe strane rifta stvarajući novu koru i srednjeokeanski greben.

Na Zemlji postoji sedam velikih ploča: Severnoamerička, Južnoamerička, Afrička, Pacifička, Evroazijska, Australijska i Antarktička (Sl.11). Najveća je Pacifička ploča, koja se nalazi u bazi Pacifičkog okeana i izgrađena je samo od stena okeanske litosfere i pripada grupi okeanskih ploča. Većina ploča, međutim, izgrađena je od stena kontinentalne i okeanske litosfere (Afrička, Južnoamerička itd.) i pripadaju tzv. kontinentalnim pločama. Ploče srednje veličine su: Karibska, Naca, Filipinska, Arabijska, Kokos i Skotia

Teorijom tektonike ploča objašnjavaju se mnogi geološki oblici i procesi: srednjeokeanski riftovi, ostrvski i vulkanski lukovi, kolizija kontinentalnih ploča, položaj vulkana, zemljotresa na Zemlji, stvaranje planinskih pojaseva itd. Ona je danas osnova geologije i prihvaćena je od većine geologa koji u okviru svojih istraživanja prave modele koji baziraju na konceptu teorije tektonike ploča (Sl.12).

Pošto je veličina Zemlje ista, nova kora u srednjeokeanskom riftu može nastati samo ako se ista količina stena, duž zona podvlačenja, subdukcije, unese u dubinu Zemlje. U toku geološkog vremena, pojedini okeanski riftovi su se više puta otvarali i zatvarali. Sadašnja dinamika kretanja kontinenata započela je pre oko 200 miliona godina otvaranjem Atlantskog i Indijskog okeana, koji se još uvek povećavaju, uz istovremeno smanjenje Pacifika

Srednjeokeanski grebeni su ogromni podvodni planinski venci izgrađeni od bazalta koji su izlivani u riftovima. Dužine su i preko 20 000 km (Atlantski okean, Pacifik), širine 1500 do 2000 km i visine 2 do 3 km iznad okeanskog dna. Srednjeokeanski grebeni imaju izražen reljef (morfologiju) i brojne vulkanske strukture koje su se razvile u toku stvaranja nove okeanske kore. Veoma retko mogu biti i iznad nivoa mora (Island). U pojedinim područjima srednjeokeanski grebeni zauzimaju polovinu površine okeanskog dna. Transformnim rasedima često su podeljeni na segmente. Javljaju se u svim okeanskim basenima.

Razmicanjem unutar kontinenata stvaraju se kontinentalni riftovi u kojima se izliva bazaltna magma koja formira vulkanske kupe ili vulkanske ploče (platoe) koji su mnogo manje veličine u odnosu na okeanska područja. Istočno-afrički rift je primer početka razlamanja (riftovanja) kontinenta Afrike uz intenzivnu vulkansku aktivnost. U njima se javljaju plitki, slabi zemljotresi, jer se žarišta nalaze na malim dubinama.

Daljim razvojem riftne doline unutar kontinenta stvara se nova okeanska kora, odnosno srednjeokeanski rift koji deli kontinent na dve nove ploče. Crveno more je klasičan primer ovakvog razmicanja gde se Arabijska ploča odvojila od Afričke.

  16  

Neki riftovi u kontinentalnim područjima se ne razviju potpuno (tzv. pasivni riftovi) kada se stvaraju samo riftne doline (grabeni), bez vulkanske aktivnosti (rift Rio Grande, graben Rajne itd.).

Sl. 11. Položaj ploča na Zemlji. Strelicama su označeni karakteri kretanja

Granica podvlačenja ili subdukcije je mesto gde se jedna ploča

podvlači (subdukuje) pod drugu. Ta područja nazivaju se i subdukcionim zonama. Ugao subdukcije menja se sa dubinom, verovatno zbog kidanja ili deformacije subdukovane ploče. Podvlačenje može biti:

Ø okeanske ploče pod okeansku ploču, Ø okeanske ploče pod kontinentalnu ploču, i Ø kontinentalne ploče pod kontinentalnu ploču,

kada dolazi do sudara tj. sučeljavanja ploča i stvaranja kolizionih ili sutur zona (Himalaji).

  17  

Karakter granice podvlačenja zavisi od sastava stena, ugla i brzine subdukcije. Podvlačenjem okeanske ploče pod drugu okeansku ploču stvara se okeanski rov (trench), a na ploči koja se nalazi iznad formira se ostrvski luk sa bazaltnim vulkanizmom koji je paralelan pružanju okeanskog rova. Udaljenost ostrvskog luka od okeanskog rova zavisi od ugla subdukcije, obično je od 100 do 200 km.

Okeanski rov je uska zona, dubine preko 10 km, širine nekoliko desetina km i dužine nekoliko stotina km. Položaj okeanskog rova se menja s vremenom, zbog čega se menja i položaj ostrvskog luka. Okeanskih rovova najviše ima u Pacifiku gde se nalazi i Marijanski rov se najvećom dubinom okeana na Zemlji (oko 11 km).

Sl.12. Položaj granica ploča na preseku Gornjeg omotača i kore Podvlačenjem okeanske ploče pod kontinentalnu ploču stvara se aktivna

kontinentalna margina i okeanski rov a na kopnenom delu vulkanski ili magmatski luk. Veličina, položaj i morfološka svojstva okeanskog rova su veoma slični ili identični kao i kod podvlačenja okeanske ploče pod okeansku ploču.

U vulkanskom luku dominiraju andeziti, a od plutonskih stena granodioriti. Duž subdukcione zone javljaju se jaki i duboki zemljotresi (Beniof seizmička zona). U

  18  

subdukcionim zonama javljaju se jaki zemljotresi (Beniof seizmička zona) koji počinju u okeanskom rovu i idu duž subdukcione zone duboko u područje omotača.

Pomenimo da se u područjima subdukcionih zona, zbog intenzivnih tektonskih pokreta, javljaju i aktivne kontinentalne margine. Imaju izraženu morfologiju, malo područje sedimentacije (uzan kontinentalni šelf), bez široke kontinentalne padine i abisalne zaravni. Pasivna kontinentalna margina se javlja daleko od zona subdukcije, u području bez tektonske aktivnosti, i praktično je bez vulkanizma i zemljotresa (Istočne obale Severne i Južne Amerike). Pasivna kontinentalna margina ima širok kontinentalni šelf, kontinentalnu padinu i abisalnu zaravan na kojima se stvaraju flišni, odnosno turbiditni sedimenti.

Sudarom dve kontinentalne ploče nema subdukcije zbog male gustine stena koje ulaze u njihov sastav. Intenzivnom tektonikom dolazi do međusobne kolizije, tj. sučeljavanja kontinentalnih ploča i stvaranja sutur zone sa jakim metamorfizmom i magmatskom aktivnošću. Smatra se da je između dve kontinentalne ploče, pre sučeljavanja, morao biti okeanski prostor koji je subdukovan ispod jedne od kontinentalnih ploča.

Sučeljavanjem i kolizijom povećava se debljina kontinentalne kore uz vrlo složenu tektoniki i intenzivnog magmatizam kada se stvaraju ogromni planinski venci. Tako su nastali Himalaji, Alpi, Apalaške planine, Ural itd.

Transformi rasedi su specifična horizontalna kretanja ploča subparalelna do paralelna smeru širenja rifta, bez njihove destrukcije ili narastanja. Duž nekih transformnih raseda javljaju se plitki zemljotresi ili vulkanska aktivnost. Transformni rased može biti i granica ploča. Najpoznatiji i najbolje proučeni primer ovakvog raseda je San Andreas transformni rased, koji je granica između Pacifičke i Severnoameričke ploče.

Najintenzivniji geološki procesi javljaju se na granicama ploča. U njima se, uz složenu tektonsku aktivnost, stvara i većina magmatskih stena: bazalti srednjeokeanskih riftova, bazične i alkalne stene unutar kontinentalnih riftova, vulkanske i intruzivne stene ostrvskih i vulkanskih lukova itd.

  19  

Minerali

Minerali

Minerali su tela određenog hemijskog sastava, fizičkih osobina i strukture. Najčešće se javljaju kao jedinjanja: kvarc, SiO2, ortoklas, K2OxAl2O3x6 SiO2, kalcit, CaCO3, retko su izgrađeni samo od jednog elementa: samorodno zlato, sumpor, samorodni bakar, dijamant, grafit itd.

U prirodi se javljaju kao tela pravilnih oblika koje nazivamo kristalima, ili amorfno, kada su nepravilnog oblika.

Kristali su potpuno razvijeni oblici minerala, koji su pravilnih formi (Sl.1). Nastaju iz rastopa (magme), ili hidrotermalnih rastvora pri laganoj kristalizaciji, kada ima dovoljno prostora za njihov razvoj. U toku kristalizacije često se stvara nekoliko minerala istovremeno kada nastaju kristalne druze ili kristalni agregati. Sl.1. Kristali kvarca

Amorfni minerali najčešće nastaju pri brzoj kristalizaciji, bez slobodnog, praznog prostora, kada se stvaraju nepravilni do delimično pravilni oblici: zrnasti, ljuspasti, vlaknasti, igličasti, prizmatični, zemljasti, bubrežasti agregati (Sl.2). Većina amorfnih minerala tokom vremena prelazi u kristalno stanje.

Sl. 2. Bubrežasti limonit

Minerali koji imaju ekonomski značaj nazivaju se rudni minerali. One grade rudna ležišta metala i nemetala: olova cinka, bakra, zlata, srebra, glina, peska itd.

  20  

Granični elementi kristala

Minerali kristališu u pravilnim kristalima ako su svi uslovi za njihov nastanak ispunjeni, lagana kristalizacija i dovoljno prostora. Na kristalu se javljaju simetrično raspoređeni granični elementi: pljosni, ivice i rogljevi.

Sl. 3. Granični elementi kristala

Pljosni su ravne površine kojima su kristali ograničeni sa svih strana. Pljosni mogu biti različitog oblika, trougaone, kvadratne, pravougaone, oblika romba i dr oblika romba i dr.

Ivice su granični pravolinijski elementi na dodirima dveju pljosni. Zavisno od položaja pljosni, mogu biti oštre i tupe.

Rogljevi su granični elementi kristala koji se formiraju na dodirima triju ivica ili najmanje tri granične pljosni. Rogljevi na kristalima mogu biti trostrani, četvorostrani i dr.

Kristali se javljaju u prostim oblicima, kada su ograničeni samo jednom vrstom pljosni ali i u složenim, kada su pljosni različitih oblika. Primer prostog oblika je kocka ili oktaedar, složenog rombododekaedar.

Simetrija kristala

Pravilno razvijeni kristali imaju simetriju sa sledećim elementima: ravan simetrije, osa simetrije i centar simetrije. Stepen simetrije kristala je definisan brojem elemenata simetrije koji se svrstavaju u 32 simetrijske klase (Sl.4). Svaka klasa sadrži sedam mogućih

Pljosan

Ivica

Rogalj

  21  

oblika kristala istog stepena simetrije koji se analitički svode na sedam koordinatnih sistema:

Ø teseralna sistema ima najviši stepen simetrije, tri jednake i međusobno upravne kristalografske ose. Osnovni oblici ovog sistema su kocka, oktaedar i tetraedar. Minerali ovog sistema su praktično izotropni;

Ø tetragonalna sistema ima tri međusobno upravne kristalografske ose od kojih su dve horizontalne jednake dužine dok je treća, vertikalna osa, duža ili kraća. Karakteristični oblici kristala su tetragonalna prizma, tetragonalna bipiramida i dr

Ø heksagonalna sistema ima četiri kristalografske ose: tri ose su jednake dužine i njihovi kraci međusobno zaklapaju ugao od 60o dok je četvrta osa, upravna; na njih, kraća ili duža. Kristali su anizotropni. Najvažniji kristalni oblici su heksagonalna prizma heksagonalna bipiramida i drugi;

Sl. 4. Simetrije kristala

  22  

Ø romboedarska sistema ima isti osni krst i raspored osa kao heksagonalni sistem, ali je niži stepen simetrije. Najvažniji oblik je romboedar;

Ø rombična sistema ima tri kristalografske ose nejednake dužine koje su međusobno upravne. Najvažniji oblici su rombična prizma i rombična bipiramida;

Ø monoklinična sistema ima tri nejednake kristalografske ose, dve su međusobno upravne, a treća je u odnosu na njih kosa zbog čega ima nizak stepen simetrije. Monoklinični sistem ima samo jednu ravan simetrije i centar simetrije. Najvažniji oblici su monoklinična prizma i monoklinična bipiramida;

Ø triklinična sistema ima takođe tri nejednake kristalografske ose, koso položene jedna prema drugoj. Stepen simetrije je veoma nizak - kristalni oblici ovog sistema imaju samo centar simetrije. U prirodi se kristali retko javljaju u prostim oblicima. Obično se nekoliko oblika

kombinuje među sobom, tako da na jednom kristalu imamo više oblika koji pripadaju jednom sistemu.

Kristali se mogu javiti i kao blizanci (Sl.5). Ova pojava nastaje kada dva kristala iste forme međusobno srastaju ili prorastaju. Polisintetički blizanci nastaju višestrukim prorastanjem ili srastanjem kada se obrazuju različiti oblici, lastinog repa, kolenasti oblici itd.

Sl.5. Blizanci ortoklasa.

  23  

Fizičke osobine minerala

Minerali pokazuju izotropna ili anizotropna fizička svojstva. Kod izotropnih minerala fizičke osobine u jednoj individui su u svim pravcima jednake. Amorfni minerali su najčešće izotropni. Kod anizotropnih minerala fizička svojstva se u različitim pravcima različita. Nju imaju iskristalisali minerali, izuzev onih koji kristališu teseralno.

Makroskopska odredba minerala (odredba golim okom) bazira na njihovim fizičkim svojstvima. To su boja minerala, ogreb, sjajnost, cepljivost, prelom, tvrdina, gustina, elastičnost, toplotne osobine, magnetne osobine, električne osobine, radioaktivne osobine i fiziološke osobine.

Boja minerala

Ova fizička karakteristika proizilazi iz ponašanja minerala u odnosu na svetlost. Minerali se javljaju u boji talasne dužine onog dela spektra koji nije apsorbovan. Neki minerali svetlost propuštaju, drugi je odbijaju, treći apsorbuju itd. Minerali koji propuštaju svetlost su providni minerali, a oni koji odbijaju svetlost neprovidni ili metalični minerali. Boja nije stalna i postojana osobina. Mali broj minerala ima stalnu idiohromatsku boju (grčki: sopstven, boja) boje koja potiče od boje materije od koje je mineral izgrađen. Mnogo veći broj minerala ima alohromatsku boju koja potiče od sitnih mehaničkih primesa ili inkluzija u kristalu. Na primer kvarc, koji je tipičan bezbojan mineral, može biti alohromatski obojen žuto (citrin), ljubičasto (ametist), mrko (čađavac), itd. (Sl.6 )

Sl.6. različito obojeni kristali kvarca

Pseudohromatske boje nastaju površinskim raspadanjem minerala ili hemijskim reakcijama na površinama kristala

Ogreb minerala Ova osobina često se naziva i boja praha jer ovu boju mineral ima kada ga

mehanički zdrobimo (sprašimo). Ogreb je značajna fizička osobina koja služi za razlikovanje minerala iste boje, ali im je boja praha različita (Sl.7). Hematit, oksid gvožđa,

  24  

može biti različito obojen ali mu je ogreb uvek crven (njegova prava idiohromatska boja). Ogreb se ispituje kada se mineral zagrebe nožem ili se pak mineralom para po hrapavoj porcelanskoj pločici.

Sl.7. Ogreb minerala

Sjajnost minerala

Ova osobina je sposobnost minerala da jače ili slabije odbija svetlost. To je značajna fizička osobina jer pomaže pri makroskopskoj odredbi minerala i pri vrlo malim dimenzijama zrna, ispod 1 mm., na primer liskuna. Sjajnost minerala je različita:

Ø metaličnu sjajnost imaju minerali koji jako odbijaju svetlost. Karakteristična je za minerale metala po kome je i sjajnost dobila ime. To su pirit (sulfid gvožđa) (Sl.8), galenit (sulfid olova) itd.

Sl.8. Metalična slajnost pirita

Ø dijamantska sjajnost je karakteristična za minerale sa velikim indeksom prelamanja svetlosti. Ovo je za providne minerale najveća sjajnost. Ime je dobila po mineralu ugljenika, dijamantu.

  25  

Ø staklasta, kod providnih minerala sa srednjim indeksom prelamanja (Sl. 9.);

Ø masnu sjajnost imaju minerali koji nemaju cepljivost, tj. minerali sa neravnim površinama preloma;

Ø sedefastu sjajnost imaju minerali koji se javljaju u liskama, liskuni (Sl.10), hloriti i svilasta sjajnost, koju imaju vlaknasti minerali, amfinoli.

Sl. 9. Staklasta sjajnost kvarca

Sl. 10. Sedefasta sjajnost muskovita

Cepljivost minerala

Ova osobina minerala se manifestuje kada neki kristal izložimo udaru ili pritisku kada se deli u komade po ravnim površinama koje se nazivaju ravni cepljivosti. Cepljivost je osobina koja ukazuje na postojanje pravaca u mineralu po kojima je kohezija između molekula slabija. Za svaki mineral ravni cepljivosti su određene - konstantne površine. Pošto je cepljivost uvek paralelna postojećim ili mogućim pljosnima na kristalu, ona se i naziva po tim pljosnima - oktaedarska cepljivost, prizmatska cepljivost i sl. Mineral se može cepati i po više ravni - tada kažemo da ima dve ili više ravni cepljivosti. Mineral kalcit ima tri pravca cepljivosti

  26  

Jedna od važnih karakteristika minerala je i intenzitet cepljivosti, koji može biti različit i u okviru jednog minerala. Postoji i skala cepljivosti koja ide od vrlo savršene, preko savršene, jasne, nesavršene do nejasne. Minerali grupe liskuna imaju savršenu cepljivost. Osim što može imati nekoliko pravaca cepljivosti u okviru jednog kristala neki minerali imaju i različit stepen cepljivosti u raznim pravcima, što je u prirodi česta pojava. Pomenimo da ima minerala koji nemaju cepljivost, kvarc, granati itd.

Prelom minerala

Osim cepljivosti, minerali imaju još jednu deljivost koja se ne vrši po ravnim površinama - prelom minerala Ova osobina je izražena kod minerala koji imaju slabo izraženu cepljivost ili je nemaju. Prelom može biti različit: ravan, neravan, školjkast, iverast, zemljast, itd. Karakterističan je za pojedine minerale, katkad i značajan za determinaciju. Prelom imaju i amorfni minerali, koji nemaju cepljivost. Lome se najčešće školjkasto ili neravno.

Tvrdina minerala

Tvrdina je otpor minerala prema paranju. Neke minerale možemo zaparati noktom dok se drugi ne mogu parati ni nožem. Tvrdina istog minerala u različitim pravcima može biti različita, što je karakteristično kod anizotropnih minerala. Kod izotropnih i amorfnih minerala tvrdina je u svim pravcima ista.

Tvrdina minerala može se meriti. Postoji prirodna skala tvrdine minerala koju je predložio naučnik Mos i koja se po njemu naziva Mosova skala tvrdine(Sl.11) Po toj skali minerali prema kojima se određuje stepen tvrdine su sledeći:

Sl.11. Mosova skala tvrdine

  27  

Pri ovoj determinaciji treba znati da: Ø minerali iste tvrdine međusobno ne paraju, i Ø mekši minerali ostavljaju ogreb na mineralima veće tvrdine.

Minerali veće tvrdine su otporniji prema fizičkom raspadanju

Za određivanje tvrdine nepoznatog minerala treba njegovu tvrdinu uporediti sa tvrdinom minerala iz Mosove skale. Kako pri terenskoj determinaciji minerala nemamo uvek pri ruci minerale Mosove skale, odredbu tvrdine možemo izvršiti na sledeći nacin: Ø minerali tvrdine 1 i 2 paraju se noktom; Ø minerali tvrdine 3, 4 i 5 paraju se nožem; Ø minerali tvrdine 6 i 7 paraju staklo; Ø minerali tvrdine 8, 9 i 10 seku staklo. Precizna merenja tvrdine obavljaju se instrumentima. Gustina minerala

Gustina minerala, kao i gustina materije je gustina jedinice zapremine i zavisi od hemijskog sastava i unutrašnje strukture minerala. Određuje se različitim metodima (piknometar, aerometar, itd.). Gustina minerala kreće se od 2,5 - 3,5 mada ima i znatno lakših, odnosno gušćih minerala. Određivanje gustine vrši se i pomoću tečnosti poznate gustine. Ako mineral u tečnosti potone, gustina mu je veća od gustine tečnosti, ako lebdi, gustina mu je ista ili približno ista, a ako pliva ima manju gustinu. Elastičnost minerala

Elastičnost je osobina minerala da trpi plastične deformacije i da se po prestanku sile koje su je izazvale vraća u prvobitno stanje. Elastičnost, kao i cepljivost, zavisi od unutrašnje strukture minerala. Kod kristalnih minerala elastičnost je raznim pravcima različita, dok je u kristalografski identičnim pravcima ista. Amorfni minerali imaju istu elastičnost u svim pravcima.

Postoje minerali sa jako izraženom elastičnošću, na primer liskuni; nasuprot njima su minerali sa niskim stepenom elastičnosti za koje kažemo da su krti ili neelastični. U ovu grupu spada kvarc. Treća grupa obuhvata minerale koji pri savijanju ostaju trajno deformisani - za njih kažemo da su plastični. Ovu osobinu imaju minerali glina.

Toplotne osobine minerala

Prostiranje toplote zavisi od unutrašnje građe minerala. Ima minerala koji toplotu zadržavaju zbog čega se zagrevaju (metalični minerali), dok drugi toplotu propuštaju, halit (kuhinjska so). Toplotna provodljivost, od koje zavisi skupljanje i širenje minerala, kod

  28  

teseralnih i amorfnih minerala je ista u svim pravcima. Minerali koji kristališu u drugim kristalografskim sistemima su toplotno anizotropni. Prenošenje toplote je značajna osobina od koje zavisi fizičko raspadanje minerala.

Zagrevanjem do temperature kada mineral prelazi u rastopp naziva se tačka topljenja minerala. Minerali pri topljenju apsorbuju toplotu sve do trenutka dok im i poslednja čestica ne pređe u tečno stanje. Utrošena količina toplote naziva se latentna toplota topljenja. Prilikom obrnutog procesa - hlađenja rastopa i kristalizacije, mineral će do potpunog prelaska u čvrsto stanje emitovati svu količinu toplote - koja se naziva latentna toplota kristalizacije, i tek onda će početi da se dalje hladi.

Kod amorfnih minerala ne postoji određena tačka topljenja već oni preko faze omekšavanja prelaze postupno u tečno stanje. Tačka topljenja zavisi od procentualnog učešća pojedinih komponenata u smeši. Magnetna svojstva minerala

Mali je broj minerala koje privlači magnet, kada ih nazivamo magnetičnim mineralima. Najpoznatiji magnetični mineral je magnetit, oksid gvožđa. Ova osobina minerala koristi se za elektromagnetnu separaciju pojedinih minerala iz peska, u procesu flotacije ili iz zdrobljenih koncentrata. Električne osobine minerala

Neki minerali su dobri provodnici elektriciteta, ali ima i takvih koji elektricitet ne provode nego služe kao izolatori. Pojedini mineralu ispoljavaju električne osobine prilikom zagrevanja (piroelektricitet ili pojava razlike u naponu između različitih delova kristala). Kod drugih se ova osobina otkriva pri trenju ili usled pritiska (piezoelektricitet). Minerali koji su loši provodnici toplote i elektriciteta koriste se kao izolatori. Radioaktivne osobine minerala

Radioaktivnost se javlja zbog prisustva radioaktivnih elemenata u rešetki kristala. Radioaktivni minerali sadrže uran i torijum koji se vremenom raspadaju emitujući radioaktivne zrake. Količina produkata raspadanja vremenom se povećava, Poznavajući brzinu raspadanja određenih radioaktivnih minerala i koristeći preostatak raspadnutog minerala, može se izračunati starost radioaktivnog minerala, odnosno starost stene u kojoj se mineral nalazi. Ovaj metod koristi se u geohronologiji, geološkoj disciplini koja se bavi određivanjem geološke starosti stena. Fiziološke osobine minerala

U fiziološke osobine minerala, koje zapažamo neposredno čulima, spadaju ukus, miris i opip. Ove osobine za pojedine minerale veoma su karakteristične.

  29  

Ukus kod nekih minerala veoma je karakterističan. Ovu osobinu imaju lako rastvorljivi minerali. Izrazito slan ukus ima mineral halit (NaCl), gorkoslanu silvin itd.

Miris imaju minerali koji sadrže organske materije (sa bitumenom), drugi odaju miris na sumpor (neki sulfidi, naročito pri udaru). Specifičan miris emituju gline, zbog prisustva amonijačnih jedinjenja u njima. Minerali arsena, na primer, mirišu na beli luk.

Opip je kod nekih minerala veoma karakterističan: talk, azbest i dr. imaju mastan opip, oni koji su dobri provodnici toplote imaju hladan opip i dr.

Polimorfizam i izomorfizam

Polimorfizam je osobina da se jedan mineral javljaju u više morfoloških oblika tj. minerala. Najmarkantniji primer polimorfizma je ugljenik. Atomi ovog elementa mogu biti poslagani tako da im elementarna ćelija bude š estostrana prizma ili oktaedar. U prvom slučaju stvara se mineral grafit a u drugom dijamant (Sl.12).

Sl. 12. Grafit, levo i dijamant, desno

Različit oblik kristalne rešetke uzrokuje kod ova dva minerala velike razlike u fizičkim osobinama i oblicima. Grafit je jedan od najmekših minerala u prirodi, crne je boje, praškast i neprovidan Dijamant je proziran, bezbojan ili različito obojen, ima izvanrednu sjajnost i jedan je od najtvrđih minerala u prirodi.

Izomorfizam (grčki: isti, oblik) je osobina da minerali različitog hemijskog sastava imaju iste ili slične morfološke i fizičke karakteristike.

  30  

Primer za pojavu izomorfizma su široko rasprostranjeni petrogeni minerali, plagioklasi, koji su izomorfne smeše natrijumovog alumosilikata, albita (Na2OxAl2O3x6SiO2) i kalcijumovog alumosilikata, anortita (CaO$Al2O3x2SiO2).

Izomorfizam je češći kod minerala koji nastaju na visokim temperaturama.

Postanak minerala

Minerali kristalizacijom iz tečnog usijanog rastopa - magme, nazivamo magmatskim mineralima koji su stvarani u toku cele geološke istorije Zemlje, svuda gde se hladila i kristalisala magma. Primeri magmatskih minerala su kvarc, feldspati, liskuni i dr.

U završnoj fazi kristalizacije magme bogate bogate vodom može doći do reakcije novonastalih minerala i vode kada nastaju novi, krupni minerali u pegmatitskoj fazi. Pomenimo neke od njih: turmalin, topaz, beril, granate, liskune itd.

Ako se voda u magmi ohladi bez reakcije sa novonastalim mineralim iz nje kristališu hidrotermalni minerali koji se javljaju na temperaturama od oko 4000C pa sve do ispod oko 1000C. Tople vode iz magme nazivaju se hidrotermalni rastvori sadrže elemente koji u toku kristalizacije magme nisu ušli u sastav bitnih, silikatnih minerala: olovo, cink, bakar, srebro zlato itd. Pomenuti metali najčešće se javljaju kao sulfidi ili samorodni elementi. Hidrotermalni rastvori cirkulišu duž pukotina, najčešće matičnih magmatskih stena odakle potiču gde se deponuju gradeći žice debljine i do desetak metara. Ova genetska grupa minerala je značajna jer se najveći deo rudnih minerala kristaliče iz hidrotermalnih rastvora.

Značajno područje stvaranja minerala je kopnena i vodena sredina na površini Zemlje. Na kopnu se pod uticajem atmosferilija, vode, vazduha, snega, leda i temperaturnih razlika stene hemijski i fizički razaraju kada nastaju minerali koji grade sedimentne stene. Minerali u pomenutim uslovima se talože iz prezasiženih rastvora (kuhinjska so u moru, kalcit oko gejzira) ili posredstvom živih organizama (izdvajanje i obaranje amorfne silicije, opala, kalceona, karbonata itd.)

Povećanjem pritiska i temperature zbog tektonskih pokreta, kretanja stena u dubljim delovima Zemlje, ispod 5 km. dubine ili pod uticajem tople magme, minerali u postojećim stenama trpe promene morfološke, strukturne ili hemijske kada se stvaraju novi minerali stabilni u novim, višim ili nižim PT uslovima. koje nazivamo metamorfnim mineralima. Pri stvaranju metamorfnih minerala značajnu ulogu imaju voda ili CO2 koji potpomažu metamorfne procese.

  31  

Sistematika minerala

Broj minerala koji grade Zemljinu koru i omotač je veliki. Ima preko 2500 mineralnih vrsta i oko 7000 podvrsta i neprekidno se otkrivaju novi. Broj minerala koji bitno učestvuju u građi stena je mali, oko 100.

Minerali koji ulaze u sastav stena nazivaju se petrogeni minerali. Prema hemijskom sastavu dele se na silikate, karbonate, okside itd.

U narednom tekstu prikazaćemo osnovna svojstva najvažnijih petrogenih minerala na osnovu kojih se može odrediti vrsta stene.

Silikati

Silikati su jedinjenja silicijuma, kiseonika, K, Na, Ca, Fe, Mg itd. Iako mali broj elemenata ulaze u njihov sastav u priridi se javlja veliki broj silikatnih minerala zbog specifičnog vezivanja silicijuma i kiseonika (tzv. tetraedara silicijuma) koji grade različite osnove na koje se vezuju pomeniti katjoni (Sl. 13)

Sl. 13. Vezivanje kiseonika i silicijuma u silikatima

  32  

Kvarc

Kvarc je po hemijskom sastavu silicijum dioksid (SiO2). Osnovna ćelija ovog minerala ima oblik tetraedra, pri čemu se silicijum nalazi u centru a joni kiseonika grade rogljeve.

Nema cepljivost, neravnog je preloma (Sl.14). Na pljosnima je staklastog sjaja a na prelomnim površinama masne. Krt je. Tvrdine je, 7, gustine 2.6 do 2.7 gr/cm3. Veoma je osetljiv na pritiske. Kvarc se javlja u različitim bojama, gde razlikujemo više varijeteta: žuti citrin, ljubičasti, ametist, crni, morion, bezbojan i providan, gorski kristal. Postaje magmatski, metamorfno i hidrotermalno. Kristališe direktno iz magme. Bitan je mineral sastav kiselih magmatskih stena: granita, kvarcmonconita, Sl. 14. Kristal kvarca

granodiorita i kvarcdiorta. U ovim stenama javlja se u zrnima veličine oko nekoliko milimetara. U metamorfnim stenama kvarc nastaje rekristalizacijom postojećih SiO2 minerala ili stvaranjem novih minerala, pri čemu se silicijum dioksid oslobođa metamorfnim reakcijama.. Kvarc se u ovim stenama javlja i u zrnastim agregatima.

Otporan prema fizičko-hemijskom raspadanju zbog čega ulazi u sastav peska i peščara gde je najčešće bitan mineral. Javlja se u zrnima veličine do 2 mm, koja su zavisno od dužine i načina transpotra različito zaobljena, najbolje u rečnoj i marinskoj sredini, najmanje u pustinjama gde je nastao eolskom erozijom.

Najlepši kristali kvarca nastaju iz hidrotermalnih rastvora kada se ovaj mineral javlja sa sulfidima metala, zinka, olova, bakra itd, karbonatima gradeći predivne druze. Zanimljivo je da kristali kvarca iz hidrotermalnih rastvora mogu biti veličine i preko 1 metra.

Vlaknasti, fibrozni varijetet kvarca naziva se kalcedon. Ovaj mineral javlja se kao prelazna forma pri rekristalizaciji amorfnog koloidnog SiO2 u kvarc. Fizičke osobine kalcedona su kao kod kvarca. Vrlo često se javlja različito obojenim trakama kada ga nazivamo ahat koji se koristi kao poludragi kamen. Nastaje iz niskotrmperaturnih hidrotermalnih rastvora.

Opal je po sastavu je SiO2xnH2O. Količina vode u ovom amorfnom silicijskom mineralu varira zmeđu tri i dvadesetak procenata. Često sadrži primese zbog kojih je različito obojen: žuto, zeleno, plavo, crvenkasto pa čak i šareno (Sl.15).

  33  

Idiohromatski je bezbojan ili mlečno beo. Tvrdine je od 5,5 do 6,5, gustine od 2.4 do 2.5 gr/cm3. Školjkastog je preloma, krt. Sjajnosti je staklaste, masne, na prelomnim površinama smolaste. Opal se najčešće javlja u bubrežastim, grozdastim i jedrim masama, skramama i prevlakama Nastaje izlučivanjem iz hidrotermalnih rastvora, uglavnom na niskim temperaturama, oko 1000C.

SSl. 15. Opal

Opala ima ga i u sedimentnim stenima kada ulazi u sastav rožnaca. Direktno se stvara i oko gejzira ili kiselih toplih voda. Zanimljivo je da opal nastaje i pri raspadanju bazičnih i ultrabazičnih stena i pri njihovoj serpentinizaciji.

Feldspati

Feldspati su veoma značajni i vrlo rasprostranjeni petrogeni minerali. Grade oko 60% magmatskih, 30% metamorfnih i oko 10% sedimentnih stena. Ova grupa minerala daje materijal za stvaranje oko 70% mase sedimentnih stena, i važan su faktor u formiranju kore raspadanja.

Feldspati su grupa minerala srodnog hemijskog sastava, bliskih strukturnih, fizičkih i optičkih karakteristika. Prema hemijskom sastavu feldspati su alumosilikati kalijuma, (ortoklas), natrijuma (albit) i kalcijuma (anortit). U prirodi se retko sreću kao potpuno čisti minerali. Obično grade izomorfne smeše: ortoklas i albit u ograničenim količinama, dok se albit i anortit mešaju neograničeno.

Izomorfnu smešu ortoklasa i albita nazivamo alkalnim feldspatima jer u njihov sastav ulaze alkalije, kalija i natrija. Izomorfnu smešu albita i anortita nazivamo plagioklasima ili kalk-alkalnim feldspatima jer sadrže alkalije (natriju) i kalciju.

Feldspati su minerali velike tvrdine, između 6 - 6,5, gustine između 2.5 i 2.6 gr/cm3. Imaju jednu savršenu i drugu slabije izraženu cepljivost. Bezbojni su do beli, u tanjim pločicama providni, staklaste sjajnosti. Najčešće se javljaju kao blizanaci, prosti ili složeni, kada ih nazivamo polisintetičkim blizancima. Pomenućemo najvažnije minerale iz grupe feldspata, ortoklas i plagioklase.

  34  

Ortoklas

Ortoklas je monoklinični kalijski feldspat (Sl.16). Najčešće je bele boje, zbog prisustva oksida gvožđa može biti crven (avanturin) ili zelen (amazonit). Kristali ovog minerla obično su pravilno razvijeni. Ima dve dobro izražene cepljivosti koje zaklapaju prav ugao. Nastaje magmatski i metamorfno.

Ortoklas je bitan mineral dubinskih kiselih magmatskih stena, granita, sijenita, kvarcmonocita, granodiorita, aplita i pegmatita. U pomenutim stenama javlja se u zrnima veličine nekoliko milimetara, ponekad i u krupnim, idiomorfnim kristalima veličine i preko deset santimetara kada stene imaju porfiroidnu strukturu.

Sl. 16. Kristal ortoklasa

Sreće se i u pegmatitima, kada je udružen sa muskovitom, biotitom, turmalinom itd. Ortoklas se javlja i u metamorfnim stenama, gnajsevima gde je takođe bitan mineral.

Pod uticajem toplih, hidrotermalnih rastvora ili atmosferilija ovaj mineral prelazi u sitnoljuspičasti muskovit, sericit a pri potpunoj transformaciji u minerale glina, kaolinit.

Plagioklasi

Plagioklasi su bitni sastojci najvećeg broja magmatskih stena i veoma su značajni za njihovu sistematiku. Grade izomorfne smeše natrijskog feldspata, albita Na2OxAl2O3x6SiO2 i kalcijskog plagioklasa, anortita, CaOxAl2O3x2SiO2.

Albit spada u kisele plagioklase i javlja se u kiselim magmatskim stenama i njihovim vulkanitima (Sl.17). Oligoklas i andezin su prelazni ili intermedijarni plagioklasi i javljaju se u prelaznim ili intermedijarnim magmatskim stenama, dioritu i kvarcdioritu i njihovim vulkanitima. Sl. 17. Kristali albita

  35  

Bazični plagioklasi se javljaju u bazičnim magmatskim stenama stenama gabrovima i njihovim vulkanskim stenama. U ovu grupu spadaju labrador, bitovnit i anortit (Sl. 18)

Pri hidrotermalnim preobražajima kiseli plagioklasi prelaze u sericit i zeolite a bazični u coisit ili prenit. Pri površinskom raspadanju bazični plagioklasi se kalcitišu a kiseli prelaze u kaolinske minerale.

S Sl. 18. Kristal anortita

Liskuni

Liskuni su silikati u kojima su SiO4 tetraedri povezani međusobno u jednoj ravni. U ovu grupu minerala spadaju muskovit i biotit. Javljaju se kao bitni minerali kiselih magmatskih stena, granita i granitoida, metamorfnih stena, gnajseva i mikašista, sedimentnih stena, peščara. Za stvaranje liskuna neophodna je voda, tj kristaliušu iz vlažnih magmi (magmi bogatih vodom).

Liskuni imaju različit hemijski sastav ali slične ili identične fizičke i morfološke karakteristike. Kristališu monoklinično, u liskama do pločastim oblicima. Savršene su cepljivosti, ljuspice su veoma elastične. Tvrdine oko 2,5. gustine od 2.7 do 2. 8 gr/cm3. Pomenućemo najvažnije : muskovit i biotit. Muskovit

Muskovit je po sastavu kalijski alumosilikat sa vodom, KAl2(AlSi3O10) (OH)2. Ime ovog minerala potiče od italijanskog naziva za Moskvu (Mosca) jer je preko Moskve vršen izvoz muskovita.

Javlja se u listastim agregatima različite veličine (Sl.19). Kada su liske sitne (veličine ispod 1 mm) nazivamo ga sericitom.

Bezbojan je i u tankim listićima providan. Na površinama cepljivosti ima sedefast sjaj. Sl. 19. Muskovit

  36  

Muskovit postaje magmatski, iz kiselih magmi bogatih vodom i najčešće poslednji kristališe. Najviše ga ima u kiselim magmatskim stenama granitima i njihovim vulkanskim ekvivalentima. U pegmatitima liske ovog minerala mogu biti i veličine do 1 m. Često je udružen sa biotitom. Pri metamorfnim procesima, rekristalizacijom minerala glina i sedimentno kada se već formiran muskovit transportuje i taloži u razlučitim sredinama, vodenoj, rečni tokovi, jezera mora ili kontinentalnoj, aridna područja, pustinje itd. Muskovit je veoma otporan na fizičko hemijska raspadanja zbog čega može biti daleko transportovan od mesta nastanka. Javlja se kao bitan sastojak aluvijalnih i eluvijalnih nanosa, peščara.

Krupnije liske muskovita koriste se u elektroindustriji kao izolacioni materijal. Muskovit je glavni mineral nevezanih klastičnih sedimenata psamita (peska) koji se koristi u građevinarstvu, najvećim delom za pravljenje maltera. Biotit

Biotit je po sastavu izomorfna smeša hidratisanih kalijsko-gvožđevitog alumosilikata i kalijsko-magnezijskog alumosilikata, (KFe3AlSi3O10)(OH)2 i (KMg3Al3Si3O10)(OH)2. Boje je tamnomrke do crne (Sl.20), ostale fizičke osobine kao kod muskovita.

Nastaje magmatski i genetski je vezan za kisele i intermedijarne magmatske stene, granite, kvarcmonconite, granodiorite, kvarcdiorite, diorite i njihove vulkanske ekvivalente gde javlja kao glavni petrogeni mineral. Retko se sreče u bazičnim magmatskim stenama

U metamorfnom ciklusu biotit se javlja kao sastojak mnogih i regionalno i kontaktno metamorfnih stena: gnajseva, mikašista, amfibolita, kornita. U regionalno metamorfnim uslovima nastaje reakcijom muskovita (sericita) i hlorita), u kontaktno metamorfnim stenama rekristalizacijom ilita (minerala glina) uz prinos gvožđa. Sl. 20. Biotit

Biotit, za raliku od muskovita, pri fiziško hemijskom raspadanju nije stabilan mineral. U prisustvu vode, atmosferilija ili hidrotermalnih rastvora gvožđe u biotitu prelazi u više valentno stanje (fero u feri) kada se transformiše u hlorit uz uslobađanje limonita. Zato se biotit veoma retko javlja u nanosima, koji su kratko transportovani i brzo taloženi.

  37  

Hlorit

Hlorit gradi grupu minerala koja će ovde biti prikazana zajedno. Po sastavu je hidratisani alumosilikati magnezijuma i gvožđa (Sl.21). Deo aluminije može biti zamenjen trovalentnim gvožđem i hromom a magnezije i fero-gvožđa manganom i niklom. Hlorit kristališe monoklinično u pločastim ili lističastim agregatima, katkad sitnoljuspičastim ili zrakastim. Ima savršenu cepljivost ali su mu ljuspice neelastične. Boje su zelene boje, u svim nijansama, sjajnosti staklaste. Male je tvrdine, od 1,5 do 2,5, gustine 2,6 do 3.3 gr/cm3.

Sl. 21. Hlorit

Hlorit se javlja u magmatskim i metamorfnim stenama. U magmatskim stenama nastaju na niskim temperaturama i uz veliku količinu vode u magmi ili na račun raspadanja biotita, amfibola i piroksena. Pri metamorfnim procesima hlorit se stvara pri niskim PT uslovima, temperature od 200 do 4000C i pritisci do 5 Kbara U površinskim uslovima hlorit gubi gvožđe i prelazi u minerale glina, najvećim delom u monmorijonit. Serpentini

Serpentini su hidratisani silikati magnezijuma i gvožđa i ne sadrže aluminiju. Serpentini nastaju raspadanjem

olivina i drugih magnezijsko-gvožđevitih silikata bez aluminije, piroksena na srednjim do niskim temperaturama (Sl.22). Tvrdine su oko 2.5, gustine 2.55 gr/cm3. Regionalnim metamorfizom mogu nastati samo u određenim dubinskim nivoima. Upotrebljavaju se kao izolacioni materijal ili kao sirovina za izradu vatrostalnih materijala.

Sl. 22. Serpentin

  38  

Minerali glina

U izgradnji sedimentnih stena litosfere, u kori raspadanja i u zemljištu na kome rastu biljke, jedan od najzastupljenijih komponenata je grupa minerala koji su obuhvaćeni pod zajedničkim nazivom minerali glina.

Najvećim delom nastaju raspadanjem feldspata u površinskim uslovima, ili dejstvom toplih, hidrotermalnih voda na pojedine grupe magmatskih stena. Male su tvrdine, 1-2, gustine oko 2.6 gr/cm3

Mada u grupi minerala glina razlikujemo nekoliko vrsta pomenućemo najvažnije: kaolinit, monmorionit i ilit.

Kaolinit je po hemijskom sastavu aluminijski silikat sa vodom Al2Si2O5(OH).

Usled gustog pakovanja jona u rešetki kod ovog minerala ne postoji mogućnost infiltracije vode i drugih materija u rešetku, zbog čega kaolinit ne menja zapreminu, tj ne bubri i ne vrši izmenu jona. U pedološkom smislu kaolinit je neaktivan mineral.

Boje je bele (Sl.23), ili zbog primesa različito obojen žuto, crveno do braon, zbog oksida gvožđa, zeleno, mrko do crno kada je pigmentiran organskom materijom. U listićima je sedefaste sjajnosti, masnog opipa. Suv kaolinit lako se prstima drobi u sitan prah.

Sl. 23. Kaolinit

Kaolinit, nastaje preobražajem feldspata, ili liskuna koji su bitni minerali magmatskih stena (granita, kvarcmonconita, granodiorita itd) i metamorfnih stena (gnajseva, mikašista i drugih stena koji sadrže feldspate). Ovaj mineral se takođe stvara i sedimentno, u vlažnim klimatskim uslovima, u kiseloj sredini pa se često sreće u barskim i jezerskim slatkovodnim sedimentima.

Klimatski uslovi za nastanak kaolinita u kori raspadanja moraju biti vlažni, jer se u suvim uslovima ovaj mineral razlaže dajući slobodne hidrokside. Monmorijonit

Monmorijonit je hidratisani alumosilikat, Al2Si4O10(OH)2xH2O pri čemu je deo aluminijuma zamenjen sa Mg i/ili gvožđem. Kristališe monoklinično. Bele je boje, usled primesa može biti svetlo zelen do sivozelen. Javlja se u u fino zrnastim agregatima ili listićima (Sl.24).

  39  

Monmoriojonit sadrži slabo vezane molekule vode zbog čega menja zapreminu, bubri. Ova međuslojna voda može se izgubiti zagrevanjem već na oko 100 - 200oC bez poremećaja u strukturi, ali se može isto tako lako i vratiti nazad.

Monmorijonit nastaje površinskim raspadanjem stena, tufova, ili bazičnih magmatskih stena. Stvara se u alkalnoj sredini, najčešće marinskoj sredini iz rastvora bogatih natrijumom, zemnoalkalijama i dvovalentnim gvožđem. Naslage monmorijonita nastale alteracijom bazičnih ili neutralnih tufova nazivaju se bentoniti Sl. 24. Bentonit Ilit

Ilit je po strukturi sličan liskunima, po hemijskom sastavu bliži je mineralima glina (Sl.25). Nastaje preobražajem feldspata, degradacijom muskovita u alkalnoj srediniili rekristalizacijom glinovitih minerala

Ilit se od muskovita razlikuje po manjem sadržaju kalije koja je zamenjena hidroksidnom grupom. Bezbojan je, ali od oksida gvožđa ili drugih primesa može biti žut, zelen ili mrk.

Ilit je važan sastojak glinaca, laporaca i zemljišta.

Sl. 25. Ilit

Pirokseni

Pirokseni spadaju u grupu inosilikata gde su SiO4 tetraedri povezani u trake ili beskonačne nizove. Po hemijskom sastavu su silikati kalcijuma, magnezijuma i gvožđa i ne sadrže vodu. Javljaju se u kratko stubičastim agregatima, katkad kao monokristali ili blizanci. Imaju savršenu cepljivost a tragovi cepljivosti zaklapaju ugao od 90o. Tvrdine su

  40  

5 – 6, gustine 3.2 do 4 gr/cm3. Pirokseni su bele boje, preko raznih nijansi zelene, do crne. Staklastog do smolastog sjaja.

Kristališu monoklinično i rombično ali su monoklinični pirokseni mnogo značajniji od rombičnih piroksena.

U rombične piroksene spadaju enstatit, bronzit (Sl.26) i hipersten. Nastaju magmatski i metamorfno. U magmaskim stenama najčešće se javljaju u peridotitima (ultrabazične stne) i gabrovima (bazične stene) gde su glavni minerali. Dejstvom hidrotermalnih rastvora prelaze u serpentin.

U metamorfnim stenama nastaju na visokim i vrlo visokim pritiscima i temperaturama. Sl. 26. Bronzit

Monoklinični pirokseni su po hemijskom sastavu kalcijsko-magnezijsko -gvožđevi silikati. Među njima najvažniji su diopsid, augit i alkalni pirokseni. Diopsid je kalcijski piroksen i uglavnom se javlja u metamorfnim stenama nastalim na vrlo visokim pritiscima i temperaturama. Boje je svetlozelene, zelene. Transformiše se u amfibole bez aluminije, aktinolit.

Augit je kalcijsko-magnezijsko-gvožđevi piroksen i sadrži aluminiju (Sl.27). Varijeteti bogatiji aluminijumom su svetlo zeleni dok su bogatiji gvožđem tamno zeleni do crni. Nastaje magmatski i metamorfno. U magmatsih stenama može biti bitan mineral diorita, gabrova, andezita, bazalta, ultrabazičnih stena itd. U regionalnom i kontaktnom (retko) metamorfizmu stvara se pri visokim PT uslovima, iznad 5000C i pritiscima preko 5 kbara. Augit se transformiše u amfibole bez aluminije, hlorit a pri površinskim uslovima u kalcit, opal i okside gvožđa.

Sl. 27. Augit

  41  

Alkalni pirokseni sadrže alkalije, pre svega natriju po čemu su i dobili ime. Fizičke osobine su slične augitu. Nastaju magmatski gde se javljaju u alkalnim dubinskim i vulkanskim stenama i metamorfno u uslovima visokog stepena metamorfizma. Od alkalnih piroksena najčešći su jadeit i omfacit.

Amfiboli

Amfiboli su Ca, Mg, Fe alumosilikati sa vodom. Javljaju se u stubičastim, igličastim kristalima. Boje su zelene, tamno zelene do crne, staklaste do smolaste sjajnosti, tvrdine od 5 do 6, gustine 3 do 3.5 gr/cm3 . Nastaju magmatski i metamorfno. Bitni su minerali kiselih i prelaznih magmatskih stena, kvarcmonconita, granodiorita, diorita itd, kao i metamorfnih stena, amfibolita. Kristališu rombično i monoklinično koji su znatno češći. Pomenućemo tremolit, aktinolit i hornblendu.

Tremolit je hidratisan kalcijsko magnezijski silikat, Ca2Mg5(OH)2Si8O22. Javlja se u fibroznim agregatima. Bezbojan je, beo ili siv. Staklaste sjajnosti, tvrdine 5,5 - 6. Savršene cepljivosti. Redovan je sastojak metamorfnih stena ali se javlja i kao sekundarni sastojak u magmatskim stenama kada nastaje raspadanjem piroksena. kod magmatskih stena.. U uslovima površinskog raspadanja a je stabilan ali se lako drobi. Aktinolit je hidratisani magnezijsko - gvožđeviti silikat, boje zelene do tamno zelene (Sl.28) . Nastaje preobražajem piroksena uz prisustvo vode (uralit), u uslovima kontaktnog metamorfizma i regionalno metamorfno, pri niskim pritiscima i temperaturama.

Sl. 28. Aktinolit

Hornblenda hidratisan kalcijsko - magnezijsko – gvožđeviti alumo silikat sa vodom. Nastaje magmatski i metamorfno. Bitan je mineral u kiselim, intermedijarnim i

bazičnim stenama, u regionalno metamorfnim stenama nastaje na srednjim do visokim PT uslovima gradeći stenu amfibolit, izgrađenu od hornblende, prelaznog do bazičnog plagioklasa i drugih metamorfnih minerala.

Ovaj mineral najčešće se javlja u pritkastim do stubičastim, kristalima. Hornblenda je zelene do tamnozelene boje ponekad crne, sjajnosti staklaste ili smolaste i savršene cepljivosti (Sl.29).

  42  

Pod uticajem hidrotermalnih rastvora hornblenda prelazi u hlorit, epidot, kalcit a pri procesima površinskog raspadanja u kalcit, limonit, minerale glina itd.

Sl. 29. Hornblenda

Olivini

Olivini pripadaju grupi nezosilikata koji imaju slobodne SiO4 tetraedre koji su vezani sa Mg, Fe, Al, Ca, ali nikada sa alkalijama. Po hemijskom sastavu olivini su silikati magnezijuma (forsterit) i gvožđa (fajalit). Kristališu rombično u kratkostubičastim agregatima ali se najčešće javljaju kao zrnasti agregati nepravilnog oblika. Vrlo su slabe cepljivosti, tvrdine 6,5 - 7, gustine od 3.2 do 4.3 gr/cm3. Sjajnosti su staklaste, na prelomnim površinama masne. Bele su svetlozelene, maslinastozelene, tamnozelene do crne boje (Sl.30)

Sl. 30. Olivini

Olivini su bitni minerali sastojci ultrabazičnih i bazičnih magmatskih stena Mogu nastati i kontaktno metamorfno kada se uz magneiju i gvožđe javlja i kalcija (stvara se mineral montićelit). Olivini su nestabilni minerali. Na niskim temperaturama, dejstvom hidrotermalnih rastvora ili pod uticajem atmosferilija prelaze u serpentin, ređe talk i azbest, opal. Raspadanjem serpentina, uz višak olivina nad piroksenima nastaje i magnezit.

  43  

Alumosilikati

U grupu alumosilikata spadaju: disten koji kristališe triklinično, andaluzit i silimanit koji kristališu rombično.

Disten često sadrži malo feri-gvožđa i hroma zbog čega je plave boje (Sl.31). Javlja se u tabličastim, izduženim, katkad veoma krupnim kristalima savršene cepljivosti. tvrdine na raznim pljosnima, od od 4 do 7, gustine 3.5 do 3.6 gr/cm3. Sjajnosti je staklaste do sedefaste.

Disten nastaje regionalnom metamorfom glina pri srednjim do visokm PT uslovima na račun glinovitih sedimenata. U uslovima površinskog raspadanja je stabilan, često se koncentriše u nanosima. Pod uticajem hidrotermalnih rastvora prealzi u sericit. Sl. 31. Disten.

Silimanit se najčeđće javlja u igličastim kristalima koji su obično grupisani u agregate (Sl.32). Boje je bele, ž ute do svetlozelene. Sjajnosti je staklaste do svilaste sjajnosti, savršene cepljivosti, tvrdine od 6 do 7, gustine oko 3.2 gr/cm3. Silimanit nastaje regionalnom metamorfozom glina u istim i sličnim uslovima kao i disten sa kojim je često udružen, retko kontakno metamorfno, termalnom metamorfozom glinovitih sedimenata. Alteracijom ovaj mineral prelazi u minerale glina.

Sl. 32. Silimanit

Andaluzit kao primese može da sadrži okside gvožđa i mangana (Sl.33). Javlja se u stubičastim kristalima. Boje je bele ružičaste do zelene. Tvrdine oko 7, gustine 3.1 gr/cm3. Jasne cepljivosti i staklaste sjajnosti. Nastaje kontaktno metamorfno termalnom

  44  

metamorfozom glinovitih sedimenata na kontaktu sa magmom, najčešće kiselog sastava (granita). Dejstvom hidrotermalnih rastvora prelazi u sericit.

SSl. 33. Andaluzit

Granati

Granati su veoma rasprostranjeni minerali. Po sastavu su alumosilikati magnezijuma, gvožđa i kalcijuma. Neki od njih sadrže mangan i hrom. Kristališu teseralno, često u lepim, pravilnim kristalima kada se koriste se i kao poludragi kamen. Velike su tvrdine: 6,5 - 7,5, gustine 3.5 do 4 gr/cm3. Nemaju cepljivost. Zavisno od sastava boja im varira od žute, zelene, crvene do crne (Sl.34) .

Magnezijsko gvožđeviti granati (pirop i almandin) nastaju regionalno metamofno pri srednjim do visokim PT uslovima, sreću se i u magmatskim stenama, peridotitima (pirop), ili pegmatitima (almandin). U kiselim magmatskim stenama mogu biti akcesorni minerali.

Calcijski granati, grosular i andradit nastaju na kontaktu karbonatnih stena i kiselih, granitskih magmi. Pritisci pri ovom tipu metammorfizma su do 3 kbara a temperature do oko 650-7000C. Granati su otporni minerali zbog č ega se javljaju i u nanosima. Pod uticajem hidrotermalnih rastvora prelaze u hlorit i minerale epidotske grupe

  45  

Epidot i coisit

Epidot i coisit su po sastavu kalcijsko, mamgnezijsko, gvožđeviti alumo silikati sa vodom. Epidot kristališe monoklinično u stubastim kristalima, često se javlja i u jedrim, sitnozrnim do zemljastim agregatima (Sl.35). Savršene je cepljivosti, tvrdine 6,5, gustine oko 3.2 gr/cm3. Sjajnosti su staklaste. Zavisno od sadržaja gvožđa boje je žutozelene do crne.

Sl. 35. Epidot (levo) i coisit (desno)

Epidot je uglavnom sekundaran mineral, nastaje preobražajem preobražajem feromagnezijskih minerala sa sadržajem aluminije, hornblende, granata, bazičnih plagioklasa uz prinos gvožđa. Sreće se i u regionalno i kontaktno metamorfnim stenama nastalim pri niskim uslovima stepena metamorfizma. Epidot može biti i primarni magmatski mineral u kiselim magmatskim stenama, granitima. Pri površinskom raspadanju je otporan, sreće se u rečnim nanosima i raznim vrstama zemljišta.

Coisit je kalcijski alumosilikat sa vodom koji sadrži do 5% Fe2O3. Kristalliše rombično, javlja se u izduženim kristalima ili sitnozrnim, jedrim agregatima. Isličnih fizičkoh svojstava kao i epidot. Boje je svetlosive, plave do ružičaste (Sl.35). Nastaje preobražajem bazičnih plagioklasa ima ga i u metamorfnim stenama niskog stepena metamorfizma.

Beril

Beril je po hemijskom sastavu berilijum alumosilikat. Kristališe heksagonalno i često se javlja u pravilinim, katkad veoma krupnim, kristalima. Boje je plave do plavo-zelene, tvrdine 7,5 – 8, gustine 2.6 do 2.9 gr/cm3(Sl.36). Od primesa može biti, međutim, različito obojen te razlikujemo nekoliko varijeteta. Zeleni - smaragd i plavi -akvamarin koji spadaju u drago kamenje.

  46  

Nastaje u pegmatitima uz prisustvo velike količine lakoisparljivih komponenata. Prema raspadanju je otporan, ali se dugim dejstvom atmosferilija zamućuje i na kraju prelazi u kaolinit.

S

Sl. 36. Beril

Turmalin je složenog hemijskog sastava, ali se može definisati kao boro-alumo-silikat magnezijuma i gvožđa sa sadržajem kalcije, alkalija i OH grupe. Može da sadrži oko 15 elemenata što se odražava na boju, koja varira od bezbojne, preko zelene, žutomrke do crne. Javlja se u trigonalnim, izduženim kristalima, ponekad veličine i preko 10 cm. (Sl.37). Velike je tvrdine 7-7,5, gustine, 3 do 3.1 gr/cm3. Nema cepljivost. Postaje pegmatitski, sreće se i kao sporedni mineral u kiselim magmatskim stenama. Spada u grupu otpornih minerala, zbog čega ga nalazimo i u nanosima Delovanjem hidrotermalnih rastvora prelazi u hlorit i sericit.

S

SSl. 37. Turmalin

  47  

Oksidi i hidroksidi

Oksidi i hidroksidi su važni sastojci stena, posebno zemljišta. Pomenućemo okside i hidrokside gvožđa i aluminijuma.

Oksidi i hidroksidi gvožđa

Od oksida i hidroksida gvožđa prikazaćemo magnetit, hematit i limonit. Magnetit je po sastavu FeOxFe2O3. Kristališe teseralno, često se sreće u lepim

pravilnim oktaedrima. Postaje magmatski, kontaktno metamorfno, hidrotermalno pa čak i hidatogeno ako su uslovi oksidacioni. U magmatskom ciklusu javlja se u ultrabazičnim stenama gde obrazuje značajna ekonomska ležišta i u bazičnim stenama gde je, zajedno sa ilmenitom sporedan mineral. U kontaktnom metamorfizmu javlja se na kontaktu krečnjaka i kiselih magmatskih stena kada obrazuje rudna ležišta, u skarnovima (Kopaonik).

Crne je boje, metalične sjajnosti, crnog ogreba, bez cepljivosti, magnetičan (Sl.38). Tvrdine 5,5 - 6,5, gustine 5.2 gr/cm3. Pri raspadanju otporan i često gradi magnetitske nanose. U površinskim uslovima, dejstvom atmosferilija prelazi u hematit i limonit.

Magnetit nastaje i kao sekundarni mineral, transformacijom minerala koji sadrže gvođe, olivini, pirokseni, amfiboli, liskuni (biotit) kada se javlja u sitnozrnim, praškastim nagomilanjima koja su koncentrisana duž ravni cepljivosti ili duž prslina i pukotina.

Sl. 38. Magnetit

Hematit je po sastavu Fe2O3. Kristališe heksagonalno i javlja se u ljuspastim agregatima ili veoma sitnozrnim jedrim masama (Sl.39). Najčešće je crvene boje po čemu je dobio ime (grčki: - krv), mada može biti i metalno siv do crn. Ogreb mu je uvek crven. Metalne sjajnosti, tvrdine oko 6. Sjajnosti je metalne tvrdine oko 6. Nastaje magmatski, sedimentno i metamorfno pa je primer minerala koji nastaje u svim uslovima. Raspadanjem prelazi u limonit.

Sl. 39. Hematit

  48  

Limonit

Limonit je po sastavu Fe2O3xH2O. Postaje raspadanjem svih minerala koji sadrže gvožđe, Amorfan je javlja se u skramama, prevlakama, bubrežastim agregatima i zemljastim masama (sl.40). Tvrdine je od 2 do 4, gustine 2.7 do 4.3 gr/cm3. Prisutan je u svim stenama sa gvožđem koje su površinski alterisane dejstvom atmosferilija. Može da obrazuje veće mase kada predstavlja rudu gvožđa

SSl.40. Limonit

Oksidi i hidroksidi aluminijuma

Iz ove grupe minerala prikazaćemo najvažnije predstavnike, korund i boksite.

Korund je oksid aluminijuma, Al2O3. Kristališe trigonalno, katkad u lepim oblicima (Sl.41). Idiohromatski je bezbojan ali od primesa može biti različito obojen: plavi, safir i crveni rubin koji su skupoceno drago kamenje. Pomenuti minerali su velike je tvrdine, 9, gustine oko 4 gr/cm3. Preloma je neravnog, bez cepljivosti, staklaste sjajnosti. Nastaje kontaktno i regionalno metamorfno metamorfozom glinovitih sedimenata siromašnih alkalijama, zemnoalkalijama, gvožđem i magnezijom. Sreću se i magmatski (javljaju se u pegmatitima kiselih magmatskih stena) pa čak i hidrotermalno pri okolurudnim promenama stena obično vezanih za ležišta bakra, zlata, olova i cinka. Pri raspadanju su otporni, koncentrišu se u nanosima.

Sl. 41. Korund

  49  

Boksiti su hidroksidi aluminijuma različitog sastava zbog promenljive količine vode i primesa, posebno gvožđa) i osnovna su sirovina za dobijanje aluminijuma. U ovu grupu minerala spadaju dijaspor, hidrargirit, džipsit. (Sl.42). Tvrdine su oko 2.5, gustine, 2.4 gr/cm3. Nastaju površinskim raspadanjem glina u krečnjacima koje nazivamo lateriti ili terra rossa, zbog karakteristične crvene boje. Mogu nastati i hidrotermalno. Sl. 42. Boksit

Karbonati

Karbonati su značajna grupa petrogenih minerala. Najynačajniji među njima su kalcit i dolomit.

Kalcit je po hemijskom sastavu karbonat kalcijuma (CaCO3). Javlja se u pločastim kristalima (Sl.43) ali gradi i agregate u kojima su zrna nepravilnog oblika. Kristališe romboedarski. Bezbojan je i u tankim kristalima staklasto providan. Može biti ružičast, zelen, crven, ako sadrži organsku materiju tamnosiv do crn. Tvrdine 3, gustine 2.7 do 2.9 gr/cm3. Sjajnosti je staklaste i savršene cepljivosti. Burno reaguje sa razblaženom hlorovodoničnom kiselinom, po čemu se lako razlikuje od drugih karbonata. Nastaje taloženjem iz vode koja sadrži lako rastvorljiv Ca(HCO3)2, snižavanjem temperature ili absorpcijom CO2 koje biljke uzimaju biljke apsorbuju, kristalizacijom iz prezaćenih rastvora sa kalcijum karbonatom, biogeno, gde ulazi u sastav ljuštura životinja ili biljaka. Kalcit nastaje i kao sekundarni mineral po silikatima, plagioklasima, amfibolima, liskunima itd. U površinskim uslovima kalcit se lako rastvara i prelazi u kalcijum hidrokarbonat koji se transportuje i obara kada se dostignu povoljni uslovi. Kalcit je bitan sastojak krečnjaka, laporaca, i mermera.

Sl. 43. Kalcit

Dolomit je po sastavu CaCO3xMgCO3, pri čemu sadržaji kalcijuma i magnezijuma variraju. Ima savršenu cepljivost i staklastu sjajnost. Boje je bele (Sl.44), tvrdine 3,5-4, gustine oko 2.6 gr/cm3. Rastvara se tek u zagrejanoj hlorovodoničnoj kiselini, po čemu se razlikuje od kalcita.

  50  

Postaje na razne načine. Najviše se stvara metasomatski pri dijagenetskim procesima dejstvom Mg rastvora na kalcijum-karbonatske stene. Dolomit gradi stenu koja se takođe naziva dolomite.

Sl. 44. Dolomit Magnezit je magnezijumov karbonat, MgCO3. Značajniji je kao rudni nego petrogeni mineral. Boje je bele, javlja se u sitnozrnim, jedrim agregatima sa karakterističnim školjkastim prelomom (Sl. 45). Tvrdine je 3.5 do 4.5, gustine od 3 do 3.5 gr/cm3. Nastaje transformacijom ultrabazičnih stena, tj. olivina uz prisustvo CO2. ili sedimentno. Najčešće gradi žice debljine do nekoliko desetina santimetara u peridotitima (tzv. žični magnezit) ili slojeve, zajedno sa drugim karbonatima i mineralima glina. Služi za proizvodnju vatrostalnih opeka. Sl. 45. Magnezit

Siderit je karbonat gvožđa, FeCO3, žute do mrke boje (Sl.46). Ostala svojstva kao i kod prethodno pomenutih karbonata. Tvrdine 4, gustine 3.5 do 4 gr/cm3. Nastaje dejstvom hidrotermalnih rastvora ili hladnih voda bogatih sa CO2 na minerale sa visokim sadržajem Fe. Stvara se i sedimentno, kada je udružen sa kalcitom ili hidrotermalno kada je asociran sa sulfidima Fe, Pb, Zn, Cu itd. U površinskim uslovima (kora raspadanja) transformiše se u limonit.

SSl. 46. Siderit

  51  

Sulfati

Sulfati su soli sumporne kiseline. U stenama su manje zastupljeni od karbonata, ali su č esto prisutni u kori raspadanja. Manje su zastupljeni od karbonata. Nastaju hidrotermalno na niskim temperaurama kristalizacijom iz prezasićenih rastvora ili sedimentno, u morskoj sredini. Najznačajniji sulfati su gips i anhidrit.

Gips je kalcijum sulfat sa vodom, CaSO4x2H2O. Kristališe monoklinično, i ako su uslovi povoljni javlja se u veoma lepim kristalima ili blizancima. Beo je ili providan do bezbojan, sa lepim staklastim sjajem (Sl.47). Savršene cepljivosti. Sitnozrni agregati lepe bele boje zovu se alabaster. Zagrevanjem gubi vodu ali je lako prima nazad. Male je tvrdine, 2, gustine 2.3 gr/cm3.

Nastaje taloženjem iz hidrotermalnih rastvora, obaranjem iz prezasićenog jonskog rastvora u morima, najčešće isparavanjem, u pustinjskim oblastima (Sl.48), takođe evaporacijom kada se stvaraju predivni kristali koji se nazivaju pustinjska ruža.

Sl. 47. Gips Sl. 48. Gips, pustinjska ruža

Gips se sreće se i u laporcima i glincima kada gradi konkrecije koje nastaju delovanjem sumporne kiseline na karbonate u tim stenama. Ima ga i u oksidacionoj zoni rudnih ležišta olova, cinka i bakra. Ponekad gradi žice ili skrame koje si nastale dejstvom ponirućih površinskih voda.

Anhidrit je sulfat kalcijuma, CaSO4, bez vode. Kristališe rombično i javlja se u zrnastim i jedrim masama. Savršene je cepljivosti, bele boje i sedefastog sjaja. Tvrdine je 3, gutine 2.3 gr/cm3 . Najčešće se stvara u sonim ležištima. Primanjem vode prelazi u gips.

  52  

Haloidi

Ova grupa ima veliki broj minerala koji imaju mali značaj u gradnji stena ali su neki od njih važni za život čoveka. Pomenućemo samo halit - kuhinjsku so koja se koristi u ljudskoj ishrani.

Halit je kuhinjska so, po sastavu natrijum hlorid (NaCl). Obično nije čist, sadrži primese koje utiču na fizičke i fiziološke osobine ovog minerala. Tvrdine 2, gustin 2.2 gr/cm3. Kristališe teseralno u vidu kocki ili se javlja u zrnastim masama poznatim kao kamena so (Sl. 49). Savršene je cepljivosti, staklaste sjajnosti, bezbojna, bela, ružičasta ili zelena. Slanog je, a usled prisustva primesa Mg slanogorkog ukusa. Jako rastvorljiva u vodi i higroskopna. Nastaje kao mineral sonih ležišta, ređe kao produkt vulkanskih eskalacija.

Sl. 49. Halit, kuhinjska so

Sulfidi

Sulfidi su značajnu grupa, naročito među metaličnim mineralima, retko javljaju kao petrogeni minerali. U stenama se najčešće javlja pirit, bisulfid gvožđa.

Pirit je po sastavu je FeS2. Javlja se u kristalima oblika kocke (Sl.50) ili zrnastim masama i agregatima. Boje je mesinganožute, metalne sjajnosti, bez cepljivosti, zelenkastocrnog ogreba Tvrdine 6 - 6,5 gustine 5 gr/cm3. Spada u najrasprostranjenije sulfide u prirodi i nastaje na sve načine, magmatski, metamorfno i sedimentno u širokom opsegu pritisaka i temperatura. U površinskim uslovima brzo se razlaže u limonit kada se stvara sumporna kiselina koja izbeljuje stene

Sl. 50. Pirit

  53  

Elementi

Napomenuli smo da se mali broj elemenata u prirodi sreće u slobodnom stanju gradeći samostalne minerale. U stenama je takođe mali broj minerala - elemenata koji su bitni sastojci stena. U ovoj grupi pomenu’emo najčešće i najvažnije, ugljenik i sumpor.

Dijamant je ugljenik koji kristališe teseralno, katkad u vrlo lepim oblicima (Sl.51). Providan ili prozračan i maksimalne tvrdine 10, gustine 3.5 gr/cm3. Savršena cepljivost. Izotropan. Ima važnu primenu kao dragi kamen, a kao mineral velike tvrdine koristi se i za izradu kruna za bušenje. Primarno se javlja kao magmatski mineral. U zoni površinskog raspadanja veoma je stabilan i koncentriše se u nanosima.

Sl. 51. Dijamant

Grafit je ugljenik koji kristališe heksagonalno u tabličastim kristalima, ljuspastim agregatima ili gustim masama. Crne je boje (Sl. 52), savršene cepljivosti, male tvrdine, 1-2, gustine 2.2 gr/cm3. Metalnog sjaja, pri dodiru prlja prste. Grafit nastaje metamorfozom sedimenata sa visokim sadržajem organske materije.

Sl. 52. Grafit

  54  

Sumpor

Samorodni sumpor, kristališe rombično ali se češće javlja u skramama, prevlakama ili zemljastim masama. Krt je, male tvrdine, od 1.5 do 2.5, gustine oko2. Boje je žute (Sl.53). Najčešće nastaje oko solfatara ili termalnih vrela. Velike mase mogu se razviti organogeno. Nalazimo ga i u dubljim delovima oksidacione zone rudnih ležišta sulfida metala, bakra, olova, cinka itd.

Sl. 53. Sumpor

  55  

OSNOVNI POJMOVI O STENAMA

Stena je prirodna zajednica jednog ili više minerala određenog hemijskog sastava i strukture. Stena može biti čvrsta (granit), nevezana (pesak) ili plastična (glina). Ako je izgrađena od jednog minerala naziva se monomineralna stena: mermer je izgrađen samo od kalcita, dunit od olivina, kvarcit od kvarca itd. Stena izgrađena od više minerala naziva se polimineralna stena (Sl.1). U ovu grupu spadaju granit, peščar, andezit, eklogit itd. Zemljina kora, litosfera i Gornji omotač izgrađeni su od stena.

Sl.1. Monomineralna stena, mermer (levo) i polimineralna stena, andezit (desno) U priodi postoji preko 3000 minerala ali samo oko stotinak njih grade stene.

Različitog su hemijskog sastava: silikati, karbonati, oksidi, hidroksidi. Minerali koji grade stene su petrogeni minerali. Ako određuju vrstu stene pripadaju grupi bitnih ili glavnih minerala. Ako njihovo prisustvo na utiče na odredbu vrste stene spadaju u grupu sporednih ili akcesornih minerala.

U prirodi postoje i druge mineralne asocijacije koje ne pripadaju stenama, već mineralnim i rudnim ležištima (Sl.2). Sl.2. Rudno ležište

  56  

Mineralna i rudna ležišta u odnosu na stene su manja. U njima je sadržaj pojedinih minerala ili elemenata i do nekoliko hiljada puta veći u odnosu na prosečnu količinu u Zemljinoj kori i omotaču. Ako mineralno ležište ima ekonomski značaj naziva se rudno leđište. Ime dobija prema vodećem korisnom mineralu ili metalu koji se iz njega dobija (ležište bakra, olova i cinka, gipsa, dijamanta itd.). Metode ispitivanja stena

Osnovne podatke o stenama dobijamo na terenu gde se utvrđuje i opisuje njihov način pojavljivanja, teksturna i strukturna svojstva, odnos prema okolnim stenama itd. Kad god je moguće, uz korišćenje lupe i sone kiseline (za karbonate), određuje se mineralni sastav stena. Uzimaju se sveži i representativni uzorci stena kako bi se dobili tačni podaci njihovog sastava.

Detaljna mineraloška i hemijska proučavanja vrše se u laboratorijama gde se na odgovarajućim instrumentima određuje mineralni i hemijski sastav stene na osnovu čega se utvrđuju uslovi njenog nastanka, smeštaja, promena, izotopska starost itd. Podela stena

Stene se dele prema različitim kriterijumima: mineralnom ili hemijskom sastavu, fizičko mehaničkim svojstvima itd. U petrologiji su najčešće koristi podela prema načinu nastanka. Sve stene se dele na: magmatske, sedimentne i metamorfne. MAGMATSKE STENE

Magmatske stene nastaju hlađenjem i kristalizacijom minerala iz magme. Magme potiču iz ognjišta koje se nalaze u gornjem omotaču, okeanskoj i kontinentalnoj litosferi, odnosno okeanskoj i kontinentalnoj kori. Uzrok kretanja magme iz ognjišta i njihovog smeštaja u pliće nivoe ili izlivanje na površinu su tektonski pokreti. Magma

Magma je zagrejani, fluidalni rastop silikatnog sastava. U sastav magme ulaze: Ø teško isparljive komponente koje se tope na visokim temperaturama: SiO2,

TiO2, Al2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5, Cr2O3 i dr.i Ø lako isparljive komponente koje se u prirodnim uslovima, u gasovitom ili

tečnom stanju. U lako isparljive komponente spadaju voda, H2O (najvažnija), zatim CO2, HCl, HF, H2S, SO3, SO2, hloride, fluoride teških metala i dr.

Magma najčešće sadrži preko 90% teškoisparljivih i ispod 10% lakoisparljivih komponenata. Magme koje sadrže male količine lakoisparljivih komponenata ili su bez njih su suve magme. Ako je sadržaj lakoisparljive komponente povećan, iznad oko 5%, magme su vlažne, manje viskozne, tj. više pokretljive. Hlađenjem lakoisparljive komponente u magmi stvaraju se hidrotermalni rastvori u kojima se često nalaze sulfidi bakra, olova, cinka kada nastaju rudna ležišta pomenutih metala (Sl.3).

  57  

Eskalacije, fumarole, solfatare i gejziri koji oslobađaju velike količine sumpora, SO2, SO3, HCl, HF itd. takođe su nastali hlađenjem lakoisparljive komponete u magmi, tj. hidrotermalnih rastvora.

Sl.3. Pirit (žuto) je nastao iz hidrotermalnih rastvora Fizička svojstva magme

Na visokoj temperaturi i pritisku magma je homogen silikatni rastop koji često sadrži i zametke kristala. Sa padom temperature i pritiska i odlaskom lako isparljive komponente magma počinje da kristališe. Procese koji od jedne homogene magme pri kristalizaciji i očvršćavanju daju različite vrste stena nazivamo diferencijacija magme. Temperatura magme

Magme koje dolaze iz unutrašnjosti Zemlje imaju temperature između 900o i 1400oC. Lava je magma koja je prešla dugačak put od magmatskog rezervoara do površine gde se izlila. Njena temperatura varira i prosečno iznosi između 800 i 12000C. Pritisak u magmi

Pritisak u magmi koji se javlja zbog prisustva lakoisparljive komponente je unutrašnji pritisak. On se menja zavisno od toka kristalizacije magme, dubine na kojoj se magma nalazi, temperature i količine lakoisparljive komponente u rastopu. Unutrašnji pritisak ima veliki uticaj na smeštaj magmi u okolne stene ili način njenog izlivanja. Magme bogate vodom, zbog velikog unutrašnjeg pritisaka imaju veliku moć prodiranja i znatno se lakše utuskuju od suvih magmi u strukture okolnih stena, antiklinale, sinklinale ili duž raseda, tektonskih zona. Kada se vlažnne magme izliju na na površinu zbog naglog pada pritiska lakoisparljiva komponenta se oslobađa stvarajući snažne, eksplozivne erupcije koje mogu razoriti i sam krater vulkana (Sl.4).

Sl. 4. Oslobađanjem lakoisparljive komponente iz lave nastaju eksplozivne erupcije

  58  

Pritisak koji se javlja kao posledica dubine na kojoj se magma nalazi, odnosno težine stena iznad i oko magmatske mase je spoljašnji pritisak. Na površini Zemlje spoljni pritisak je jedan bar, a na dubini od oko 10 km je oko 2600 bara. Sa porastom spoljnjeg pritiska povećava se viskozitet rastopa. Spoljašnji pritisak zavisi i od vrste tektonskih pokreta, najveći je u područjima sa usmerenim pritiskom, stresom. Viskozitet magme

Viskozitet magmatskog rastopa je otpor koji magma pruža prema tečenju. Viskozitet zavisi od temperature, hemijskog sastava magme i odnosa sadržaja teško i lako isparljive komponente u rastopu. Magme sa većom količinom silicijuma i aluminijuma imaju veći viskozitet od magmi bogatih oksidima magnezijuma i gvožđa. Padom temperature u magmi povećava viskozitet ali se sa povećanim sadržajem lakoisparljivih sastojaka on bitno smanjuje.

Kisele magme (bogate silicijom) su viskozne. Izlivanjem na površinu ponašaju se kao guste mase i teško su pokretljive zbog čega obrazuju vulkanske kupe. Bazične magme (siromašne silicijom) su slabo viskozne, tj. pokretljive, brzo teku zbog čega obrazuju prostrane pločaste slivove. Brzina kretanja bazičnih lava može biti i preko 10 km na čas. Način pojavljivanja magmatskih stena Oblik ohlađenog magmatskog tela zavisi sastava magme i uslova kristalizacije, dubine na kojoj se nalazi i tektonske građe terena gde je magma smeštena (Sl.5)

Pluton je opšti naziv za sva intruzivna tela, ali se ovaj termin koristi kada se tačan oblik intruzivnog tela ne zna.

Sl. 5. Oblici magmatskih tela

  59  

Batolit je magmatska intruzija ogromnih dimenzija Lakolit je konkordantna sočivasta intruzija. Lakolitske intruzije obično se javljaju u

grupama. Sil je konkordantan pluton ili konkordantna žica pločastog oblika. Debljina sila

varira od nekoliko desetina centimetara pa do preko kilometra. Dajk ili žica je diskordantno magmatsko telo nastalo utiskivanjem rastopa po

postojećoj pukotini ili rasedu. Telo je male debljine i velike dužine prostiranja. Izlivne stene nastale vulkanskim erupcijama imaju oblik slivova koji zavisi od

površine terena po kojoj se lave izlivaju, viskoziteta magme, tipa dovodnog kanala itd. Erupcije lava delimo na:

Ø centralne, kada lava izliva iz centralnog dovodnog kanala (krater vulkana), kao na primer Vezuv u Italiji, Lece kod Medveđe itd.;

Ø linearne, kada lava izliva duž pukotina ili sistema paralelnih pukotina (izlivi andezita u Istočnoj Srbiji itd.);

Ø arealne, kada se lava izliva na velikim površinama (Kopaonik, Rudnik) Lučenje magmatskih stena Lučenje je pojava izdvajanja, izdeljivanja magmatskog tela usled kontrakcija stenske mase za vreme njenog hlađenja.

Ako je stenska masa izdvojena u ploče ili bankove koji su paralelni sa granicom magmatske mase kažemo da je lučenje pločasto ili bankovito

Stubasto lučenje ima četvorostranu, petostranu ili šestostranu izdeljenost čije su duže ose upravne na površinu hlađenja (Sl.6). Stubasto lučenje karakteristično je za izlivne stene a naročito je č esto kod slivova bazičnih stena, pri č emu stubovi stoje upravno na površinu sliva.

Sl. 6. Stubasto lučenje, Rumunija

  60  

Paralelopipedsko ili prizmatsko lučenje nastaje usled sistema pukotina hlađenja koje su međusobno paralelne. Stvaraju se prizmatična tela različitih dimenzija (sl.7). Ovo lučenje je važno kod eksploatacije kamena i dobijanja velikih blokova.

S

Sl. 7. Paralelopipedsko lučenje, Boranja

Nepravilno ili poliedarsko lučenje javlja se kada se sistemi pukotina hlađenja

ukrštaju ili stoje pod kosim uglom. Ovako lučene stene se dejstvom egzogenih sila (sunce, voda, sneg, vetar) lako se raspadaju u uglaste odlomke različitih dimenzija.

Kuglasto lučenje je retko (Sl.8). Karakteristično je za izlivne stene i pliće, periferne delove intruzija. Izdvojeni komadi imaju oblike koncentrično građenih kugli. Ovo lučenje je teško primetiti kada je stena sveža. Ako je stena duže vremena izložena uticaju atmosferilija, kuglasto lučenje je jasnije, sa karakterističnim ljuspastim raspadanjem.

Sl. 8. Kuglasto lučenje, Kopaonik

  61  

Dobro lučen kamen od je velikog značaja za eksploataciju, tj. za njegovu obradu

(izradu kocki, ivičnjaka, spomenika, oblaganje itd.). Najpovoljnijim se smatraju prizmatična i paralelopipedna lučenja a nepovoljnim kuglasta i poliedarska. Stubasto lučenje može biti povoljno kada su stubovi deblji i većih dimenzija. Sklop magmatskih stena

Sklop stene je odraz toka kristalizacije magme i uslova pod kojima je stena. To je zbirni pojam za teksturu i strukturu magmatskih stena. Srukture magmatskih stena

Strukturu stene određuju oblik, pravilnost, krupnoća i način srastanja minerala koji su posledica toka kristalizacije magme. Kod magmatskih stena razlikujemo zrnastu i porfirsku strukturu.

Zrnastu strukturu imaju dubinske magmatske stene gde je kristalizacija magme tekla lagano, na jednmom mestu tako da su svi minerali iskristalisali u zrnima približno iste veličine (Sl.9). Porfirska struktura je karakteristična za stene su izlivene na površini gde su minerali kristalisali u dve faze. Krupni, obično idiomorfni kristali minerala nastali laganom kristalizacijom u dubini nazivaju se fenokristali. U drugoj, mlađoj fazi, kada se lava izlije na površinu, od ostatka rastopa koji je dao fenokristale nastaju minerali, koji zbog naglog pada temperature brzo kristališu. Oni su znatno manje veličine i grade osnovnu masu u kojoj leže fenokristali

Sl. 9. Zrnasta (levo) i porfirska (desno) struktura

 

Fenokristali

Osnovna

masa

  62  

Teksture magmatskih stena Tekstura je prostorni raspored minerala u steni. Posledica je procesa kristalizacije minerala, i mesta u kome je magma smeštena i hlađena.

Kada su svi sastojci u steni ravnomerno raspoređeni stena je masivne ili homogene teksture. Škriljava tekstura nastaje dejstvom pritisaka u toku ili posle konsolidacije, hlađenja magme. Pritkasti i ljuspasti minerali, pirokseni, amfiboli, biotit kod ove teksture su orijentisani upravno na pravac dejstva pritiska (Sl.10).

Fluidalna tekstura je posledica tečenja magme ili lave za vreme njene konsolidacije. Mikroliti, Sl. 10. Škriljava tekstura u granitu sitni kristali u osnovnoj masi i fenokristali (mikro snimak). orijentisani su u pravcu tečenja lave. Mehurasta tekstura nastaje odlaženjem gasova iz lave u toku njenog hlađenja pri čemu zaostaju š upljine. Gasovi mogu biti lakoisparljiva komponenta koja je primarno bila u magmi ili zahvaćena morska voda u toku submarinskih erupcija. Ako je mehura u steni preko 20% vol. procenata obrazuje se šljakasta tekstura (Sl.11)

Sl.11. Šljakasta tekstura

Ako se šupljine kasnije ispune sekundarnim mineralima, obrazuje se mandolasta tekstura

(Sl.12) Mandole su obično ispunjene kalcitom, hloritom, zeolitima i kalcedonom. Mehuraste i mandolaste teksture karakteristične su za submarinske izlive bazalta, dijabaza i spilita.

Sl. 12. Mandolasta tekstura

  63  

Principi klasifikacije magmatskih stena U petrologiji postoje različiti kriterijumi za klasifikaciju magmatskih stena. Najčešće

se koriste: Ø mineraloška klasifikacija koja bazira na stvarnom mineralnom sastavu stena; Ø hemijske klasifikacija koje baziraju na hemijskom sastavu stena i Ø klasifikacija po mestu stvaranja i načinu pojavljivanja stena.

Mineraloški principi klasifikacije stena

Mineraloški principi klasifikacije su najednostavniji, ali za detaljna proučavanja magmatskih stena nedovoljni.

Prema vremenu nastanka i značaju koje imaju, minerali se dele na: Ø primarne minerale, koji su nastali u toku stvaranja stene, tj. direktnom

kristalizacijom iz magme i Ø sekundarne, koji su nastali raspadanjem primarnih minerala, dejstvom

hidrotermalnih rastvora, atmosferilija itd. Prema ulozi koju imaju u magmatskim stenama minerali se dele na:

Ø glavne ili bitne, koji određuju vrstu stene (kvarc, alkalnni feldspat u granitu, bazični plagioklas i piroksen u gabru itd.);

Ø sporedne ili akcesorne minerale, koji grade do 5% vol. stene i ne utiču na odredbu vrste stene (apatit, magnetit, cirkon, sfen, hromit itd.).

Hemijski principi klasifikacije stena

Hemijske i mineraloško-hemijske klasifikacije su kompletnije ali su za praktična terenska proučavanja manje pogodna. Hemijske metode klasifikacija magmatskih stena baziraju na hemijskom sastavu, sadržaju SiO2, odnosu sadržaja alkalija (K2O+Na2O) i silicije (SiO2) ili međusobnom sadržaju pojedinih mikroelemenata. Prema sadržaju silicije (sadržaju SiO2 u stenama) magmatske stene se dele na:

Ø kisele stene koje sadrže preko 66% SiO2 Ø intermedijarne stene, sa 52 - 66% SiO2; Ø bazične stene, sa 45 - 52% SiO2 i Ø ultrabazične stene, sa manje od 45% SiO2

Podela magmatskih stena prema mestu stvaranja i načinu pojavljivanja

Jedna od najčešće prihvaćenih podela magmatskih stena bazira na mineralnom sastavu, strukturi i mestu postanka stena dao je Rosenbusch, davne 1890 godine, koja je kasnije dopunjavana (Sl.13).

Ovaj autor je magmatske stene podelio na Ø dubinske; Ø žične i Ø izlivne

  64  

Dubinske magmatske stene, ili kako ih još nazivamo intruzivne ili plutonske, nastaju hlađenjem magme i laganom kristalizacijom u dubini zbog č ega imaju zrnastu strukturu. Grade batolite lakolite itd.

Žične magmatske stene se avljaju u ž icama po č emu su i dobili ime. Nastaju u završnoj fazi kristalizacije kada se ostatak magme utisne u matičan pluton, obično duž pukotina lučenja ili, retko, u okolne stene. Žične stene su bočni ogranci dubinskih magmatskih stena. Imaju znatno veću dužinu u odnosu na debljinu, koja varira od nekoliko cm pa do nekoliko desetina metara.

Izlivne, vulkanske (efuzivne ili ekstruzivne, kako se još nazivaju) stene nastaju izlivanjem lave na površini ili u morima (submarinske erupcije). Hlađenje magmi koje daju ove stene je brzo, zbog čega imaju porfirsku strukturu.

Sl. 13. Podela magmatskih stena prema mestu postanka

Magmatske stene se, prema mestu stvaranja, načinu pojavljivanja, mineralnom i

hemijskom sastavu i strukturi dele na: Ø grupu granita, koja pripada kiselim magmatskim stenama. Izgrađena je

od kvarca, alklnog feldspata i bojenih minerala.

  65  

Ø grupu kvarcmonconita, izgrađena je od kvarca, podjednakog sadržaja alkalnog feldspata i intermedijarnog plagioklasa i bojenih minerala. Kao i grupa granita spada u kisele stene;

Ø grupa granodiorita, u kojoj su bitni minerali kvarc, intermedijarni plagioklas, koji preovlađuje nad alkalnim feldspatom i bojeni minerali. Takođe spada u kisele stene;

Ø grupa kvarcdiorita, izgrađena je od kvarca, intermedijarnog plagioklasa i bojenog minerala. Prema sadržaju SiO2 spada u intermedijarne stene;

Ø grupa sijenita, koja pripada intermedijarnim stenama sa alkalnim feldspatom, bojenim mineralom i bez slobodnog kvarca. U ovim stenama se mogu javiti feldspatoidi, alkalni amfiboli i pirokseni;

Ø grupu monconita, izgrađena od podjednake količine alkalnog feldspata i intermedijarnog plagioklasa, bojenog minerala i bez slobodnog kvarca. Prema hemijskom sastavu pripada intermedijarnim stenama.

Ø grupa diorita, izgrađena od intermedijarnog plagioklasa i bojenog minerala, bez slobodnog kvarca. Kao i grupa monconita spada u grupu intermedijarnih stena.

Ø grupu gabrova pripada bazičnim magmatskim stenama. Izgrađena je od bazičnog plagioklasa, labradora, bitovnita i bojenog minerala, nema kvarca i

Ø grupu peridotita, koja ne sadrži salske minerale, kvarc i feldspate. Ove stene izgrađene su samo od bojenih minerala, olivina i piroksena.

Praktični značaj imaju i vulkanska stakla, koja pripadaju raznim grupama magmatskih stena. Prikazaćemo je kao posebnu grupu stena.

GRUPA GRANITA Dubinske stene Graniti Ime su dobili po latinskoj reči granum - zrno jer se minerali koji grade ove stene javljaju u zrnastim agregatima. Zbog ove osobine koja je česta u magmatskim stenama, u tehničkim priručnicima mnoge zrnaste stene različitog sastava nazivaju se graniti.

Granit je kisela magmatska stena izgrađena od alkalnog feldspata (ortoklasa, mikroklina), kvarca i bojenog minerala (biotita i/ili hornblende, retko piroksena) U ovim stenama može se javiti i muskovit. Graniti dobijaju naziv prema vodećem bojenom ili karakterističnom mineralu: biotitski granit, muskovitski granit, dvoliskunski granit, amfibolski granit itd. Najčešći su dvoliskunski graniti, sa muskovitom i biotitom (Sl.14).

  66  

Sl.14. Granit Bukulje Graniti su zrnaste strukture, teksture su masivne, lučenje je paralelopipedno pločasto

ili nepravilno. Kuglasto lučeni graniti su nepovoljni za obradu. Ove stene se upotrebljavaju kao građevinski materijal, naročito ako su sitnozrni i povoljno lučeni. Od granita se prave kocke za puteve, kamen za gradnju ivičnjaka, stepenica, za horizontalno i vertiklano oblaganje itd. Eksploatišu se na više mesta: Bukulji, Ceru, kod Vršca, itd.

Graniti su otporne stene ali dugotrajnim dejstvom atmosferilija oni podležu raspadanju. Procesi počinju po obodu zrna feldspata i kvraca kada slabe kohezione sile i stenska masa dovodi u rastresito stanje tzv. grus. (Sl.15)

Sl. 15. Granitski grus, Gorjane Ako u granitu ima minerala sa gvožđem (biotit, hornblenda) oni se oksidišu dajući

limonit koji impregniše stenu mrkocrvenom bojom. Daljom alteracijom granita zamućuju se feldspati koji se sericitišu a nakon toga prelaze u minerale glina, najčešće kaolinit. U

  67  

masi, koja podseća na pesak, jedini minerali koji nisu podlegli raspadanju su kvarc i muskovit, ako je bio prisutan.

U našoj zemlji graniti su vrlo rasprostranjeni stene. Ima ih u Istočnoj Srbiji (Gornjane), na Bukulji, kod Vršca, na Staroj planini itd. Žične magmatske stene Granitporfiri su žične stene koje imaju isti mineralni sastav kao i matična plutonska stena, granit. Strukture su porfirske ili porfiroidne sa krupnijim, idiomorfnim zrnima kalijskog feldspata, ortoklasa, mikroklina ili albita.

Javljaju se u žicama, debljine od nekoliko santimetara pa do nekoliko metara, obično oko 0.5m do 1m koje presecaju matični pluton ili su intrudovane u okolne stene. Raspadanje kao kod granita. Nemaju ekonomskog značaja. Svaki granitski pluton ima žične pratioce. Apliti

Apliti su takođe žične stene, zrnaste strukture, izgrađene od kvarca i alkalnog freldspata, uglavnom ortoklasa i ne sadrže bojene minerale. Ž ice su debljine od nekoliko santimetara do, najviše, pola metra. Boje su bele, sitnozrne, ponekad svetlosive, uvek svetlije od matičnog plutona koga redovno prate. Granice aplitskih žica prema okolnoj steni su oštre (Sl.16).

Sl. 16. Aplitska žica u granitu Bukulje Najznačajnija primena aplita je u industriji porcelana i keramike. Zahtevima ove industrije odgovaraju apliti sa minimalnim količinama minerala koji nose gvožđe, po mogućnosti sa što većim sadržajem kalijskog feldspata.

  68  

U našoj zemlji apliti su veoma česti, uz sve granitske masive. Većih pojava aplita ima u okolini Stalaća, na Bukulji, Kopaoniku, Ceru, Boranji itd. Pegmatiti

Pegmatiti su stene koje nastaju od ostatka granitskog rastopa koji je bogat lakoisparljivim komponentom. Obično su krupnozrne stene, po čemu se lako raspoznaju od drugih stena (Sl.17). Ponekad sadrže kristale impozantnih razmera. U Africi, na primer, nađeni su berili dužine preko 2 m, u jednom kristalu feldspata u Švedskoj radio je majdan nekoliko godina.

Pegmatiti su izgrađeni od ortoklasa ili mikroklina, granata i kvarca i minerala koji su nastali dejstvom lakoisparljive komponente na već postojeće, pomenute, muskovita, biotita, turmalina, berila, topaza, epidot itd. U pegmatitima se javljaju i uranski minerali, kasiterit, minerali kalaja, molibdena itd.

Pegmatiti se javljaju kao pratioci granita na Pasjači, Vidojevici Željinu, Bukulji, Ceru itd. Pegmatiti sadrže korisne minerala i služe i kao sirovina za dobijanje liskuna feldspata, berila, spodumena, kvarca itd.

Sl. 17.Žica pegmatita sa kristalom berila,

gore desno.

  69  

Izlivne stene Rioliti su izlivne vulkanske stene granitske magme. Boje su sivo-bele, ružičaste (Sl.18), dok su vulkanska stakla (naglo hlađena, neiskristalisala lava) crna, tamnosiva i crvenkasto-mrka. Strukture su porfirske, izgrađene od fenokristala kvarca, sanidina i bojenih minerala, biotita i hornblenda koji leže u osnovnoj masi izgrađenoj od sitnih kristala istih minerala ili stakla. U ovim stenama umesto sanidina, kao fenokristal može se javiti albit, kada stenu nazivamo albitskim riolitom. Ako su rioliti izlivani pre mezozoika nazivaju se kvarcporfiri. Sl. 18. Riolit, Mađarska

U grupu riolita spadaju vulkanska stakla, neiskristalisale stene, bez fenokristala. Nastale su naglim hlađenjem granitske magme na površini u kojoj nije započela kristalizacija minerala. Među njima razlikujemo obsidijan, pehštajn, bimštajn, plovućac Često se za ove stene sreće i naziv lipariti po Liparskim ostrvima, blizu Sicilije, gde su veoma rasprostranjene. O ovim stenam biće reči u posebnom poglavlju. Kvarckeratofiri

su stene izlivane u morima pre kenozoika. Strukture su porfirske, izgrađeni od fenokristala kvarca, albita i niskotemperaturne asocijacije bojenih minerala, hlorita, kalcita, epidota, coisita, sfena, i ponekad sa reliktima primarnih bojenih minerala (uglavnom piroksena) koji leže u alterisanoj sitozrnoj osnovnoj masi izgrađenoj od istih minerala, često i sa hidroksidom gvožđa

  70  

Boje su zelene, zbog prisustva hlorita i epidota do crveno mrke, zbog oksida i hidroksida gvožđa (Sl.19). Teksture su masivne, često šupljikave i mandolaste.

Kvarckeratofiri su u našoj zemlji izlivani pre kenozoika, u paleozoiku, trijasu i juri.Ima ih u Istočnoj Srbiji, kod Sene, kod Prijepolja itd.

Sl.19. Kvarckeratofir, Paraćinska glavica

GRUPA KVARCMONCONITA Dubinske stene Kvarcmonconiti

Kvarcmonconiti su dubinske magmatske stene svetlosive do tamnosive boje, katkad zelenosive i crvenkaste, zbog prisustva pojedinih varijeteta alkalnih feldspata (Sl.20). Javljaju se kao batoliti, lakoliti, štokovi, krupnih dimenzija.

Strukture su zrnaste, veličina zrna kao kod granita. Kvarcmonconiti su izgrađeni od kvarca, podjednake količine alkalnog feldspata,

ortoklasa i mikroklina i intermedijarnog plagioklasa, oligoklasa ili andezina i bojenog minerala, najčešće biotita ili hornblende. Od sporednih minerala u ovim stenama javljaju se cirkon, apatit i sfen

Teksture su masivne, zatim planparalelne, škriljave, šliraste, retko kuglaste itd. Najčešće lučenje kvarcmonconita je pločasto i bankovito, retko kuglasto koje se

javlja u perifernim delovima intruzije.

  71  

Sl.20. Kvarcmonconit, Cer

Kvarcmonconiti su, kao i graniti, otporni prema površinskom raspadanju ali pri

dugotrajnom razaranju prelaze u grus. Zbog svojih dobrih mehaničkih svojstava koristi se kao tehnički i arhitektonski kamen, naročito ako je povoljno lučen, srednjeg i sitnog zrna. Upotrebljava se za izradu kocki, ivičnjaka, ploča, za horizontalno i vertikalno oblaganje itd.

Najveća masa kvarcmonconita je na planini Cer, gde je polifazno utiskivan. Masiv gradi prostrani lakolit i praćen je velikim brojem aplitskih i pegmatitskih žica.

Pomenimo da žične stene prate sve magmatske masive. Njihov mineralni sastav i struktura je isti kao i matičnih stena odakle potiču. U okviru ovog kursa nemaju značaja zbog čega u narednim opisima stena neće biti prikazane. Izlivne stene Kvarclatiti se javljaju u većim masama, izlivima, kupama. To su stene sive boje i izrazite porfirske strukture. Naročito su karakteristični krupni fenokristali sanidina, veličine i do 10 cm. (Sl.21) Osim sanidina kao fenokristali, javljaju se kvarc, intermedijarni plagioklas (oligoklas ili andezin), biotit, hornblenda ili augit. Kao sporedni sastojci sreću se sfen, apatit i cirkon. Osnovna masa stene može biti holokristalasta, hipokristalasta i staklasta.

Lučenje kvarclatita je najčešće stubasto kada se obrazuju stubovi različitih dimenzija i oblika koji stoje upravno na površinu hlađenja sliva.

Kvarclatiti su u našoj zemlji javljaju na Rogozni, južnom Kopaoniku, oko Trepče, Zvečana i Sokolice, Srbovcu, na Kotleniku, Fruškoj gori itd.

  72  

Sl. 21. Kvarclatit, Srbovac

Zbog izrazito porfirske strukture, krupnih fenokristala sanidina, kvarclatiti imaju

ograničenu upotrebu kao građevinski kamen. Lako podležu raspadanju, pri čemu fenokristali sanidina ispadaju iz stene. Kvarclatiti se lako lome u nepravilne komade, teško obrađuju, pa se, ako su sveži, uglavnom koriste za nasipanje puteva.

Starijih vulkanskih stena iz grupe kvarcmonconita nema jer su ove stene stvarane u kenozoiku.

GRUPA GRANODIORITA Dubinske stene Granodioriti su dubinske magmatske stene, izgrađene od kvarca, intermedijarnog plagioklasa (oligoklasa i andezina) koji dominira nad alkalnim feldspatom (ortoklasom, mikroklinom) i bojenih minerala: biotita, hornblende, monokliničnog piroksena (Sl.22). Od sporednih minerala javljaju se: sfen, ortit, cirkon, apatit itd, a od sekundarnih sericit, kalcit, hlorit, epidot, limonit i drugi. Uz ove stene, po obodu masiva, sreću se kvarcmonconiti i kvarcdioriti.

  73  

Sl.22. Granodiorit, Boranja

Fizičko mehanička svojstva i način raspadanja kao i kod prethodno opisanih granita i kvarcmonconita. Granodioriti su česte stene. Javljaju se na Boranji (zapadna Srbija), Željinu, Gorjanu, Kopaoniku, Surdulici, Besnoj Kobili itd.

Na većini pomenutih lokaliteta vrši se eksploatacija granodiorita, uglavnom kao arhitektonskog kamena za vertikalna i horizontalna oblaganja. Najveći kamenolomi su na Boranji (Radalj) i na području Surdulice. Od granodiorita Boranje sagrađena je glavna pošta i banka u Beogradu. Izlivne stene Kvarclatiti

Kvarclatiti su vulkanske stene granodiorita. Po mineralnom sastavu, strukturi i načinu pojavljivanja identične su prethodno opisanim kvarclatitima iz grupe kvarcmonconita, ali su malo bogatiji intermedijarnim plagioklasom.

Starijih vulkanskih stena iz grupe nema jer su ove stene stvarane u kenozoiku.

GRUPA KVARCDIORITA Dubinske stene Kvarcdioriti

Kvarcdioriti su intermedijarne stene, izgrađene od kvarca, intermedijarnog plagioklasa (oligoklasa ili andezina), i bojenog minerala, hornblende, biotita i augita (Sl.23). Od sporednih minerala sreću se sfen, ortit, cirkon, apatit itd, a od sekundarnih sericit, kalcit, hlorit, epidot, limonit i drugi.

Ove stene su, kao i graniti, kvarcmonconiti i granodioriti otporne prema površinskom raspadanju ali pri dugotrajnom razaranju prelaze u grus. Zbog svojih dobrih

  74  

mehaničkih karakteristika koriste se kao tehnički i građevinski kamen, naročito ako su dobro lučeni i sitnog do srednjeg zrna. Upotrebljavaju se za izradu kocki, ivičnjaka, ploča, za tucanik itd. Sitnozrni varijeteti ovih stena koriste se i kao dekorativni kamen.

Sl.23. Kvarcdiorit, Slovenija Kvarcdioriti se javljaju kao marginalne facije (po obodu masiva zbog bržeg

hlađenja u odnosu na središnji deo magme u rezervoaru) oko granodiorita Surdulice, Boranje, Besne Kobile itd. Izlivne stene Daciti su mlade izlivne stene kvarcdiorita. Ime su dobili po Daciji, starom nazivu za Rumuniju gde su dosta zastupljeni. Ako su izlivani pre kenozoika nazivaju se kvarcporfiriti. To su stene izražene porfirske strukture i često fluidalne teksture. Kao fenokristali javljaju se: kvarc, intermedijarni plagioklasi (oligoklas, andezin) i bojeni minerali, biotit, hornblenda, piroksen koji leže u holokristalastoj do vitrofirskoj osnovnoj masi. Varijeteti ove stene izdvojeni su na osnovu vodećeg bojenog minerala:, biotitski dacit, amfibolski dacit itd.

Lučenje dacita je pločasto i stubasto. Boje su različite, uglavnom sive do mrke, zavisnosto od vrste i količine bojenog minerala i kristaliniteta osnovne mase.

  75  

Najveće pojave ovih stena su na Rudniku, kod Slavkovice (Sl.24), na zapadnim padinama Kopaonika, u Ibarskoj dolini i kod Surdulice.

Daciti se upotrebljavaju se za izradu kocki, ivičnjaka, kao i tucanik, lomljeni kamen itd. Najveći kamenolomi su u Slavkovici, Kadinoj Luci, Zagrađu, okolini Surdulice i Džepu (Momin Kamen).

Sl.24. Daciti Slavkovice

GRUPA SIJENITA Dubinske stene Sijeniti

Sijeniti su znatno manje zastupljene stene od granita, kvarcmonconita i granodiorita i kvarcdiorita. Ime su dobili po mestu Syene-Asuan u Egiptu.

Sijeniti su intermedijarne stene izgrađene od alkalnog feldspata, ortoklasa ili mikroklina, retko albita i bojenog minerala, najčešće hornblende, zatim biotita i augita, koji određuju varijetet stene (Sl.25). Kao sporedni sastojci javljaju se magnetit, apatit, titanit i cirkon. Za razliku od granita ne sadrže slobodnog kvarca. Strukture su zrnaste. Krupnoća zrna varira, kao kod granita. Teksture masivne. To su svetlosive, sive ili crvenkaste stene koje grade manje mase ili bezkvarcne facije po obodima granitoidnih masiva, granita, kvarcmonconita, granodiorita ili diorita

Lučenje sijenita najčešće je pločasto, bankovito, ponekad i kuglasto, kada je nepovoljan za eksploataciju. Primena sijenita ista kao i kod granita.

  76  

Sl.25. Sijenit, Tanda Najveće pojave sijenita su kod Tande u Istočnoj Srbiji, gde se ova stena javlja kao

bočna facija hercinskog Gorjanskog granita. Na ovom lokalitetu sijeniti su crvene boje usled primesa ferigvožđa koje pigmentira ortoklas. Veličina zrna i povoljno lučenje omogućavaju eksploataciju, te se ovaj kamen zbog lepog izgleda koristi za oblaganje i popločavanje trgova. Kao bezkvarcna facija sijenit se javlja i uz granite Stare Planine. Izlivne stene Trahiti su izlivne stene sijenita. Ako su izlivani pre kenozoika nazivaju se porfiri. Boje su sive, sivkastobele do bele boje, strukture porfirske sa fenokristalima sanidina i bojenih minerala: biotita, hornblende i augita koji leže u sitnozrnoj do staklastoj osnovnoj masi. Sadržaj bojenih minerala u trahitima može biti mali ili da izostaju kada stena dobija belu boju i postaje monomineralna, izgrađena samo od sanidina. U našoj zemlji trahiti su malo zastupljeni. Albitskih trahita ima u okolini Brestovačke Banje u istočnoj Srbiji (Sl.26).

Sl. 26. albitski trahit, Brestovačka banja

ab trahit

  77  

Keratofiri su submarinske, izlivne stene sijenita sa primarnom, niskotemperaturnom asocijacijom minerala. Izlivane su pre kenozoika, u paleozoiku, trijasu i juri. Po sastavu, genezi i načinu pojavljivanja veoma su slični kvarckeratofirima od kojih se razlikuju po odsustvu kvarca kao bitnog sastojka. Strukture su porfirske, izgrađeni od fenokristala albita, hlorita i relikata bojenih minerala, najčešće piroksena, koji leže u alterisanoj osnovnoj masi izgrađenoj od hlorita, sericita, epidota, kalcita itd. U našoj zemlji javljaju se gde i kvarckeratofiri.

GRUPA MONCONITA Dubinske stene Monconiti su prelazne, dubinske stene izgrađene od približno jednake količinu kalijskog feldspata (ortoklasa ili mikroklina) i intermedijarnog plagioklasa (oligoklasa i andezina), i bojenih minerala, biotita, hornblende, retko piroksena i bez slobodnog kvarca. Od sporednih sastojaka najčešći su apatit, magnetit i sfen.

Strukture su zrnaste, najčešće hipidiomorfno zrnaste, ponekad i porfiroidne, sa krupnim kristalima alkalnog feldspata. Ime su dobili po planini Monconi u Tirolu.

Način pojavljivanja i strukturno-teksturne karakteristike iste kao i kod ranije prikazanih kvarcmonconita. Sa povlačenjem plagioklasa monconiti prelaze u sijenite, a sa povlačenjem alkalnog feldspata u diorite. U našoj zemlji monconiti se javljaju u Istočnoj Srbiji (masiv Valja Strž) (sl.26), ima i nekoliko drugih, manjih pojava. Sl.27. Monconit, Valja Strž

  78  

Izlivne stene Latiti

Latiti su vulkanske stene monconita. Strukture su porfirske, izgrađene od fenokristala sanidina, andezina koji su međusobno pojednako zastupljeni, i bojenih minerala: biotita, hornblende i piroksena koji leže u sitnozrnoj, retko staklastoj osnovnoj masi. Način pojavljivanja ovih stena i opšte karakteristike sklopa su kao kod kvarclatita. U našoj zemlji latiti su konstatovani uz kvarclatite Kopaonika, u Istočnoj Srbiji, na Zlotu (Sl.28) i na Fruškoj Gori.

Sl.28. Latiti Zlota

GRUPA DIORITA Dubinske stene Dioriti

Dioriti se dubinske intermedijarne magmatske stene, izgrađene od intermedijarnog plagioklasa (andezina ili oligoklasa) i bojenog minerala hornblende, augita, biotita i hiperstena(Sl.29). Od sporednih sastojaka najčešći su apatit, magnetit, sfen i ponekad cirkon. Ime dobijaju prema najzastupljenijem bojenom mineralu: augitski diorit, hiperstenski diorit, biotitski diorit itd. Strukture su zrnaste, ponekad i porfiroidne. Krupnoća zrna varira kao i kod granodiorita. Tekstura stene uglavnom masivna, raspadanje i grus kao kod granita. To su stene tamnosive, sivozelene, zelene, ponekad i tamnozelene boje, masivne teksture. Lučenje i

  79  

način pojavljivanja kao kod granita, kvarcmonconita i granodiorita. Dioriti se retko javljaju kao samostalni masivi. Obično su kao facija bez kvarca po obodu granodiorita, sa malom količinom alkalnog feldspata. Lučenje i način pojavljivanja, raspadanje isto kao i kod granita i granitoida.

Tehničke osobine i primena takođe kao kod granita. Sitnozrni varijeteti lepih boja upotrebljavaju se kao dekorativni kamen za oblaganje. Dioriti su u Srbiji retke stene. Ima ih uz gabre Deli Jovana u istočnoj Srbiji i na Staroj planini.

Sl.29. Diorit, Bugarska Kersantit

Kersantit je žična stena diorita, bogata biotitom. Korišćena je za gradnju važnih objekata u Beoradu, skupštine, stepenište na Kalemegdanu, deo hotela Moskva, fontane itd. zbog čega je ovde prikazujemo. Boje je tamno zelene do sivozelene, masivne teksture. Javlja se u žicama debljine do i preko desetak metara, retko gradi manje mase.

Izgrađena je od intermedijarnog plagioklasa, andezina i biotita. Uz biotit često se javljaju i augit a katkad hornblenda i olivin. Ako se umesto biotita javi hornblenda stenu nazivamo spesartit. Strukture je zrnaste. Usled velikog sadržaja bojenih minerala kersantit je relativno nestabilnna stena i podleže površinskom raspadanju. Kersantita ima u Ripnju (Sl.30) kod Beograda gde se i eksploatisao.

  80  

Sl. 30.Kersantit, Ripanj

Izlivne stene

Andeziti su izlivne stene diorita. Andeziti su masivne teksture, boje tamnosive, tamnozelene ili sivozelene boje, koje pri raspadanju, oglavnom oksidacijom, postaju sivožute, sivozelene do sivocrvene. Javljaju se kao veliki izlivi, č esto sa stubastim i bankovitim lučenjem.

Strukture su porfirske, izgrađeni od fenokristala intermedijarnog plagioklasa, andezina i bojenih minerala hornblende, biotita augita, hiperstena, ponekad i olivina koji leže u mikrokristalastoj, kriptokristalastoj ili staklastoj osnovnoj masi.

Andeziti su kod nas rasprostranjene stene. Najveće mase su u Timočkom magmatskom kompleksu u Istočnoj Srbiji (Sl.31). Andeziti se javljaju sa krupnim, idiomorfnim, fenokristalima hornblende, veličine i preko 10 cm, piroksena i biotita. U ovim stenama su i značajna ležišta bakra, Bor i Majdanpek.

Andezita ima i u okolini Trepče, Ljubovije, u Zapadnoj Srbiji, na Rudniku, Kopaoniku itd.

Andeziti su i nosioci mnogih sulfidnih mineralizacija. Osim pomenutog bakra, javljaju se olovo, cink srebro, antimon, arsen, živa itd. Ako su sveži, sitnozrni i povoljno lučeni koriste se građevinski kamen. Andeziti izlivani pre kenozoika nazivaju se porfiriti.

  81  

Sl.31. Andezit, Veliki Krivelj

GRUPA GABRA Dubinske stene

Gabro je bazična dubinska stena, siromašna silicijom i alkalijama a bogata kalcijom, magnezijumom i gvožđem. Zrnaste su strukture, sa ujednačenm krupnoćom zrna (Sl.32). Teksture su masivne, ponekad trakaste i planparalelne, lučenja pločastog, bankovitog do nepravilnog.

To su stene zelenosive, tamnozelene, zelene ponekad i crne boje. Gabro je izgrađen od bazičnog plagioklasa, labradora, bitovnita i monokliničnog piroksena, najčešće dijalaga, javljaju se i rombični pirokseni, olivini itd. Bazični plagioklas često svetluca u plavičastoj boji, pojava se naziva labradorizacija.

Kada su pravilno paralelopipedno ili bankovito lučeni, srednjezrni i sitnozrni varijeteti gabra su cenjen arhitektonski kamen. Ove stene dobro se glačaju i imaju lep izgled. U našoj zemlji gabro je rasprostranjena stena. Najveća masa ovih stena je na Deli Jovanu u Istočnoj Srbiji. Gabro se javlja i uz peridotite koje i presecaju ili pokazuju postupne prelaze kada se nazivaju gabro-peridotiti. Takvih pojava ima na Zlatiboru, Maljenu, kod Bogutovačke Banje, Priboja i itd. Od jablaničkog gabra izgrađen je spomenik Neznanom Junaku na Avali i popločana Knez Mihajlova ulica.

  82  

Sl.32. Gabro, Priboj Izlivne stene Bazalti su izlivne stene gabra. Strukture su porfirske, izgrađeni od bazičnog plagioklasa, labradora, biovnita i monokliničnog piroksena, augita, često sadrže i olivin. Od sporednih minerala javljaju se ilmenit, magnetit, titanit i apatit a od sekundrnih kalcit, epidot i oksidi gvožđa..

Bazalti su sitnozrne stene, najčešće crne boje i školjkastog preloma. Lučenje im je pločasto i stubasto, pri čemu stubovi dužim osama stoje upravno na površinu hlađenja. Javljaju se i kao silovi i ploče. Kada su izlivani pod morem mogu biti lučeni i kao pillow lave.

Bazaltska lava, koja je slabo viskozna, tj. tečna osim slivova gradi i ploče koje mogu biti veoma debele, naročito ako su erupcije polifazne. Tada pokrivaju ogromne prostore gradeći platoe. Najveći je na poluostrvu Dekan u Indiji gde je sloj lave debeo 3000 m, a pokriva površinu od 650.000 km2. Sličnih pojava ima i u Kolumbiji, Sibiru, Mongoliji.

Tekstura bazalta je najčešće masivna ili fluidalna, česte su mehurasta, šljakasta i mandolasta. Obično se pri udaru školjkasto prelama.

Bazalt se koristi kao građevinski kamen, za gradnju puteva ili kao ukrasni, arhitektonski kamen. Staklasti bazalti u Mađarskoj se upotrebljavaju za izradu staklene vune - odličnog izolacionog materijala (fabrika na Balatonu). Bazalta, kao izliva pillow jurske starosti ima kod Prijepolja, Čačka, Kragujevca. Mladih izliva bazlava ima na na Rudniku, Kopaoniku, kod Sjenice (SL.33) itd.

  83  

Sl.33. Bazalti, Sjenica Dijabazi

Dijabaz je izlivna i žična stena gabra koja ima ofitsku strukturu gde se između pritki plagioklasa javlja monoklinični piroksen. Dijabazi su tamnozelene do crne boje, lučeni kuglasto ili pločasto. Teksture su masivne. Javljaju se kao manje mase, nepravilnog oblika, ploče, silovi, dajkovi, žice, debljine od nekoliko santimetara pa do nekoliko desetina metara. Izgrađeni su od bazičnog plagioklasa, labradora, bitovnita, i monokliničnog piroksenom. U ovim stenama mogu se javiti olivin, hornblenda, biotit i kvarc (kvarcdijabaz). Imajući u vidu da ove stene nastaju u submarinskim izlivanjem bojeni minerali su često hloritisani, kalcitisani, epidotisani zbog č ega stena zadobija karakteristični zelenu boju.

Kada su sveži, povoljnog lučenja i strukture (veličine zrna) dijabazi se koriste se za izradu spomenika, kao dekorativni kamen ili za gradnju puteva.

Najveće mase dijabaza u Srbiji stvorene se u mezozoiku (srednjoj Juri) i pripadaju ofiolitima Dinariskog ofiolitskog pojasa i Vardarske ofiolitske zone. Dijabaza ima na Maljenu, Ž dralici kod Kragujevca, na Maljenu, oko Prijepolja, Petrovaradina (Sl.34), Novog Pazara

  84  

Sl. 34. Dijanazi, Petrovaradin.

Spiliti Spiliti su sitnozrne, često afanatične stene, zelene boje koje grade slivove, najčešće

konsolidovane kao pillow lave (Sl.35). Izgrađeni su od nisko temperaturne asocijacije minerala: albita, hlorita, kalcita, epidota, sfena i relikata monokliničnog piroksena. Postoji nekoliko hipoteza o njihovom nastankuovih stene. Spiliti su česte stene, posebno u mezozoiku.

Sl.35. Spilitske pillow lave, Bistrica

  85  

GRUPA PERIDOTA

Peridotiti su ultrabazične stene, siromašne silicijom, aluminijom, alkalijama i kalcijom a bogate magnezijom i gvožđem. Peridotiti ne sadrže feldspate, feldspatoide i kvarc. Kao bitni minerali u ovim stenama javljaju se olivini, monoklinični i rombični pirokseni, retko hotnblenda i biotit (Sl.36). Od sporednih minerala najčešći su hromit i magnetit.

Sl.36. Peridotiti, Zlatibor Ove stene grade donji deo okeanske i kontinentalne kore, odnosne okeanske i

kontinentalne litosfere i gornji omotač. Pojedini autori smatraju da peridotiti ne pripadaju magmatskim stenama jer su to čvrste, iskristalisale stene koje su u gornje delove Zemljine kore ili na površinu dovedene isključivo tektonskim pokretima.

Na osnovu sadržaja bitinih minerala peridotiti se dele na: Ø dunite, izgrađene samo od olivina; Ø harcburgite, izgrađene od olivina i rombičnog piroksena; Ø lerzolite, izgrađene od olivina, rombičnog i monokliničnog

piroksena; Ø verlite, izgrađene od olivina i monokliničnog piroksena;

Osim navedenih bitnih minerala u ovim stenama se kao sporedni minerali javljaju hromit, pikotit i magnetit koji mogu formirati i značajna rudna ležišta. U peridotitma se javljaju ležišta magnetita, platine, hroma.

  86  

Lučenje ovih stena je nepravilno. Boje su različite, zavisno od sastava i stepena svežine. Ako su sveži peridotiti su tamnozelene do ž ućkasto zelene boje, staklastog do masnog sjaja i veoma jedri. Delimično ili potpuno alterisani peridotiti dobijaju zelenu, tamnozelenu pa čak i crnu boju. Peridotiti su vrlo retko sveže stene. Obično su serpentinisani. Površinski raspadnuti peridotiti jako su ispucali i ispresecani žicama opala i magnezita. Sekundarni minerali peridotita takođe su ekonomski značajni, posebno azbesta, talka i magnezita (Sl.37) koji ponekad grade i rudna ležišta. Sl. 37. Žice magnezita u serpentinisanom peridotitu, Čajetina

Azbest ima u Korlaću (Ibarsko-Kopaonički masiv) a pojave magnezita na Golešu, u

peridotitima Šumadije (okolina Čačka), na Zlatiboru itd. Upotreba peridotita u građevinske svrhe je ograničena. Stena je zbog velike

zapreminske težine a i zbog nedovoljne otpornosti na atmosferske uticaje veoma nepodesna. Zbog lepe tamnozelene boje i često trakaste građe peridotiti se ponekad koriste kao ukrasni kamen za unutrašnju dekoraciju.

Peridotiti su u našoj zemlji veoma rasprostranjene stene. Najveće pojave su na Zlatiboru i Maljenu u zapadnoj Srbiji, na Kopaoniku, Golešu itd. Ove stene su najznačajnije u gradnji ofiolitskih masiva Dnaridskog ofiolitskog pojasa i ofiolita Vardarske zone.

VULKANSKA STAKLA Vulkanska stakla nastaju vrlo brzim hlađenjem lave. Naglim padom temperature kada se lava izlije na površinu magmatski rastop u kome nije počela kristalizacija minerala očvrsne kao staklo (Sl.38). Vulkanska stakla mogu su različitog hemijskog sastava i strukturno-teksturnih karakteristika. Najčešće prihvaćena klasifikacija ovih stena je prema sadržaju vode gde se vulkanska stakla dele na obsidijan, pehštajn i perlite.

  87  

Obsidijan je naziv vulksnska stakla sastava od riolita do andezita sa sadržajem do 1% vode. Stena je karaktersitične crne boje i glatkog školjkastog preloma. Na tankim ivicama je prozračan. Od dispergovanog hematita može imati crvenkastu boju.

Sl. 38. Vulkansko staklo, Lipari. U vulkansom staklu se ponekad uočava i smer tečenja lave, naročito kada sadrži

veoma retke fenokristale kvarca ili feldspata. Pehštajn je vulkansko staklo riolitskog sastava i smolastog sjaja. Dok obsidijan u

sastavu ima do 1% vode, u pehštajnu je može biti i do 10 %. Boje su različite: tamnosive, mrke, crvene i zelene. U tankim presecima je prozračan.

Perliti su stakla koja pored ostalih komponenata sadrže i hidratacionu vodu. U grupu perlita spadaju i plovućci, prirodno nabubrela vulkanska stakla. Ove šupljikave stene koje plivaju po vodi (po čemu su i dobile ime) nastale su hlađenjem lave koja je u završnoj fazi konsolidacije bila obogaćena lakoisparljivim komponentom.

Vulkanska stakla veoma su rasprostranjena. U Jeloustonskom parku izlivi vulkanskog stakla zauzimaju površinu od 260 km2. U našoj zemlji pojava vulkanskog stakla ima u okolini Vranja.

Perliti i plovućci, kao i stakla sa velikom količinom vode koriste se u građevinarstvu kao ekspandirajući materijali za proizvodnju elemenata male specifične težine a sa dobrom akustičnom, toplotnom i mehaničkom izolacijom. Imaju primenu i u industriji hartije, gume i boja. Kvalitetnim staklima smatraju se ona koja se pri zagrevanju odlikuju sposobnošću višestrukog povećanja zapremine, do 30 puta. Procenat kristala u staklu smanjuje sposobnost ekspanzije.  

  88  

SEDIMENTNE STENE

Sedimentne stene nastaju fizičkim i hemijskim raspadanjem ranije stvorenih

magmatskih, sedimentnih i metamorfnih stena. Fizičko-hemijski uslovi pri kojima se stvaraju sedimentne stene znatno su niži u poređenju sa uslovima nastanka magmatskih ili metamorfnih stena. Stvaraju se na temperaturama od oko - 25oC, do oko 100oC, i pri relativno malim pritiscima, od 1 bara na površini pa do nekoliko stotina bara u depresijama ispunjenim vodom (najviši pritisci su u okeanskim područjima). Zemljina kora, međutim, izgrađena je samo od 5% od sedimentnih stena, najveći deo čine magmatske i metamorfne sene.

Stene Zemljine kore izložene su dejstvu površinskih sila, atmosferilija, promeni u temperaturi, radu vode i vetra podležu tzv. površinskom raspadanju. Od prvobitno kompaktnih stena nastaju trošne i rastresite mase koje bivaju duže ili kraće transportovane. Prenos se najčešće vrši vodom, vetrom, ledom ili gravitacijom.

Stvaranje sedimentnih stena obuhvata sledeće procese: Ø površinsko raspadanje; Ø transport; Ø taloženje /sedimentacija i Ø dijageneza (litifikacija, očvršćavanje.

Površinsko raspadanje

Površinsko raspadanje je skup procesa pri kojima stena biva razarana. Vrsta i brzina površinskog raspadanja zavisi od sastava i strukture stene, od karaktera fizičko-hemijskih uticaja kojima je izložena i dužine trajanja procesa.

Površinsko raspadanje može biti fizičko, kada stena gubi samo čvrstinu i hemijsko kada stena menja mineralni i hemijski sastav.

Iako su različiti, ova dva procesa u prirodi najčešće deluju zajedno, pri čemu fizičko raspadanje znatno olakšava hemijske procese i obratno.

Fizičko raspadanje je najjače na ogoljenim terenima, bez humusa i vegetacije, a hemijsko u pokrivenim terenima, bogatih vodom.

Fizičko raspadanje stena, ili kako se još često naziva mehaničko raspadanje nastaje: Ø kolebanjima dnevnih temperatura, Ø kristalizacijom soli u mikroprslinama stena, Ø rastom korenja biljaka, Ø zamrzavanjem vode u kapilarima Ø mehaničko struganje stena usled kretanja glečera; Ø delovanje talasa duž obala, abrazija. Ø lomljenja i trenja prilikom transporta vodom.

  89  

U područjima rasednih i tektonskih zona stene su polomljene i zdrobljene pa je

fizičko raspadanje stena intenzivnije. Kolebanje dnevnih temperatura, insolacija

Uticaj dnevnih kolebanja temperature na površinsko raspadanje zavisi od mineralnog sastava i strukture stene, morfologije terena, klime, nadmorske visine, pokrivenosti vegetacijom, debljine humusnog sloja itd.

Temperatura vazduha i stena koje se zagrevaju nije stalna. Najviša je u toku sunčanih dana kada stene najviše upijaju toplotu a najmanja noću ili pred zoru kada je stene oslobađaju, tj. kada se hlade. U našoj zemlji razlike u temperaturi zagrejanih stena mogu biti i više od 500C. U Africi, u pustinjskim predelima, temperatirna razlika je znatno viša. Zbog uticaja dnevnih i sezonskih temperaturnih kolebanja minerali u stenama se različito šire i skupljaju (tamniji više a svetliji manje) stvarajući različito linearno i zapreminsko širenje i nehomogeno naponsko polje. Zbog ovih procesa slabe i kohezione sile između zrna minerala. Stalnim ponavljanjem ciklusa zagrevanja i hlađenja stvaraju se mikroprsline u površinskom delu stene koje su paralelne ili upravne na površinu zagrevanja. Temperaturna kolebanja stena odvijaju se do par desetina centimetara dubine zbog č ega se njihovo mehaničko razaranje dešava najvećim delom na samoj površini terena. Intenzitet fizičkog raspadanja uzrokovan kolebanjima dnevnih i sezonskih temperaturnih kolebanja zavisi i od geografske dužine i širine, morfologije terena, klime, nadmorske visine, pokrivenosti vegetacijom, debljine humusnog pokrivača itd. Ovaj tip raspadanja naročito je intenzivan na ogoljenim terenima (pustinje), bez vegetacije i humusa gde je najjača insolacija (uticaj sunčeve toplote) i po pravilu je izrazitiji na tamnim stenama. Kristalizacijom soli u mikroprslinama stena

Kristali imaju veću zapreminu od rastvora iz koga su kristalisali zbog čega se kristalizacijom i hidratacijom soli povećava njihova zapremina. Ako nema dovoljno prostora za novostvorene kristale u pukotinama stena stvaraju se naponi koji uzrokuju ili pomažu fizičko raspadanje stena.. Prelaskom anhidrita u gips, kao i hidratacijom drugih soli povećava se zapremina i stvaraju naponi koji dovode do dezintegracije stene. Kristalizacija i hidratacija soli javlja se i u urbanim sredinama, u stenama ugrađenim u različite objekte. Rast korenja biljaka

Koreni biljaka svojim rastom vrše pritisak na zidove pukotina stene u koje se utiskuju (Sl.9). Tako se stvaranju naponi koji omogućavaju ili potpomažu fizičko raspadanje stena. Iako pritisak nije veliki dugotrajnim delovanjem, uz ostale procese, koreni biljaka mehanićki dezintegrišu stenu.

  90  

Sl.39. I korenje bilja dezintegriše stene

Zamrzavanje vode u kapilarima

Fizičko raspadanje stene može biti i zbog smrzavanja vode u mikroprslinama i kapilarima stena. Zapremina vode se pri zamrzavanju povećava za oko 9%. kada se stvara led koji na temperaturi od -200C vrši pritisak do 2 kb. Kod poroznih stena ovaj pritisak može da nadjača kohezione sile i dovede do trenutnog prskanja stenske mase. Ovaj tip fizičkog raspadanja je intenzivniji ako se postupak zamrzavanja i odmrzavanja vode u kapilarima više puta ponavlja. Javlja se u predelima sa naglim smenjivanjem visokih i niskih temperatura u toku dana i sa dovoljnom količinom atmosferskog taloga. Delovanjem talasa duž obala, abrazija

Površinske vode razaraju stene naročito u obalnim područjima gde je dejstvo talasa najintenzivnije, u zonama velikih vodenih strujanja ili brzog kretanja vodene mase (Sl.40).

Sl.40. Rad morskih talasa, abrazija

  91  

Mehaničkim dejstvom vode stene se razbijaju u velike blokove, nakon toga transportuju i zaobljavaju u sve sitnije komade. Ovako razdeljene komade stena nazivamo mehanički detritus u kome razlikujemo:

Ø krupnije i nezaobljene komade (klaste) koje nose, transportuju samo vodeni tokovi velike snage i brzine, planinski potoci i reke,

Ø sitniju frakciju, š ljunak pesak, delimično do potpuno zaobljenu, koju nose reke srednje brzine toka. Mogu biti veoma daleko transportovane.

Ø prašinu i mulj, tj. klaste finog zrna, koje nose sporog toka, jer ove čestice lebde u vodi. Najdalje se transportuju i talože u mirnim vodama.

Čovekova aktivnost ubrzava mehaničko razaranje stena, narčito u područjima većih

inženjersko-građevinskih i eksploataciono-geoloških radova, puteva, mostova, tunela, brana, majdana kamena, površinskih kopova metala koji su izgrađeni na terenima sa izraženom morfologijom a neadekvatno zaštićenih od erozije. Veliki je broj primera klizanja i kretanja č itavih brda i njihovog mehaničkog i hemijskog razaranja zbog čovekove nebrige i neodgovornosti.

Fizičko raspadanje zavisi i od količine padavina i temperature, tj klime gde

razlikujemo četiri regiona: Ø regioni sa nivalnom klimom, gde su padavine u vidu snega a normalna temperatura

ispod 0oC. U ovim oblastima nema tekuće vode (sem lokalno), pa je hemijsko raspadanje bez značaja. Fizičko raspadanje je mehaničko struganje stena pri pokretima lednika. U fazama otapanja i zamrzavanja moguće je razorno dejstvo mraza. Nivalna klima javlja se u polarnim područjima ili na visokim planinama (Sl.41);

Sl. 41. Regioni sa nivalnom klimom

  92  

Ø regioni sa humidnom klimom imaju veću količinu vodenog taloga od količine

vode koja ispari. Voda teče po površini terena, prikuplja se u depresijama ili otiče u more. Vegetacija je bujna što uslovljava stvaranje debelog humusnog pokrivača (Sl.42). Hemijsko raspadanje je intenzivno a fizičko podređeno. Humidna klima javlja se u tropskim područjima i područjima tajgi; Sl. 42. Regioni sa humidnom klimom

Ø regioni sa aridnom klimom Temperature u ovim područjima su visoke. Količina atmosferskog taloga manja je od količine vode koja ispari.. U ovim oblastima nema tekuće vode, osim povremeno, vegetacija je slaba, humusni pokrivač mali ili odsutan. Fizičko raspadanje je intenzivno, hemisko podređeno. Područja sa aridnom klimom su pustinjska i polupustinjska područja (Sl. 43);

Sl. 43. Regioni sa aridnom klimom

  93  

Ø regioni sa sezonskom klimom su oblasti u kojima se smenjuju periodi sa mnogo padavina, humidni uslovi, i periodi sa malo padavina aridni uslovi. Fizičko i hemijsko raspadanje se menja i međusobno obnavlja omogućavajući najpotpuniju kombinaciju ova dva tipa raspadanja. Sezonska klima je karakteristična za tople priobalne pojaseve. Hemijsko raspadanje stena

Hemijsko raspadanje je proces rastvaranja minerala u stenama pod uticajem vode, kiseonika, raznih kiselina, gasova i organske materije. Voda je, zbog bipolariteta molekula, redovnog i značajnog prisustva najvažniji rastvarač u prirodi. Rastvaračku sposobnost vode zavisi od sadržaja OH jona, tj. njene kiselosti, sadržaja ugljene kiseline, kiseonika, hlora itd. Humidne kiseline koje se stvaraju pri razlaganju biljnih ostataka u kori raspadanja, takođe imaju značajnu ulogu u hemijskom raspadanju. Iako su slabe, ove kiseline napadaju i silikate i u dugom vremenskom periodu vrše njihovo razlaganje.

Za hemijsko raspadanje stena važna je i temperatura vode. Rastvaračka sposobnost raste sa povećanjerm temperature (osim za gasove).

Rastvorljivost minerala je različita. Pojedini minerali se brzo i lako rastvaraju, kamena so, sulfati dok je kod drugih proces rastvaranja znatno duži, kod karbonata, feldspata itd. Postoje minerali koji su veoma otporni na hemijsko raspadanje i koji praktično trajno ostaju nerastvoreni, kvarc, liskuni, granati itd.

Stabilnost silikatnih minerala na hemijske promene obrnuta je temperaturi njihovog stvaranja. Minerali stvoreni u kasnijim stadijumima magmatskog ciklusa stabilniji su od minarala kristalisalih na visokim temperaturama.

Olivini i pirokseni, bitni minerali ultrabazičnih i bazičnih stena, peridotita i gabra, kristališu na visokim temperaturama, lako podležu fizičkom i hemijskom razaranju. U reakciji sa vodom prelaze u serpentine, hlorite, bez alumijske amfibole. Kvarc koji nastaje na niskim temperaturama i jedan je od poslednjih minerala kristalisalih u kiselim magmama, granitoidima i granitima, kao što je pomenuto, veoma je stabilan.

Intenzitet hemijskog raspadanja zavisi i od površine stene koja je izložena dejstvu razaranja. Kompaktna i uglačana stenska masa, bez obzira na sastav teže podleže hemijskom (i fizičkom) raspadanju nego neravna stenska masa sa prslinama.

Fizičkim i hemijskim raspadanjem od kompaktne stene obrazuju se: Ø ostatak raspadanja ili mehanički detritus koji predstavlja odlomke stena nastalih

fizičkim razarenjem i transportuje se zavisno od veličine čestica i snage transportnog sredstva, vode, vetra, gravitacije kada se stvaraju klasti različite veličine drobina, šljunak, pesak, prašina i glina i

Ø rastvor raspadanja u kome su rastvoreni minerali i koji se mogu transportovti daleko od mesta odakle potiču.

 

  94  

Transport i sedimentacija Nakon, površinskog i hemijskog raspadanja, odlomci stena i rastvor raspadanja

transportuju se gravitacijom, vodom, vetrom i ledom u nova, niža područja: Gravitacioni transport klastičnog materijala Vrši se na strmim padinama brda i

planina. Razoreni stenski materijal kreće se niz padinu stvarajući sipare. Dužina i brzina transporta zavisi od nagiba padine, stepena pošumljenosti i intenziteta fizićkog razaranja. Komadi stena koji su kratko transportovani gravitacijom nazivaju se eluvijalni nanos. Nisu klasirani po krupnoći, nezaobljenih su ivica i homogenog sastava.

Transport materijala tekućom vodom zavisi od brzine vodenog toka i karaktera fragmentiranog materijala. Krupnozrni materijal, blokovi stena, javlja se u gornjem toku brzih reka, planinskim potocima i bujicama. Materijal srednjeg zrna, šljunak, nose reke srednje brzine dok najsitniji materijal putuje vrlo daleko, č esto biva donešen u mora. Transport zavisi od specifične gustine, oblika i veličine komada stena i minrala. Teže se transportuju čestice veće specifične gustine, kuglastog oblika, lakše manje specifične težine, ljuspičastog i pločastog oblika. Pri transportu najsitnije čestice plivaju ili lebde u vodi, teže se kotrljaju po dnu međusobno se sudarajući zbog čega se stalno zaobljavaju. Zrna veće tvrdine teže se zaobljavaju od zrna manje tvrdine. Materijal transportovan vodom i istaložen na mestu gde snaga transportnog sredstva prestaje naziva se aluvijalni nanos koji je klasirani po krupnoći, obično heterogenog sastava jer sakuplja materijal sa celokupnog područja sliva.

Transport materijala u većim vodenim basenima vrši se dejstvom talasa, strujanja, podvodnih tokova i gravitacionog kliženja sutnozrnog do muljevitog materijala.

Transport klastičnog materijala vetrom prenose se velike količine klastičnog materijala različite krupnoće. Pri tome specifično lakša zrna mogu biti i krupnija a specifično teža sitnija. Kod snažnih vetrova, naročito u pustinjskim oblastima vetar kotrlja krupniji materijal po površini i njegovim nagomilavanjem obrazuje dine. Uloga vetra kao transportnog sredstva naročito je značajna u oblastima sa oskudnom vegetacijom i sušnom klimom (pustinje i stepe); značajna je i za prenošenje finozrnog vulkanskog materijala koji je erupcijom izbačen na velike visine. Taloženjem materijala transportovanih vetrom stvaraju se eolski sedimenti koji su dobro sortirani, manje zaobljeni u odnosu na aluvijalne sedimente i heterogenog sastava.

Transport klastičnog materijala ledom vrši se u polarnim oblastima ili na vrlo visokim planinama, iznad preko 3000 m, gde i danas, na nekima od njih, ima glečera. Na svom putu glečer po dnu i bočno, sa strane odlama komade stena različite krupnoće i sastava. Glečeri transportuju i veoma krupne blokove stena, zapremine i do nekoliko destetina kubnih metara koje voda ne može da nosi. Transport glečerom je spor, najviše nekoliko metara na dan. Nema zaobljavanja materijala niti sortiranja po krupnoći. Po zaustavljanju tj. stapanju glečera, zajedno se talože blokovi stena, sitniji komadi i i glinovita frakcija. Sedimenti nastali kretanjem leda nazivaju se glacijalni sedimenti.

  95  

Transport i sedimentacija rastvorenog materijala Ratvoreni materijal transportuje se kao jonski ili koloidni rastvor. Kao jonski

rastvori, hidroksidi, karbonati, sulfati putuju kalijum, natrijum kalcijum, magnezijum a kao koloidi, u obliku hidroksida, aluminijum, gvožđe, silicijum.

Taloženje jonskih rastvora je usled prezasićenja pojedinih komponenti koje se neprekidno dovode u rastvor, promene vrednosti pH, uklanjanjem pojedinih elemenata koji su povećavali rastvorljivost ili isparavanjem rastvarača. Do taloženja dolazi i usled promene temperature vode, promene pritiska gasova koji povećavaju rastvorljivost itd.

Da bi se izlučile soli iz vode neophodna je prezasićenost rastvora koja se u prirodnim tekućim vodama obično ne ostvaruje. Izlučivanje soli nastaje isparavanjem rastvarača. u zatvorenim basenima (lagunama) u kojima je isparavanje intenzivno a priliv rastvarača, vode, mali. Ova jedinjenja (NaCl - halit, zatim KCl, Na i K sulfati i sl.) talože se kao slojevi stvarajući sona ležišta.

Pomenimo i obaranje kalcijum karbonata. Ako vode sadrže CO2, kalcijum lako prelazi u rastvor u jonskom stanju u vidu lako rastvorljivog bikarbonata, Ca(HCO3)2 koji se taloži:

Ø dejstvom organizama iz morske vode koji rastvoreni kalcijum karbonat koriste za gradnju ljuštura;

Ø hemijskim taloženjem usled smanjenog sadržaja CO2; Ø isparavanjem rastvarača; Ø oko toplih izvora gde se CO2 gubi iz vrlo zagrejanih rastvora zbog manjeg

spoljnjeg pritiska; Ø oko slapova i vodopada gde biljke uzimaju CO2 iz kalcijumbikarbonata kada

prelazi u nerastvorni kalcijumkarbonat koji stvara naslage bigra. Sulfati kalcijuma, gips i anhidrit, izlučuju se nakon isparavanja rastvarača, zbog

čega se pomenute soli javljaju u sonim ležištima nastalim u toplim lagunama. Izlučivanje iz koloidnih rastvora vrši se koagulacijom, pošto se ukloni zaštitni

naelektrisani omotač od molekula vode koji sprečava koagulaciju. Ovo se najčešće događa dovođenjem suprotno naelektrisanih koloidnih čestica ili delovanja jakih elektrolita ako su prisutni u rastvoru. Taloženje koloidnih rastvora nastaje i isušivanjem ili mehaničkim razbijanjem naelektrisanog omotača. Dijageneza (očvršćavanje)

Dijageneza ili očvršćavanje obuhvata niz procesa u kojima se bez značajnijeg povećanja pritiska ili temperature rastresiti sediment ili hemijski talog prevodi u kompaktnu sedimentnu stenu.

Očvršćavanje hemijskih sedimenata, jonskih ili koloidnih rastvora se događa istovremeno sa njihovim obaranjem. Odlomci stena nakon prestanka transporta se vezuju sitnijim materijalom i postaju čvrste stene. Brzina očvršćavanja zavisi od nekoliko faktora: postojanja slabog pritiska koji vrši zbijanje čestica (smanjenja međuprostora zrna a time i

  96  

manje zapremine sedimenta; istiskivanje vlage ili dehidratacije sedimenta čime se gubi plastičnost i vlažnost u sedimentu; cirkulacija vode sa rastvorenim solima koje se izlučuju u međuprostore vezujući zrna i stvarajući kompaktnu stenu. Dijageneza može biti dugotrajan process zbog čega u prirodi srećemo sve prelaze od nevezanih preko poluvezanih do vezanih sedimentnih stena.

Naveli smo četiri stadijuma kroz koje stenska masa prolazi do nastanka čvrste sedimentne stene, ali se kod pojedinih sedimentnih stena neki stadijumi "preskočeni" ili nisu dostignuti. Na primer, kod osulinske drobine obavljeni su samo raspadanje i sedimentacija, kod nekih glina nema transporta, kod hemijskih taloga čvrste sedimentne stene postaju bez izdvojenog stadijuma dijageneze - obrazuju se direktno pri taložennju, itd. Sklop sedimentnih stena

Sklop sedimentnih strns podrazumevama strukturu i teksturu, tj. uzajamne odnose sastojaka, način vezivanja zrna i ispunjenost prostora. Strukture sedimentnih stena Pod strukturom sedimentne stene se podrazumeva međusoban odnos, veličina i oblik zrna koji su posledica procesa koji su omogućili njeno stvaranje. Strukture sedimentnih stena dele se na: klastične, kristalaste, amorfne i organogene.

Klastične strukture karakteristične su za sedimentne stene izgrađene od fragmenata cementovanih prirodnim vezivom. Zrna u klastičnim sedimentima prema obliku mogu biti: nezaobljena (uglasta); poluuglasta (subuglasta); poluzaobljena (subzaobljena); zaobljena i dobro zaobljena (okrugla ili ovalna)(Sl.44).

Sl. 44. Klastična struktura kod konglomerata (vezanog šljunka).

  97  

Prema veličini fragmenata (granulometrijskom sastavu) klastične strukture delimo na:

Ø psefitske (grubozrne klastične strukture) sa veličinom zrna preko 2 mm gde spada šljunak;

Ø psamitske (srednjezrne klastične strukture) sa veličinom klasta između 0,05 i 2 mm. gde spada pesak;

Ø alevritske (sitnozrne klastične strukture) sa veličinom zrna od 0,005 i 0,05 mm. gde spada prašina, i

Ø pelitske (finozrne klastične strukture), sa veličinom zrna ispod 0,005 mm. gde spadaju gline.

Neke klastične sedimentne stene mogu biti izgrađeni od klasta različite veličine. Pomenuti klasti „vezani“ su prirodnim cemetnom koji je različitog sastava:

karbonatni, silicijski, glinoviti, laporoviti i gvožđeviti. i u steni može biti različito zastupljen, od nekoliko procenata pa do preko 50% njene mase. Poroznost (sposobnost upijanja vode) ove grupe sedimentnih stena zavisi od količine veziva i načina vezivanja odlomaka stena i minerala. Ø Kristalaste strukture imaju stene gde su zrna minerala međusobno neposredno srasla.

Srastanje zrna može biti po ravnim površinama ili nazubljenim površinama (Sl.45). Sl.45. Kristalasta struktura (mikro snimak) Ø Amorfne strukture sreću se kod gelnih sedimenata. Karakterišu se trakastom građom i

bubrežastim oblicima. Naročito su česte kod brzo izlučenh silicijskih sedimentnih stena. Amorfne strukture su nestabilne i kod starijih tvorevina prelaze u kriptokristalaste ili mikrokristalaste.

  98  

Sl.46. Amorfna struktura Ø Oolitske i sferolitske strukture su specifični strukturni varijeteti hemijskih sedimenata

(sedimentnih stena) i karakterišu se kuglastim i elipsoidalnim tvorevinama gde se kao centar kristalizacije (izlučivanja) obično javlja zrno peska ili fosil. Ove strukture sreću se č esto kod karbonatnih, fosfatnih, gvožđevitih i aluminijskih sedimentnih stena. Ooliti su koncentrično slojevite građe (Sl.47). Dimenzije tih tvorevina su različite. Ako su veličine preko 2 mm zovemo ih pizolitima.

Sl. 47. Oolitska struktura Ø Organogene ili biogene strukture definisane su prisustvom većih količina organskih

(fosilnih) ostataka (Sl.48) čiji vrsta, oblik i veličina često utiču na opšti izgled stene.

  99  

Sl.48. Ostaci organizama u krečnjaku (mikrosnimak) Teksture sedimentnih stena

Tekstura je određena rasporedom č estica u masi sedimentne stene i ispunjenošću prostora. Jedna od osnovnih teksturnih karakteristika sedimentnih stena je slojevitost (Sl.49). Zbog ove osobine sedimentne stene se često i nazivaju slojevite stene. Sloj je geološko telo koje ima ujednačen sastav i koje je ograničeno paralelnim ili subparalelnim graničnim površinama (slojnim površinama ili površinama slojevitosti). Slojevi u najvećem broju slučajeva imaju veliko horizontalno i malo vertikalno prostiranje. Sloj ispod ispitivanog sloja čini njegovu podinu a iznad sloja povlatu ili krovinu. Po prostiranju slojevi se istančavaju ili isklinjavaju. Prema debljini sloja razlikujemo, liske debljine ispod 5 mm; ploče debljine 5-50 mm; slojeve debljine 5-60 cm; banke debljine 60-200 cm, i masivne sedimentne stene gde su slojevi debljine preko 2 metra.

Sl.49. Slojevi mezozojskih krečnjaka, Boljetinska reka

  100  

Slojevitost može biti gradaciona kada se veličina odlomaka stena i minerala smanjuje od njegove podine ka povlati. Kosa slojevitost nastaje u vezi sa prekidom ili variranjem u sedimentaciji na nagnutim površinama, č esta je kod eolskih, priobalnih i lagunskih sedimenata. Laminacija je smenjivanje materijala različite krupnoće ili boje u istom sloju.  Podela sedimentnih stena Prema načinu postanka sedimentne stene delimona tri velike grupe(Sl.50):

Ø klastične sedimentne stene, mehaničke sedimente, ili terigene sedimente koji nastaju od odlomaka stena i minerala

Ø hemijske sedimentne stene, koje nastaju taloženjem iz rastvora i Ø organogene sedimentne stene u čijem stvaranju presudnu ulogu imaju biljni ili životinjski organizmi.

Uz sedimentne stene prikazaćemo i jednu grupu stena koje su po načinu nastanka sedimenta, ali poreklo materijala vulkansko, vulkanoklastične stene.

Sl. 50. Podela sedimentnih stena

  101  

Klastične sedimentne stene Klastične sedimentne stene, najrasprostranjenije sedimentne stene Zemljine kore, nastale su transportom i sedimentacijom odlomaka stena i minerala. Podela klastičnih sedimentnih stena bazira na veličini klasta (kao i klastična struktura) na osnovu kojih su podeljeni na:

Ø psefite, čija krupnoća zrna prelazi 2 mm. Ovoj grupi pripadaju drobina i breča, šljunak i konglomerat;

Ø psamite, krupnoće zrna između 0,05-2 mm. Ove grupi stena pripadaju pesak i pešćar;

Ø alevrite, krupnoće zrna od 0,005-0,05 mm. gde spada prašina i alevrolit; Ø pelite, krupnoće zrna ispod 0,005 mm. gde pripada glina.

U narednim poglavljima daćemo prikaz važnijih grupa klastičnih sedimentnih stena.

Imajući u vidu specijalan položaj vulkanoklastičnih stena, jer čine prelaz između magmatskih i sedimentnih stena, one će biti prvo prikazane. Vulkanoklastične stene

Grupa vulkanoklastičnih stena genetski je vezana za magmatske stene jer materijal za njihovo stvaranje potiče direktno iz vulkana (nije bilo faze raspadanja a transport je specifičan) ali su ove stene po načinu pojavljivanja, uslovima stvaranja i po morfološkim karakteristikama klastične sedimentne stene. Eksplozijom vulkana usled odlaska lakoisparljive komponente stvaraju se odlomci stena, prašine i kapljice lave različite veličine i oblika (Sl. 51). Ako je razbijeni materijal čvrst (već iskristalisana lava) komadi su uglastih oblika.

Sl.51. Eksplozivnom erupcijom vulkana stvaraju se vulkanski aglomerati, breče i tufovi

Vulkanski pepeo

Vulkanska

Vulkanske bombe

prašina

  102  

Od polutečne lave formiraju se fragmenti oblika kapljica. Uglasti fragmenti preko 32 mm nazivaju se blokovi, a zaobljeni (oblika kapljice) vulkanskim bombama. Fragmenti krupnoće između 32 i 4 mm su vulkanski lapili a ispod 4 mm vulkanski pesak i vulkanski pepeo. Pod vulkanskom prašinom podrazumevaju se čestice ispod 0,25 mm. Najkrupniji fragmenti, bombe i blokovi padaju najbliže vulkanskom krateru. Lapili, pesak, pepeo i prašina mogu biti nošeni vetrom veoma daleko od vulkana. Vulkanske breče i aglomerati

Od vulkanskih blokova i nezaobljenog grubozrnog materijala obrazuju se vulkanske breče. (Sl.52). Obično su vezane sitnozrnim vulkanskim materijalom krupnoće peska i pepela. Ako je vezivo od vulkanskog pepela breču nazivamo tufobreča. Često se, međutim, vulkanske breče vezuju tako što nagomilani blokovi bivaju zaliveni kasnije izlivenom lavom. Ovako vezane vulkanske breče nazivamo lavobreče.

Sl. 52. Vulkanska breča, Šumnik Nagomilavanjem vulkanskih bombi nastaju stene koje nazivamo vulkanskim

aglomeratima (Sl.53).Vulkanski aglomerat je po načinu pojavljivanja i postanka veoma sličan vulkanskoj breči ali su kod njega fragmenti zaobljeni. Pošto su bombe koje izgrađuju aglomerate izbacivane dok je magma bila u tečnom ili polutečnom stanju, one imaju koncentričnu građu i oblik kapljice, zbog stalne rotacije lave u toku hlađenja.

  103  

Sl. 53.Vulkanski aglomerat, Santorini Sitniji vulkanoklastični materijal se dalje transportuje. Nošen vetrom, vodom može

otići vrlo daleko. Vezivanjem vulkanskog pepela i prašine obrazuju se vulkanski tufovi ili samo tufovi, kako ih uobičajeno nazivamo. Obično se javljaju u slojevima. Ime su dobili ime po italijanskoj reči tufo - meka, rastresita peskovita masa (stena). Ove stene imaju mnogo veće rasprostranjenje nego vulkanske breče i aglomerati. Pošto se daleko transportuju često se talože u basenima gde se delimično mešaju sa sitnozrnim klastičnim stenama. Tuf je izgrađen od uglastih fragmenata stena, minerala izgrađivača stena i/ili od fragmenata vulkanskog stakla (Sl.54). Ime nosi prema prirodi stene koja je fragmentirana, na primer: andezitski tuf, kvarclatitski tuf, riolitski tuf, itd. Vezivanje tufova najčešće se vrši zbijanjem čestica pod pritiskom viših masa. Vrlo se često, međutim, događa da se vezivanje vrši slepljivanjem čestica usled prelivanja tufa novodošlom lavom. Tada su kompaktni i teško se razlikuju od normalnih lava te ih mnogi istraživači na terenu determinišu kao lave.

Sl. 54. Naslage tufa u Grškoj (Santorini). Gore desno vulkan sa erupcijom pepela, dole levo detalj stene.

Vulkanske

bombe

Vulkanska

prašina i pepeo

  104  

Najčešće promene tufova su silifikacija i pretvaranje u glinovite minerale. Kada vulkanski pepeo i prašina padnu u basen u kojem se vrši normalna sedimentacija tada se meša sa glinovitim materijalom, peskom, šljunkom. Novonastale stene izgrađene od vulkanoklastičnog a delom i od sedimentnog materijala i nazivaju se tufiti. Količina vulkanskog materijala u ovim stenama jako varira, od 30 -90%.

Pojave vulkanskih breča, aglomerata, tufova i tufita veoma su česte. Srećemo ih u skoro svim vulkanskim centrima. U Srbiji značajnih pojava tufova i tufita ima u Timočkoj eruptivnoj oblasti. na Rudniku, u Ibarskoj dolini, od Ušća na severu do Zvečana, na planini Rogozni, zatim na Radanu (područje Leca). Tufovi mogu poslužiti i kao dobar građevinski materijal ako su dobro vezani. Porozni su i laki (zapreminska težina svega 1,4 -2) i lako se obrađuju a dobar su izolator. Jačina nošenja im je vrlo promenljiva.

Alterisani tufovi, pretvoreni u minerale glina upotrebljavaju se u livarstvu i rudarstvu, zatim u industriji cementa, za proizvodnju insekticida, industriji guma, boja, sapuna, olovki, hartije itd. Psefiti U okviru ove grupe stena prikazaćemo važnije predstavnike: nevezane, drobinu i šljunak i vezane, breča i konglomerat

Drobina Drobina se stvara mehaničkim drobljenjem stena na padinama brda. Veličina

odlomaka je veća od 2 mm. Sa mesta stvaranja ovaj materijal se gravitaciono (Sl.55) ili uz kratktrajne bujice spušta u niža područja pri čemu transport nije dug. Zbog toga odlomci stena imaju uglaste ivice i slabo su sortitani pa se u drobini zajedno sreću blokovi preko jednog metra i fragmenti veličine par centimetara. Drobina se najčešće javlja u terenima izgrađenim od krečnjaka i dolomita, mada se može naći kod svih stena.

Sl.55. Stvaranje drobine, Alpi, Slovenija

  105  

Drobina može ukazati na sastav terena koji se iznad nje nalazi, naročito ako je teren pokriven ili vrlo strm. Ova nevezana stena ima lokalnu primenu za nasipanje i izgradnju podloga puteva.

Breča Breča je drobina vezana ili cementovana nekim od prirodnih veziva. Sastoji se od

nezaobljenih fragmenata stena i vezivne materije. Odlomci stena su nezaobljeni i slabo sortirani najčešće vezani karbonatnim vezivom. Cement u brečama može biti donešen sa strane ili je nastao rastvaranjem materijala same drobine. U brečama se, osim fragmenata stena, nalaze i fragmenti skeleta i ljuštura organizama, a neke breče su sastavljene isključivo od takvih fragmenata. To su najčešće ljušture školjki ili fragmenti kostiju. Takve breče u kojima preovlađuju organski fragmenti nazivaju se lumakelama.

Prema mestu postanka, odnosno prema geološkom procesu koji dovodi do fragmentiranja, breče delimo na:

Ø padinske, kada su nastale od padinskog (siparskog) materijala; Ø obalske, nastale u priobalskim regionima mora ili jezera usled razornog

dejstva talasa; Ø tektonske, nastale drobljenjem materijala fragmentiranog na rasednim

površinama (SL.56); Sl. 56. Tektonska breča, Arilje

Ø vulkanske, (o kojima je bilo reči), nastale vezivanjem grubozrnog nezaobljenog vulkanoklastičnog materijala i

Ø kontaktne, nastale lomljenjem okolnih stena ili perifernih partija plutona i potom zahvaćenih magmom, kod raznih vrsta intruzija i dr.

  106  

Podela breča vrši se i na osnovu sastava fragmenata na: krečnjačke, dolomitske, mermerne, serpentinske, heterogene itd. Kao i kod drobine i ovde preovlađuje homogeni materijal, jer fragmenti od kojih je breča nastala nisu dugo transportovani. Prema načinu pojavljivanja breče su u najvećem broju slučajeva neslojevite stene. Obično su masivne teksture jer nisu stvarane u vodenoj sredini nego na kopnu.

Breče imaju raznovrsnu primenu u građevinarstvu, naročito za dekorativne svrhe. Najviše se cene dobro cementovane mermerne, serpentinske i krečnjačke breče, naročito ako su lepih boja. One se uglavnom koriste za oblaganje (arhitektonski kamen) i izradu ukrasnih predmeta (kamena galanterija), pepeljara, pribora za pisanje, vaza itd. Brečama se oblažu stepeništa, kamini i dr. Koliko je breča uspešan dekorativni materijal svedoči i podatak da se u nedostatku skupih prirodnih breča proizvode i veštački materijali sa izgledom breče.

U našoj zemlji breče koje se eksploatišu ima na više mesta. Najcenjenija breča je iz sela Ropočevo kod Sopota (u blizini Beograda). To je mermerna breča, vrlo dobro vezana, sa lepim šarama skladnih blagih boja u sivim i crvenkastim tonovima. Breča ima i kod Visokih Dečana u Metohiji i u selu Banjici kod Gostivara (mermerne breče).

Šljunak Šljunak je zaobljeni materijal u kojem krupnoća valutica prelazi 2 mm. Nalazimo ga u rečnim koritima sadašnjih (Sl.57) ili nekadašnjih reka (srednji i gornji tokovi) i priobalskim regionima mora i jezera.

Veličina valutica i stepen zaobljenosti variraju. Najkrupnije fragmente, preko 1 m, u prečniku nazivamo blokovima. Materijal od 0,1m do 1 m nazivamo krupicama. Krupan šljunak obuhvata valutice između 0,1 m i 25 mm, šljunak srednjeg zrna između 10 mm i 25 mm i najzad sitan š ljunak između 2 mm i 10 mm. Oblik valutica šljunka zavisi od dužine transporta i vrste stena. zbog čega se pri istoj dužini transporta javljuju kuglaste, jajaste, koturaste i druge valutice.

Sl. 57. Šljunak, Morača

  107  

Ukoliko je materijal krupniji bliži mestu odakle potiče manje je zaobljen i obrnuto, sitniji i dobro zaobljen materijal ukazuje na dug transport i udaljeno mesto primarnog izdanka. Klasiranja po krupnoći kod šljunka su česta pojava.

Šljunak je heterogenog sastava, naročito kada je u rekama širokog slivnog područja koja eroduju različite vrste stena.

Šljunak prikupljen sa terena jednolične litološke građe je homogenog sastava. Najveću primenu šljunak ima u izradi betona i posteljica savremenih puteva, jer ima

sposobnost relativno brzog sleganja. Da bi se šljunak upotrebio za beton mora se osloboditi nečistoća, naročito glinovitih primesa. Najkvalitetniji šljunak je onaj koji se sastoji od valutica kvarca i kristalastih stena. Krupnoća valutica betonskog šljunka ne sme da pređe veličinu pesnice Šljunak se u našoj zamlji eksploatiše u velikim rekama, Dunavu, Moravi, Savi, Drini itd. Š ljunka ima i u primorju ali se za građevinarske svrhe mora oprati od morske vode odnosno odstraniti so. Konglomerat Šljunak cementovan nekim od prirodnih veziva daje stenu konglomerat. Krupnoća valutica i stepen zaobljenosti su kao kod šljunka. Konglomerat je stena koja se sastoji od zaobljenih krupnih fragmenata stena koji su vezani prirodnim vezivom različitog sastava: karbonatnog, silicijskog, laporovitog itd. Boja konglomerata zavisi od boje fragmenata i vrste veziva. Mogu biti beli, sivi, šareni, crveni (kada su vezani gvožđevitim cementom) (Sl.58).

Postoji i podela konglomerata prema sredini stvaranja: kopneni, jezerski i marinski. Kopneni se stvaraju radom reka, vetra, lednika i vulkana. Glacijalni konglomerati nastaju radom leda i imaju i posebno ime tiliti (nevezani - til). Oni sadrže valutke sa strijama - tragovima (brazdama) trenja o korito glečera. Jezerski i marinski konglomerati nastaju u jezerima, odnosno morima u njihovim priobalnim

Sl. 58.Konglomerat, Istočna Srbija, (gore levou krštena slojevitost)

  108  

delovima. Konglomerati se označavaju i prema geološkoj formaciji u kojoj leži, na primer crveni konglomerati u permu, ili verukano konglomerati i dr. Ove stene se javljaju kao slojevi debljine i preko desetak metara. Ujednačenost valutica uglavnom postoji mada ima konglomerata gde sortiranosti nema. Imaju ograničenu primenu, zavisno od sastava valutica i cementa, stepena, načina vezivanja, stepena obradivosti itd. Psamiti U ovu grupu klastičnih sedimentnih spadaju pesak i peščar. Pesak

Pesak je sitnozrni nevezani materijal, zaobljenih zrna čiji prečnik varira između 0,05 mm i 2 mm. (sl.59). Stepen zaobljenosti zrna zavisi od dužine transporta i vrste stena, odnosno minerala.

Prema veličini zrna razlikujemo krupnozrni pesak sa prečnikom zrna od 0,5 - 2 mm, srednjezrni pesak od 0,25 - 0,5 mm i sitnozrni pesak od 0,05 - 0,25 mm. Kao i ostali dugo transportovani klastični sedimenti, pesak je homogenog sastava. Najzastupljeniji minerali su kvarc i muskovit koji se javlja u sitnim, sjajnim ljuspicama. Osim pomenutih minerala u pesku se koncentrišu i zrna drugih otpornih minerala: cirkon, rutil, apatit, granat, magnetit, turmalin i dr. U nanosima koji nisu pretrpeli dug transport javljaju se i feldspati - uglavnom albit i ortoklas koji su delimično kaolinisani. Po načinu postanka pesak delimo na eolski, rečni, jezerski i marinski.

Sl. 59. Pesak, Dunav

Eolski pesak nastaje radom vetra gde su komadi kvarca oštrijih ivica u odnosu na isti mineral stvoren radom vode. Rečni pesak nastaje u rekama sa umerenim tokom vode i u jezerima i morima gde nema jakih vodenih strujanja ili talasa.

  109  

Pesak je česta stena koja se javlja u slojevima različite debljine. Najveće količine peska koriste se u građevinarstvu za pravljanje maltera, zatim u livarstvu za kalupe i u industriji stakla. Pesak za prouzvodnju stakla mora biti veoma čist i da sadrži preko 98% SiO2. Štetne komponente su oksidi gvožđa i minerali glina. Kvarcnog peska staklarca ima u Rgotini kod Zaječara i kod Valjeva. Debljina slojeva peska je između 5 i 10 metara. Pesak je beo, svetlosiv ili žućkast zbog prisustva limonita.

Pesak može biti obogaćen raznim korisnim mineralima. U njemu se mogu koncentrisati monacit, zlato, magnetit, ilmenit, granat, dijamanti itd. U našoj zemlji u nanosima Peka i Timoka ima samorodnog zlata. Peščari

Pesak vezan prirodnim cementnim daje peščar. Krupnoća zrna i stepen zaobljenosti variraju isto kao kod peska, te razlikujemo krupnozrne, srednjezrne i sitnozrne peščare. Peščari su stene izgrađene od zrna kvarca, ljuspica muskovita, podređeno feldspata, karbonata itd. koji su vezani prirodnim cementom različitog sastava: karbonatni, laporoviti, glinoviti, dolomitski, silicijski, limonitski (gvožđeviti), organski (bituminozan) itd. Podela peščara najčešće se vrši na osnovu sastava veziva ili mase ili sastava minerala. Tako razlikujemo kvarcne, limonitske, glaukonitske, hloritske, litoklastične (ako sadrže dosta odlomaka stena) peščare, ili crvene peščare kada im je vezivo limonitsko.

Peščari su uglavnom javljaju u slojevima razližite debljine (Sl.60). Često se veličina zrna i mineralni sastav menjaju i horizontalno i vertikalno u okviru serije ili samog sloja. Kao i pesak, i peščari su veoma rasprostranjene stene. Čitavi odeljci pojedinih geoloških formacija izgrađeni su od peščara ( veći deo perma u istočnoj Srbiji). Upotrebljivost im je ograničena i zavisi od vrste cementa, sastava i veličine zrna.

Sl. 60. Slojevi peščara u sekvenci fliša, Ljig

  110  

Najpovoljniji materijali za građevinske potrebe (oblaganje i zidanje) su sitnozrni peščari sa karbonatnim vezivom. Najotporniji su kvarcni peščari sa silicijskim vezivom ali se oni teško obrađuju.

Sadržaj glinovite materije smanjuje građevinsku vrednost peščara, narožito onih koji se upotrebljavaju za oblaganje građevinskih objekata. Peščara koji se eksploatiču ima na više mesta. Najpoznatiji su peščari iz Belih Voda kod Kruševca, iz Ostružnice kod Umke itd. Alevriti U grupi alevrita najvažniji predstavnici su: nevezani Alevrit (prah) i vezani Alevrolit. U ovu grupu stena spada i Les Alevrit

Alevrit (prah) je nevezani sediment izgrađen od finih čestica veličine od 0,005 do 0,05 mm. Transportuje se vodom ili vetrom.U sastav praha ulaze čestice kvarca, feldspata, liskuna, karbonata, minerala glina i dr. Alevrolit

Alevrolit je vezana sitnozrna klastična stena nastala očvršćavanjem čestica praha. U njen sastav ulaze isti minerali koji su navedeni kod praha: kvarc, feldspat, liskun, karbonati, minerali glina. Vezivo u ovim stenama najčešće je karbonatno ili glinovito. Alevroliti su slojevite stene, ali su slojevi male debljine, do 50-ak. santimetara. Po spoljnjem izgledu liče na peščare u koje često, sa povečanjem zrna klasta, prelaze. Primena alevrolita je ograničena. Slojevi veće debljine mogu se koristiti kao građevinski kamen, ili za izradu kamenih ploča. Veće pojave su zapažene u istočnoj Srbiji. Les

Les je vezana sedimentna stene nastala cementovanjem eolskog alevritskog materijala (Sl.61). Stvara se u stepskim područjima sa bujnom, niskom vegetacijom (najčešće visokom travom) koja zaustavlja prašinu nošenu vetrom. Najzastupljeniji mineral u ovim stenama je kvarc, feldspati, liskuni, karbonati i minerali glina i retko odlomci stena.

Sl. 61.Les, Slankamen

  111  

Les ima izraženu cevastu građu sa nizom vertikalnih šupljina. nastalih truljenjem biljaka koje su bile obložene prašinom. Zbog toga les lako propušta površinske vode koje cirkulišući kroz stenu, rastvaraju jedan deo kalcijum karbonata koga deponuju na dnu cevčica stvarajući konkrecije koje nazivamo lesnim lutkicama. Druga teksturna karakteristika je odsustvo jasno izražene slojevitosti.

Iako les smatramo alevrolitom, tj. vezanom stenom, ipak se mora reći da je stepen cementacije slabiji u odnosu na alevrolit. Les se pod prstima drobi. I pored ovakvih dijagenetskih karakteristika les je tlo na kome se može graditi jer podnosi velika opterećenja. Ova osobina je posledica njegove cevaste građe zbog koje lako propušta vodu (za razliku od glina koje vodu zadržavaju). U lesu se, što je značajno, mogu zasecati potpuno vertikalni odseci, bez opasnosti za odronjavanje. Tek veoma dugim ispiranjem površinskim vodama koje odnose karbonatnu materiju a koncentrišu glinovitu, les može preći u lesnu ilovaču koja se upotrebljava u ciglarskoj industriji kao sirovina za izradu svih vrsta građevinskih opeka.

Naslaga lesa ima u Mačvi i Vojvodini, u okolini Beograda kod Višnjice (gde postoje brojne ciglane), zatim u Zemunu itd. Korisne lesne naslage u Banatu, na Titelskom bregu, imaju veliko rasprostranjenje i debljinu preko 40 metara. Peliti

Ovoj grupi stena pripadaju: nevezane, Mulj, poluvezane, Gline i vezane, Glinci. Mulj

Mulj je nevezana glina taložena u miroj vodi. To je najfinija frakcija klastičnog detritusa koji se veoma dugo transportuje vodom. Gline i glinci

Glina je plastični poluvezan sediment nastao dijagenezom mulja (Sl.62). Ovaj pelitski materijal se vezuje isušivanjem ili istiskivanjem vode pod pritiskom gornjih slojeva. Glina predstavlja srednji stadijum u dijagenezi muljevitog materijala. Pod uticajem pritisaka ili intenzivnim isušivanjem glina gubi plastičnost i prelazi u čvrstu slojevitu stenu koja se naziva glinac.

Gline i glinci su veoma rasprostranjene sedimentne stene. Sastoje se od minerala glina i raznih primesa. Među mineralima glina najvažniji su kaolinit, hidroliskuni (ilit), monmorijonit i drugi aluminijski silikati. Od sporednih sastojaka diminira kvarc. Gline često, kao primese, sadrže i hidrokside gvožđa koji stenu pigmentiraju crvenkasto, žuto ili mrkocrveno ili organske supstance (naročito bitumiju) koje steni daju tamnosivu pa i crnu boju. Male količine mangana boje stenu zalenkasto.

  112  

Sl. 62. Glina, Titel Prema mineralnom sastavu razlikujemo sledeće vrste glina:

Ø kaolinitske ili vatrostalne gline, koje su izgrađene od kaolinita, Koriste se u industriji fine keramike, tekstilnoj industriji, livačkoj industriji, industriji šećera i dr.

Ø bentonitske gline su po sastavu monmorijonitske gline koje nastaju, kao š to je pomenuto, izmenama vulkanskog pepela - tufova. Za industrijske potrebe bentonitske gline moraju imati bar 80% monmorijonita;

Ø uma ili suknarska zemlja takođe je monmorijonitska glina. U nekim krajevima naše zemlje narod je identifikuje sa bentonitskom glinom To je glina sa velikom sposobnošću za upijanje masti te su je nekada upotrebljavali u suknarstvu po čemu je i dobila ime. Uma obično sadrži povećanu količinu magnezijuma i kalcijuma;

Ø ilovača je nečista glina koje sadrži pesak i kalcijum karbonat. Upotrebljava se u ciglarskoj industriji, ako sastav gline nije strogo standardizovan. Peskovita ilovača je nečista glina sa velikim sadržajem peska kao klastičnog komponenta;

Ø laporovita glina, sadrži kalcijom karbonat - obično 5 - 15%. Prema mestu postanka gline delimo na rečne, barske jezerske i marinske.

Ø rečne gline su retke. Nastaju u rekama sa mirnim tokom. Debljina slojeva je mala, često sadrže primese kvarca;

Ø barske gline se obično javljaju kako sočiva male debljine. Onečišćene su šljunkom, peskom i organskom materijom;

  113  

Ø jezerske gline su slojevite i mogu imati znatno rasprostranjenje. Sadržaj krupnije frakcije u glini raste prema obalskoj liniji. Ova ležišta daju dobre vatrostalne kaolinitske gline;

Ø marinske gline stvaraju se u dubokomorskom i priobalnom region gde nema uticaja talasa. U priobalnom delu materijal je slabije sortiran. Slojevitost je česta, ali se marinske gline javljaju i kao sočiva. Dubokomorske gline obično imaju veliko horizontalno rasprostranjenje i ujednačen sastav;

Ø šljunkovita ilovača (lednička glina) nastaje od najsitnijeg materijala koji nije transportovan vodom nego ledom. Sem pelitskih čestica u ovom sedimentu ima i krupnijeg detritusa, po čemu je dobila ime. Zbog kraćeg transporta i manjeg dejstva vode heterogenog je sastava, slična lesu. Ledničke gline nisu slojevite stene. Klasiranje materijala po krupnoći veoma je slabo;

Ø crvenica ili terra rossa je pelitska stena koja se javlja u područjima gde ima krečnjaka. Ime je dobila zbog karakteristične crvene boje koja potiče od povećanog sadržaja gvožđa. Uz okside i hidrokside gvožđa i minerala glina u ovim stenama koncentrišu se često i boksiti (sirovina za dobijanje aluminijuma). Kod nas pojava terra rosse i boksita ima u krečnjačkim terenima u području Zlatibora.

Ø uljni škriljci su pelitske stene koje sadrže preko 10% organske materije, kerogena. To su tamnosive, tamnomrke ili žutomrke stene nastale u većim jezerima i močvarama. Kod nas su zapaženi u istočnom delu moravskog jezerskog basena i u nekim drugim neogenim jezerskim basenima Srbije.

Pomenimo da se na slojevima gline često stvaraju klizišta koja mogu da ugroze sve

građevinske objekte. Nosivost glina je mala i ove stene podnose samo minimalna opterećenja. Zato se glinovita zemljišta pre gradnje trebaju elektrohemijski konsolidovati.

Gline, ako su čiste, koriste se kao sirovina za proizvodnju keramike i u vatrostalnoj industriji. Pojave ovakvih glina ima kod Aranđelovca. Sloj gline debeo je 3-11 metara i leži skoro horizontalno u pliocenskim sedimentima. Gline pripadaju kaolinitskom tipu, visoko su vatrostalne a rezerve su znatne.

U ležištu Metriš u Istočnoj Srbiji osnovni mineral je kaolinit uz koji se javljaju kao primese kvarc, muskovit, biotit, rutil, cirkon i dr. Ležište je obrazovano u priobalskom delu tercijarnog basena. Hemijske sedimentne stene

Hemijske sedimentne stene nastaju obaranjem iz pravih ili koloidnih rastvora. Vreme i mesto taloženja ovih sedimenata zavise od koncentracije rastvora, temperature, pritiska i dužine trajanja procesa. Kod hemijskih sedimenata nema one proizvoljnosti u mineralnom sastavu koja se uočava kod klastičnih sedimentnih stena. U hemijske sedimente spadaju, bigar mermerni oniks, sedimenti sonih ležišta, silicijske sedimentne stene i gvožđevite sedimentne stene.

  114  

Bigar

Bigar je karbonatna stena koja se izlučuje iz vodenih rastvora sa sadržajem bikarbonata. Stvara se oko hladnih slatkih voda, najviše oko vodopada gde je obilna vegetacija (Sl.63). Stena se stvara dejstvom biljaka koje iz vode, usled intenzivnog raspršivanja u sitne kapljice, asimriraju (udišu) CO2 zbog č ega se izlučuje kalcijum karbonat koji ih oblaže. Zato je bigar šupljikava stena. Bigar, ili kako ga u narodu nazivaju siga je neslojevita stena šupljikave teksture. Kada je kompaktna i trakaste građe zove se travertin. Sl.63. Stvaranje bigra, Sopotnica

Prema mestu postanka bigar može biti jezerski, rečni i izvorski. Bigar je dobar građevinski kamen. Lako se obrađuje i prima malter te se upotrebljava za gradnju kuća. Naročito je korišćen u gradnji naših srednjevekovnih manastira.

Jezerskog bigra ima i na odsecima Kitke i kod Svetozareva, rečnog bigra ima kod manastira Bigar u okolini Pirota, zatim u selu Brasina u okolini Loznice, kod mesta zvanog Sige i u izvorišnom delu Ljiga, kod Niške Banje. Mermerni oniks

Mermerni postaje oko toplih i hladnih izvora čije vode sadrže kalcijum bikarbonat. Izgrađen je od kalcita, ređe od aragonita.

Mermerni oniks je jedra stena, karakteristične trakaste građe (Sl.64). Obično je prozračna u vrlo lepim bojama, najčešće žuta kao ćilibar, žutozelena ili zelena, ili je pak

  115  

crvenkasto bela ili siva, što zavisi od sadržaja gvožđa, mangana i magnezijuma u ovim stenama. Vrlo se lako glača i upotrebljava u dekorativne svrhe. Mermerni oniks je skupoceni ukrasni kamen koji služi za oblaganje i izradu kamene galanterije. Pojave mermernog oniksa su konstatovane na Venčacu kod Aranđelovca i kod Sijarinske Banje gde se i danas može pratiti stvaranje ove stene.

Sl.64. Mermerni oniks, Sijarinska banja Naslage soli - evaporati

Naslage soli nastaju taloženjem iz rastvora i to obično u zatvorenim basenima i lagunama. Aridna i žarka klima ubrzavaju proces stvaranja ovih stena. Obaranje iz rastvora nastupa kada se poveća koncentracija rastvorenih soli u morskoj vodi - tj. kada je priliv nove slane ili slatke vode bude manji od isparavanja (Sl. 65).

Najvažniji minerali sonih ležišta su halit (kuhinjska so), gips i anhidrit koji se najčešće javljaju kao slojevi ili proslojci koji se smenjuju sa glinama. Pojave soli su retke ali ali je praktičan značaj ovih stena veliki. Halit se upotrebljava u prehrambenoj industriji, gips kao vezivni materijal, u hemijskoj industriji, poljoprivredi, industriji hartije itd. Naslage anhidrita i gipsa ima u okolini Kragujevca,

  116  

Sl. 65. Stvaranje soli isparavanjem morske vode na obali, Italija Gvožđevite sedimentne stene

Gvožđevite sedimentne stene se talože kao hidroksidi i silikati gvožđa koji se obično obaraju kao ooliti (Sl.66). Iz vodenih rastvora pri povoljnim uslovima izlučuje se sitnoljuspasti hematit a u redukcionim uslovima iz vode koja sadrži CO2 stvara se siderit. U marinskim područjima prilikom submarinskih izlivanja bazične lave predaju se moru velike količine gvožđa iz kojih nastaju hematitska eskalaciono-sedimentna rudišta.

Sl. 66. Stvaranje sedimentnog gvožđa, Zlatibor.

  117  

Lidit ili silicijski škriljac

Lidit je rasprostranjena sedimentna stena, naročito u paleozoiku. To je slojevita stena, najčešće tankopločasta. Obično se smenjuje sa argilošistima (delimično metamorfisanim glinovitim stenama). To je jedra i čvrsta stena, preloma je ravnog i školjkastog. Boje je tamnosive do crne jer sadrži organsku materiju. Može biti i žuta do crvena kada ima okside gvožđa. Lidit je izgrađen od sitnozrnih agregata kvarca koji je, verovatno prvo istaložen kao kalcedon. Katkad sadrži i malo opala, a kao primese i organsku materiju i grafit. Ova stena obično ne sadrži i fosile. Organogene sedimentne stene

Organogene sedimentne stene nastaju taloženjem ljuštura mikro ili makroorganizama (zoogeni sedimenti) ili od ostataka biljaka (fitogeni sedimenti).

Od zoogenih sedimenata najvažniji su, krečnjaci i dolomiti. Ovoj grupi stena pripadaju i pisaća kreda, silicijski sedimenti (rožnaci) itd. U organogene (fitogene) sedimente takođe spada ugalj, a delimično i nafta i asfalt, ali o ovim stenama neće biti reči jer se one detaljno proučavaju u nauci o kaustobiolitima. Krečnjaci

Krečnjaci su najrasprostranjenije karbonatne stene i jedne od najrasprostranjenijih sedimentnih stena uopšte. Katkad su čitave geološke formacije izgrađene samo od krečnjaka. Najveće mase krečnjaka stvaraju se u plitkom moru, koralnim grebenima (Sl.67).

Sl. 67. Koralni greben, mesto gde se najviše stvara krečnjaka

  118  

Javljaju se kao slojevi različite debljine (od tankopločastih do bankovitih krečnjaka) (Sl.68) ili mogu biti neslojeviti kada ih nazivamo masivnim krečnjacima. Uglavnom su jedri ili sitnokristalasti, kada im se zrna jedva vide golim okom. Prelom im je neravan a katkad i izrazito školjkast. Boja je različita u zavisnosti od primesa.

Izgrađeni su od kalcita ali su retko čisti. Sadrže primese gvožđa, mangana i magnezijuma, zatim gline, zrna peska, organsku materiju itd.. Krečnjak se lako rastvara u hladnoj sonoj kiselini (HCl), kada šušti. Prema primesama ove stene delimo na: glinovite krečnjake, sive ili sivobele boje, sa do 5% glinovitih minerala; laporovite krečnjake, sive boje sa 5 - 25% glinovite supstance; gvožđevite krečnjake, sa sadržajem oksida gvožđa koji stenu pigmentiraju crvenkasto; dolomitične krečnjake, koji sadrže do 40% MgCO3; peskovite krečnjake, koji sadrže zrna kvarca kao komadi stena prinet u vreme njihovogstvaranja; bituminozne krečnjake ili smrdljive krečnjake, sive do skoro crne boje koji sadrže organsku materiju itd. Organogeni krečnjaci redovno imaju ostatke fosila, u čiju ljušturu je ugrađivan kalcijum karbonat. Oni se u steni zapažaju nekada i golim okom. Često dobijaju ime prema karakterističnom fosilu, cefalopodski, brahiopodski, hipuritski, litotamnijski i dr. Pomenimo da ove stene mogu nastati i kao hemijski ili klastični sedimenti.  

Krečnjaci se primenjuju u građevinarstvu, industriji gvožđa i čelika, poljoprivredi, hemijskoj industriji itd. Krečnjak je dobar građevinski materijal. Jedri krečnjaci lepih boja upotrebljavaju se kao ukrasni kamen, naročito za pravljenje spomenika. Koriste se i kao kamen za zidanje zgrada i pravljenje kreča. Krečnjak se dodaje kao topitelj u visokim metalurškim pećima pri topljenju gvožđa. Ovi krečnjaci prema zahtevima industrije treba da su što bogatiji kalcijom uz niske sadržaje magnezije, gvožđa, fosfora i sumpora.

Sl. 68. Slojeviti krečnjaci, Stara planina

  119  

U hemijskoj industriji koriste se samo visokokvalitetni krečnjaci kao i u industriji

šećera gde sadržaj kalcijum karbonata mora biti veći od 95%. U industriji stakla štetnim supstancama smatraju se oksidi gvožđa, mangana i hroma. U poljoprivredi se koriste trošni i meki krečnjaci i krečnjaci u mlevenom stanju. U našoj zemlji krečnjaci su veoma rasprostranjeni. Ogromna mase krečnjaka nalaze se u Zapadnoj i Istočnoj Srbiji. Eksploatišu se na više kamenoloma, kod Užica, Kosjerića, Golupca, Pirota itd. Laporci

Laporci su mešovite stene izgrađene od kalcita i minerala glina koji se istovremeno talože u marinskim i jezerskim basenima (sl.69). To su finozrne stene, boje uglavnom sive, sivožute boje koje se obično javljaju u slojevima male debljine. Sadržaj gline u steni varira od 20 do 60%. Laporci se upotrebljavaju za dobijanje cementa. Eksploatišu se u Beočinu, kod Novog Popovca itd. gde postoje i fabrike za proizvodnju cementa. Sl. 69. Laporci, Beočin Dolomiti Dolomiti su su karbonatne stene izgrađene od minerala dolomite (Sl.70). Čisti dolomiti su retki, obično sadrže primese prema kojima razlikujemo, kao i kod krečnjaka, glinovite, laporovite, gvožđevite, bituminozne, siliciozne, peskovite i druge dolomite. Čisti

  120  

dolomiti sadrže oko 45% MgCO3. Ove stene imaju veliko rasprostranjenje, često su udruženi i sa krečnjacima od kojih se razlikuju po mlečno beloj boji i načinu raspadanja. Dolomiti se, naime, pri raspadanju lome u veoma sitne komade oštrih ivica. Lako razlikovanje vrši se i pomoću sone kiseline jer su krečnjaci rastvorljivi a dolomiti nerastvorljivi u hladnoj razblaženoj HCl (rastvaraju se tek u toploj kiselini kada penušaju).

Dolomiti mogu nastati i kao hemiijski sedimenti. Primena dolomita je kao i kod krečnjaka. Pečenjem se dobijaju razne vrste kreča. Služe i kao sirovina za dobijanje veštačkog đubriva, u hemijskoj industriji itd. Dolomit, kao i krečnjaci, grade velike masive. Ima ih na Zlatiboru, područje Braneškog polja, kod Jarandola, Pranjana itd. Sl. 70. Trijaski dolomiti, Alpi, Slovenija Pisaća kreda

Pisaća kreda je karbonatni organogeni sediment, veoma sitnozrn, jako porozan i higroskopan. Izgrađena je od mikroskopski sitnih karbonatnih ljušturica, foraminifera, čija veličina varira između 0,008 - 0,10 mm. Postaje u moru ali je ima i u slatkim jezerima, kada su ostaci organizama retki. Ova stena može biti Može biti i hemijski talog.

Pisaća kreda je bele boje, od primesa često žu ćkasta, zelenkasta ili crvenkasta. Ponekad sadrži zrna peska kao klastičnu frakciju, ili kao primese, minerale glina i organsku materiju. Obično je slojevita, ali se može javiti i u poluvezanim pa čak i rastresitim praškastim masama jer se lako drobi.

  121  

Koristi se za izradu krede za pisanje u fabrikaciji gume i linoleuma, u pastama za zube, kao dodatak sredstvima za čišćenje i poliranje metala, za izradu gita i dr. Najveće količine pisaće krede stvarane su u geološkoj periodi kredi koja je po ovoj steni dobila i ime. Kod nas je pisaća kreda malo rasprostranjena i uglavnom nije dobrog kvaliteta. Pojave su konstatovane u okolini Titovog Užica i oko Kragujevca Dijatomejska zemlja

Dijatomejska zemlja je silicijski sediment koji je izgrađen od sitnih ljušturica i skeleta algi, dijatomeja. U ovom sedimentu č este su primese glina, sitnih zrna kvarca i organske materije. Dijatomejska zemlja je meka, rastresita, slabo vezana stena, katkad i praškasta, koja po spoljnjem izgledu podseća na pisaću kredu. Od nje se, međutim, lako razlikuje jer se ne rastvara u sonoj kiselini. Javlja se ponekad u slojevitim masama koje su često i trakaste. Bele je boje, ali zbog sadržaja raznih primesa može biti ž uta, zelena, svetlosiva ili tamnosiva. Jako je porozna i male zapreminske težine (0,4 -0,9). Stena je higroskopna, slabo provodi toplotu, zvuk i elektricitet i visoko je vatrostalna. Otporna je orema kiselinama. Upotrebljava se u izolacione svrhe. Za ove potrebe mora biti čista, sa sadržajem SiO2 iznad 70% i malom zapreminskom težinom. Primenjuje se kao punilo u industriji hartije, gume, plastičnih masa, boja, lakova, sapuna, linoleuma, gramofonskih ploča. U našoj zemlji ima je u selu Baroševac kod Lazarevca gde je bele boje i veoma čista (Sl.71). Debljina sloja ke oko 2 metra.

Sl.71. Dijatomejska zemlja, Baroševac

  122  

Rožnaci Rožnaci su silicijske stene koje se javljaju ka konkrecije, tanki slojevi ili proslojci u

marinskim glinovitim, laporovitim i karbonatnim sedimentima. To su kompaktne, jedre stene vrlo različite boje. Od primesa gvožđa, koje su obično neravnomerno raspoređene u steni, dobijaju žutu, smeđu, crvenu, žutomrku ili crvenomrku boju. Izgrađeni su od opala, kalcedona ili kvarca. U rožnacima se često nalaze ostaci mikroorganizama, pre svega radiolarija i silicispongija. Najveće količine rožnaca stvaraju se u vreme submarinskih izlivanja bazaltnih lava. Tom prilikom se morskoj vodi predaju velike količine silicije koju organizmi koriste za stvaranje ljuštura, ili se obaraju kao hemijski talog. U našoj zemlji najviše su stvarane u trijasu, juri i kredi gde se javljaju kao proslojci u krečnjacima. Ponekad grade i samostalne mase kada ih nazivamo radioalriti.

Sl.72. Rožnaci, crveni (levo) i crni (desno). Gore desno ostaci radiolarija. Istočna Srbija

  123  

METAMORFNE STENE

Metamorfizmom je niz fizičko-hemijskih procesa u steni nastalih u uslovima drugačijim od onih na kojima je stvarana. Stene se prilagođavaju novim uslovima menjajući svoj mineralni i hemijski sastav i sklop: strukturu i teksturu. Najvažniji faktori metamorfnih promena stena su pritisak, temperatura i prisustvo fluida i gasova. Uticaj atmosferilija, leda, soli, klime, vode koji se dešavaju na Zemljinoj površini ili maloj dubini ne pripadaju metamorfnim procesima.

Intezitet metamorfnih promena zavisi od pritiska, temperature, sastava stene, njene strukture i teksture i prisustva fluida. Sve stene nisu podjednako osetljive na metamorfne promene. Stoga je u primarno čvrstim stenama teško utvrditi početak metamorfnih promena.

Sedimentne stene su uglavnom osetljivije na uticaj metamorfizma od magmatskih stena obzirom da su nastale na nižim pritiscima i temperaturama.

Prema poreklu stena koje su pod uticajem pritisaka, temperatura i fluida promenjene delimo ih na orto i para metamorfne stene.

Orto metamorfne stene nastaju metamorfozom magmatskih stena, para metamorfne stene nastaju metamorfozom sedimentnih stena.

Ako su neka magmatska ili sedimentna stena samo delom metamorfišu, tj. kada se uočavaju reliktne strukture, bez značajnijih promena u mineralnom i hemijskom sastavu onda se njen naziv dobija tako što se na ime primarne stene dodaje prefiks meta, na primer metapeščar, stena nastala metamorfozom peščara, metagabro, stena nastala metamorfozom gabra itd.

Vrste metamorfizma U Zemljinoj kori usled temperaturnog gradijenta, tj. sa porastom dubine, stene su

zagrejane a zbog težine gornjih slojeva izložene pritiscima. Dejstvom tektonskih pokreta povećavaju se pritisci i temperature. Ako se matemorfizam dešava na velikim područjima naziva se regionalni dinamotermalni metamorfizam. Temperature u ovom metamorfizmu kreću se od 2000 do 8000C a pritisak od 2-10 kbar. Usmereni pritisak (stres) ima značajnu ulogu samo u gornjim delovima litosfere. Kada pritisak i temperatura dovoljno porastu stene se delimično do potpuno stapanju kada se stvaraju migmatiti. Ova vrsta metamorfizma vezana za najviše pritiske i temperature naziva se ultrametamorfizam. Često se javlja na velikom prostoru, povrčine i nekoliko desetina kvadratnih kilometara.

Retrogradni metamorfizam ili dijaftoreza je metamorfizam obrnut prethodno opisanom. Kada metamorfna stena nastala u područjima visokih pritisaka i temperatura tektonskim pokretima dođe u pliće nivoe gde su niži pritisci i temperature, ona se menja prilagođavajući se novim uslovima. Stvaraju se novi minerali stabilni u uslovima nižeg stepena metamorfizma.

  124  

Kataklastični metamorfizam se javlja u područjima tektonskih zona i velikih raseda. Pri ovom tipu metamorfizma stene se mehanički drobe, bez značajnije promene u mineralnom sastavu.

Kontaktni metamorfizam javlja se intrudovanjem, tj. utiskivanjmagme ili izlivanjem lave kada u kontaktu sa okolnim stenama predaje toplotu ili sa njima reaguje.

Podela metamorfnih stena bazira na stepenu promena koje je pretrpela koji se definiše mineralnom facijom:

Mineralna facija obuhvata stene stvorene pod sličnim PT uslovima pri čemu je samo određeni hemijski sastav stene uslovio i stvaranje određene asocijacije metamorfnih minerala.

Svaka facija se karakteriše užim intervalima pritisaka i temperatura (Sl.73):

Ø facija zelenih škriljaca obuhvata stene metamorfisane pri niskim temperaturama i relativno niskim pritiscima. Karakteristični minerali ove facije su albit, muskovit, hlorit, serpentin, talk, kalcit, dolomit, aktinolit itd;

Ø epidot-amfibolitska facija obuhvata stene stvorene pri nešto povišenim pritiscima i temperaturama u odnosu na predhodnu faciju. Prvo pojavljivanje biotita ukazuje na početak ove facije. Karakteristični minerali su hlorit, epidot, biotit, aktinolit, almandin, hornblenda itd. Pojava bazičnijeg plagioklasa označava početak amfibolitske facije;

Ø amfibolitska facija obuhvata stene nastale pri visokim pritiscima i temperaturama. Kao kritični minerali u ovoj faciji javljaju se amfiboli (hornblenda) i intermedijarni plagioklas. Karakteristični minerali u stenama ove facije su hornblenda, andezin, diopsid, pirop, almandin, staurolit, disten itd;

Ø granulitska facija obuhvata stene nastale na visokim pritiscima i temperaturama. Karakteristični minerali su granati, disten, silimanit, plagioklasi, ortoklas, diopsid, hipersten itd;

Ø facija glaukofanskih škriljaca karakteriše se niskim temperaturama i vrlo visokim pritiscima. Specifične mineralne asocijacije ove facije su: glaukofan, lavsonit, jadeit, aragonit, ribekit itd.

Kontaktno metamorfne stene imaju posebne facije. Novi termodinamički podaci dobijeni laboratorijskim proučavanjima pojedinih

metamorfnih minerala omogućili su i direktna izračunavanja temperature i pritiska na kojima su oni stvarani.. Na taj način uslovi metamorfizma, tj. pritisci i temperature mogu se direktno izračunati. Neophodne su hemijske analize minerala koje se rade na elektronskoj mikrosondi.

  125  

Sl. 73. Metamorfne facije regionalnog i kontaktnog metamorfizma Sklop metamorfnih stena

Sklop podrazumeva strukturu i teksturu stene Strukturu stene određuje oblik, veliučina i način srastanja minerala koji su nastali u toku metamorfnih procesa. oznavanje strukturno-teksturnih osobina metamorfne stene značajno je za odredbu stepena metamorfizma, vreme nastanka minerala, odredbu stena od koje su nastali itd.

Struktura nastale rastom, blastezom, novih minerala u čvrstoj ili delimično čvrstoj masi stene nazivaju se blastičnim strukturama.

Blastične strukture metamorfnih stena delimo na dve grupe: Ø reliktne strukture kod kojih se zapaža primarna struktura stene i Ø singenetske strukture, nastale istovremeno kada i metamorfne stena i

koje ne sadrže elemente strukture primarne stene. Reliktne strukture u osnovi imaju strukture primarnih sedimentnih ili magmatskih

stena koje su više ili manje preinačene. Naziv strukture dobija se tako š to se na naziv primarne strukture doda prefik s blasto.Na primer blastoporfirska struktura je struktura nastala metamorfozom neke vulkanske stene koje imaju porfirsku strukturu, blastopsamitska struktura se javlja kod stena nastalih od peščara koji imaju psamitsku strukturu itd.

Singenetske strukture nastale su metamorfnim procesima koji je dao stenu. U okviru homeoblastičnih struktura razlikujemo:

Ø lepidoblastičnu strukturu koja se karakteriše prisustvom listastih minerala (liskuni, hloriti, talk itd) (Sl.74);

  126  

Sl. 74. Lepidoblastična struktura

Ø granoblastičnu strukturu kod koje se minerali javljaju u zrnima; obično izometričnog oblika ( kvarc, feldspati, karbonati itd)(Sl.75);

Ø nematoblastičnu strukturu kada je stena izgrađena od pritkastih minerala, amfibola i piroksena (Sl. 75) i

Sl. 75.Granoblastična (levo) i nematoblastična (desno) struktura

Ø porfiroblastična struktura kada se u steni javljaju krupni minerali koji “leže” u masi

izgrađenoj od sitnozrnijih minerala. Struktura podseća na porfirsku, kod magmatskih stena, po kojoj je i dobila ime (Sl.76). Porfiropblasti mogu biti veoma krupni, od nekoliko santimetara pa do više od 1 metar.

Sl. 76. Porfiroblastična struktura

  127  

Metamorfne stene, zavisno od mineralnog sastava mogu imati više struktura istovremeno (granoblastičnu i lepidoblastičnu, ako je stena izgrađena od kvarca, felspata i liskuna, nematoblastičnu i granoblastičnu, ako je izgrađena od plagioklasa i amfibola itd.

Druga grupa struktura nastaje drobljenjem dela ili čitave mase stene. Ove strukture nazivamo klastičnim strukturama. Teksture metamorfnih stena Prema načinu rasporeda sastojaka razlikujemo sledeće teksture:

Ø škriljava tekstura, gde su minerali međusobno paralelno orijentisani. Folijacija je kada su minerali orijentisani u jednoj ravni (Sl.77)., lineacija kada su minerali orijentisani duž nekog pravca, lineare. Sl. 77. Škriljava tekstura

Ova tekstura nastaje dejstvom usmerenih pritisaka i karakteristična je za pliće nivoe regionalnog metamorfizma. Škriljava stena lako se cepa u ploče i table različite debljine. Deljivost na ploče ne mora biti samo posledica parelelne orijentacije sastojaka već i zbog tankih paralelnih pukotina koje su nastale u toku metamorfizma, na primer klivaža.

Ø ubrana tekstura je vrsta škriljave

teksturegde minerali grade sisteme nabora (Sl.78). Ako su nabori veoma mali, veličine do par milimetara, kažemo da je tekstura plisirana. Ubrane teksture nastaju i dejstvom usmerenih pritisaka u plićim nivoima regionalnog metamorfizma;

Sl.78. Ubrana tekstura

  128  

Ø trakasta tekstura, gde minerali grade nagomilanja, trake koje se međusobno razlikuju.

Ova tekstura je karakteristična za metamorfne stene nastale na većim dubinama i za kontaktno metamorfne stene.

Ø okcasta tekstura sadrži "okca" pojedinih minerala, obično kvarca ili feldspata. Ove teksture se najčešće javljaju u metamorfnim stenama nastalim na većim dubinama, naročito su česte u migmatitima. (Sl.79) Sl.79. Okcasta tekstura Ø bobičava tekstura ima “bobice” koji predstavljaju porfiroblaste ili grupe porfiroblasta

pojedinih minerala koji leže u sitnozrnoj osnovi stene. Ova tekstura je karakteristična za kontaktno metamorfne stene.

Ø masivna tekstura je kada su sastojci, mineralna zrna homogeno raspoređeni u prostoru, bez orijentacije. Za stenu ovakve teksture kažemo da ima homogen sklop.

Klasifikacija regionalno metamorfnih stena Različiti su kriterijumi za podelu regionalno metamorfnih stena: prema stepenu

metamorfizma, mineralnom sastavu, strukturi, teksturi, stepenu kristaliniteta itd. Jedna od često korišćenih klasifikacija bazira na teksturi gde se stene regionalnog

metamorfizma dele na škriljave i masivne metamorfne stene. Stene prve grupe nazivamo kristalasti škriljci a druge grupe kao masivne

metamorfne stene. Oštra granica između ove dve grupe stena ne postoji jer stene određenog sastava

zavisno od vrste pritisaka, usmerenog ili hidrostatičkog mogu biti masivne ili škriljave Pomenimo mermer koji je masivna stena. Ako nastaje u područjima usmerenih pritisaka stena zadobija škriljavu teksturu kada se stvara mermerni škriljac. Grupa škriljaca

Grupa škriljaca obuhvata srednjezrne do krupnozrne stene srednjeg do visokog kristaliniteta. Stene su škriljave teksture, po kojoj su dobili i ime.

  129  

Najvažniji minerali grupe škriljaca su filosilikati ili inosilikati: muskovit, hlorit, aktinolit, termolit, zatim epidot, cojsit, kvarc itd. Od feldspata najčešći je albit, retko ortoklas. Ime dobijaju prema vodećem mineralu. Ako u steni ima najviše hlorita nazivamo je hloritski škriljac, ako dominiraju hlorit i sericit, hloritsko-sericitski škriljac, ako je najzastupljeniji aktinolit, aktinolitski škriljac itd. Ove stene nastaju metamorfozom bazalta, spilita, keratofira itd kada su orto porekla, i laporaca, piroklastita, tufova i vulkanskih breča kada su para porekla.

Hloritski škriljci su niskog stepena metamorfizma. Izgrađeni su od hlorita, albita i kvarca. U ovim stenama često se sreću: sericit, epidot, cojsit, stilpnomelan, aktinolit, leukoksen, kalcit, ponekad i manganov granat, spesartin.

Strukture su lepidoblastične, sa elementima granoblastične i porfiroblastične. Teksture su škriljave, retko masivne. Hloritski škriljci su karakteristične zelene boje zbog čega se često nazivaju i zelene stene ili zeleni škriljci (greenschists). Veoma su mekane stene, naročito ako imaju malo kvarca.

Hloritski škriljci (Sl.80) nastaju metamorfozom bazičnih magmatskih stena, bazalta, dijabaza, spilita, kada su orto porekla, i piroklastičnih stena, vulkanskih breča, aglomerata, tufova odnosna dolomitično-laporovitih sedimenata kada su para porekla. Hloritski škriljci su č este stene. U našoj zemlji su paleozojske starosti, ima ih i u mezozoiku, u okviru ofiolita kada su nastali u toku zatvaranja okeanskog prostora, metamorfozom stena okeanske kore. Hloritski škriljci paleozojske starosti najčešće su asocirani sa filitima, metapeščarima, kristalastim krečnjacima. Javljaju se u Drinskom paleozoiku, Kučajskom teranu, kod Rama na Dunavu, području Vlasine, u Istočnoj Srbiji itd. Hloritskih škriljaca u okviru ofiolita ima na Zlatiboru, Povljenu, Brezovici, na Šari itd.

Sl. (80) Hloritski škriljci, Ram

  130  

 Aktinolitski škriljci Aktinolitski škriljci su takođe stene srednjeg do visokog kristaliniteta, niskog stepena metamorfizma. Izgrađeni su od aktinolita, tremolita, albita, epidota, cojsita i ponekad kvarca i hlorita.(Sl.81). Od sporednih minerala karakterističan je leukoksen. Zelene su do sivozelene su boje. Strukture su nematoblastične sa elementima granoblastične, škriljave teksture. Nastaju metamorfozom bazičnih stena, bazalta, dijabaza, spilita (orto porekla), piroklastičnih stena (tufova, vulkanskih breča i aglomerata i dilomitičnih laporaca (para porekla). Aktinolitski škriljci nastaju u uslovima facije zelenih škriljaca, kao i zelene stene sa kojima su č esto udružene. Sa porastom stepena metamorfizma prelaze u amfibolite. Paleozojske su starosti (rifeo kambrijum, karbon), ima ih i u mezozojskim ofiolitima, kada su nastali zatvaranjem okeanskog prostora, metamorfozom stena okeanske kore.

Sl. 81. Aktinolitski škriljci, Paraćinska glavica Talkni škriljci (talkšisti)

To su stene niskog stepena metamorfizma, ponekad mogu biti visokog kristaliniteta. Uglavnom prate serpentinite. Zelenkaste su boje, lepidoblastične strukture a škriljave često i plisirane teksture.

Izgrađene su od talka. Nastale su regionalnom metamorfozom peridotita i serpentinita,.Pojedini autori smatraju da su prilikom stvaranja ovih stena važnu ulogu imali i hidrotermalni rastvori. Spadaju u grupu tipskih orto stena. Sadržaj kvarca u njima jako varira. U ovioj steni mogu se javiti i hlorit, kalcit, magnetit, hromit itd.

Talkni škriljci su sirovina za dobijanje industrijskog talka koji ima raznovrsnu primenu u keramičkoj industriji, industriji guma, hartije, kozmetike itd.  

  131  

Filiti Filiti su sitnozrne stene, niskog kristaliniteta i dobro izražene škriljave teksture (Sl.82). Izgrađeni su od sericita i kvarca, koji je znatno manje zastupljen. Ljuspice sericita imaju izrazitu planarnu i linearnu orijentaciju. Osim sericita i kvarca u ovim stenama sreću

se hlorit, albit, rekristalisana organska materija, i retko, biotit. Struktura filita je lepidoblastična. Teksture su škriljave, često

ubrane ili plisirane. Cepaju se lako po ravnima škriljavosti.

Tada obrazuju tanke, ravne ploče, koje su zbog prisustva sericita uvek sjajne, zbog čega imaju karakterističan svilast sjaj.

Filiti nastaju metamorfozom glinovitih stena. Između glinaca i filita postoji prelazna grupa stena argilošisti. Stene pelitske do metapelitske strukture, tamnosive do crne boje, zemljastog preloma i škriljave teksture. Na ravnima škriljavosti, nemaju sjaj koji je

Sl. 82. Filiti, Ivanjica

karakterističan za filite jer još uvek sadrže minerale glina dok je količina sericita u njima uglavnom mala. Izraz argilošist se sve ređe upotrebljava u metamorfnoj petrologiji

Filiti su se koristili za pokrivanje krovova kuća zbog čega su nazivani i krovni škriljci (Sl.83) . Ako ove stene sadrže do 10% bituminozne koji imaju potencijalno veliki

značaj kao energetska sirovina. Filiti su rasprostranjene stene. Starosti su paleozojske, rifeo-kambrijum, karbon, devon. Najčešće su asocirani sa metapeščarima, metaalevrolitima i zelenim stenama. Najviše ih ima u Drinskom paleozoiku, gde su i na nekoliko mesta eksploatisani kao krovni škrilci (Golija), ima ih i u Istočnoj Srbiji (Kučaj), na jugu Srbije itd. Ako sadrže materije nazivaju se uljani škriljci

Sl.83. Kuća pokrivena filitom

  132  

Mikašisti Mikašisti su rasprostranjene stene, srednjeg i visokog kristaliniteta. To su tipične

para stene, nastaju metamorfozom glina na srednjem i visokom stupnju metamorfizma, u epidot amfibolitskoj i amfibolitskoj faciji, tj. na temperaturama iznad 550 stepeni i pritiscima većim od 5 kilobara.

Mikašisti su izgrađeni od liskuna, muskovita i/ili biotita i kvarca kao osnovnih sastojaka (Sl.84). Od ostalih aluminijskih minerala koji su karakteristični za ove stene treba pomenuti disten, silimanit, staurolit, granate, kordijerit, alkalne feldspate itd. čiji sadržaj u steni varira. Pomenuti minerali često se javljaju i kao porfiroblasti.

Povlačenjem liskuna mikašisti prelaze u kvarcite, povlačenjem kvarca u liskunske škriljce. U područjima gde se mikašisti javljaju blizu granitskih intruzija česte su pojave K-feldspata koji je metasomatski prinet u stenu.

Sl. 84. Mikašisti, Lebane Mikašisti su lepdoblastične strukture, sa elementima granoblastične i

porfiroblastiče. Izrazito su škriljave stene, često se kidaju u tanke ploče, sreću se i varijeteti sa porfiroblastima granata, distena, staurolita itd. Retko su trakaste teksture. Mikašisti koji sadrže feldspate pokazuju prelaze ka gnajsevima. Otporni su prema hemijskom raspadanju ali lako podležu mehaničkom raspadanju.

U našoj zemlji se javljaju u kristalastim, metamorfnim terenima. Najviše ih ima u Srpsko-makedonskom teranu.

Gnajsevi

Gnajsevi su stene srednjezrne do krupnozrne stene, visokog stepena kristaliniteta i visokog stupnja metamorfizma, epidot amfibolitskoj i amfibolitskoj faciji, tj. temperaturama iznad 5500C i pritiscima preko 5 kbara.

  133  

Izgrađeni su od kvarca, alkalnog feldspata, ortoklasa ili mikroklina i liskuna, muskovita i biotita (Sl.85). Ponekad se umesto liskuna javlja hornblenda ili piroksen.

Od regionalno metamorfnih minerala u gnajsevima se javljaju: granati, disten,staurolit, silimanit, kordijerit itd.

Kvarc je obično najzastupljeniji mineral u ovim stenama. Javlja se u zrnima različite krupnoće koja redovno pokazuje mehaničke deformacije.

Gnajsevi imaju različitu strukturu i teksturu. Najčešće strukture su granoblastična i lepidoblastična, zatim porfiroblastična i nematoblastična. Teksture su škriljave, masivne, okcaste, trakaste, ubrane itd. Liskuni u gnajsevima obično pokazuju jasnu planarnu orijentaciju. Gnajsevi mogu biti orto i para porekla.

Orto gnajsevi nastaju metamorfozom granita i njima srodnih magmatskih stena. Ponekad pokazuju postupne prelaze ka granitima, kada imaju sačuvanu, reliktnu, zrnastu strukturu.

Paragnajsevi nastaju preobražajem peščara ili feldspatizacijom, tj. prinosom alkalnog feldspata, podređeno kvarca iz rastopa koji vode poreklo iz okolne granitske intruzije.

Postoje svi prelazi između orto i para gnajseva što kod proučavanja ovih stena stvara velike teškoće, naročito kod odredbe stena od kojih su nastali. Gnajsevi nisu otporne stene, naročito ako su izražene škriljave teksture. Duž ravni škriljavosti olakšana je cirkulacija vode čime je proces fizičkog i hemijskog raspadanja znatno intenzivniji, veći nego kod granita.

Sitnozrni gnajsevi slabije izražene škriljavosti koriste se kao građevinski kamen.

Gnajsevi su u našoj zemlji veoma rasprostranjene stene. Ima ih u kristalastim terenima Srpsko-makedonskog terana (Stalać, Bujanovac, Vranje, Lebane, Vršac, u Istočnoj Srbiji, Tekija, Golubinje itd.

Sl. 85. Gnajsevi, Medveđa

  134  

Amfiboliti Amfiboliti su stene visokog kristaliniteta i visokog stupnja metamorfizma. Nastaju

metamorfozom bazaltoidnih magmatskih stena (orto amfiboliti) ili na račun bazičnih tufova i laporaca (paraamfiboliti). Međusobno se teško razlikuju jer imaju isti ili sličan hemijski sastav, strukturu itd. pa se prilikom njihovih proučavanja mora biti izuzetno obazriv, naročito prilikom definisanja primarne stene od kojih su nastali. Boje su zelene, tamno zelene do crne (Sl.86).

Amfiboliti su izgrađeni od amfibola, hornblende i intermedijarnog do bazičnog sastava, andezina, labradora, bitovnita. Od sporednih minerala karakteristični su sfen, ilimenit i magnetit. U ovim stenama mogu se javiti granat, piroksen, epidot, cojsit, a od sekundarnih kalcit, hlorit, leukoksen itd.

Amfiboliti imaju nematonblastičnu strukturu, sa elementima granoblastične i porfiroblastične, ako sadrže krupna zrna granata. Teksture su škriljave ili masivne. Sreće se i trakasta, kada se smenjuju nagomilanja svetlih feldspata (intermedijarnog ili bazičnog plagioklasa) sa partijama tamnih, zelenih do crnih amfibola ili piroksena, ako su prisutni.

U amfibolitima se ponekad uočavaju i dobro sačuvane reliktne strukture, blastoofitska, blastoporfirska, blastopsamitska itd. koje ukazuju na primarni sastav i poreklo stene od kojih su amfibolita nastali.

Sl. 96. Amfiboliti, Tulare Amfiboliti su stare stene. Javljaju se u Proterozoiku i Starijem Paleozoiku, u

asocijacji sa drugim metamorfnim stenama, gnajsevima, mikačistima itd. Ovih stena ima i u ofiolitima gde se nastale metamorfozom bazičnih stena iz okeanske kore na visokim pritiscima i temperaturama, najvećim delom u toku zatvaranja okeanskog prostora.

  135  

Amfiboliti mogu biti dobar građevinski materijal, naročito ako su masivne teksture. Rasprostranjeni su u Srpsko-makedonskom teranu gde se javljaju kao proslojci, debljine od nekoliko santimetara do preko jednog metra u gnajsevima i mikašistima, kod Lebana, Tulara itd. Veoma retko grade veće, samostalne masive, u okolini Bujanovca. Masivne metamorfne stene Eklogiti

Eklogiti su masivne metamorfne stene. Nastaju metamorfozom bazičnih stena u odsustvu vode (u tzv. suvim sistemima), na vrlo visokim pritiscima i temperaturama, u eklogitskoj faciji, na temperaturama iznad 7000C i pritiscima većim od 8 kbara.

Izgrađeni su od granata i omfacita (natrijskog piroksena)(Sl.97). Eklogiti su teške stene, specifične gustine preko 3, zbog velikog sadržaja granata.

Od granata javlja se almandin ili pirop (retko) koji su obično idiomorfno razvijeni i veoma krupni. U eklogitima Ogošta, kod Bujanovca granati su veličine ljudske šake.

U ovim stenama mogu se javiti male količine plagioklasa, hornblenda, biotita i kvarca. Kao sporedni sastojci prisutni su sfen, rutil, kvarc, magnetit itd.

Struktura eklogita je granoblastična sa elementima porfiroblastične i pojkiloblastične, kada granat uklapa piroksen.

Tekstura ovih stena je, kao što je pomenuto, masivna. Ekologiti se javljaju kao sočiva u gnajsevima (tzv. obični eklogiti) kada su nastali

metamorfozom bazičnih stena koji su izlivene ili intrudovane u sedimente. Ove stene javljaju se i kao žice u peridotitima. Izgrađene su od piropa, hromnog

piroksena i pojedini autori ih ne svrstavaju u grupu eklogita već ih nazivaju granatskim piroksenitima. Eklogiti se javljaju i u subdukcionim zona. Nastali su podvlačenjem okeanske litosfere pod okeansku, ili kontinentalnu litosferu. Praćeni sa asocijacijom metamorfnih minerala karakterističnih za područja visokih pritisaka i niskih temperatura: lavsonitom, glaukofanom, ribekitom itd. Nastaju na znatno nižim temperatura u odnosu na obične eklogite, temperaturama do 5000C i pritiscima iznad 8 kilobara. Običnih eklogita ima kod Bojnika (Lebane) i na Poslinskim planinama.

Sl.97. Eklogit, Bojnik.

  136  

Granuliti Granuliti su stene koje nastaju pri veoma visokim pritiscima i temperaturama (slično

eklogitima), kada muskovit nije stabilan i zamenjuje se kalijskim feldspatom i aluminijskim silikatima (distenom, silimanitom). To su temperature iznad 8000C i pritisci preko 8 kilobara.

Prema mineralnom sastavu dele se na dve grupe: Leukokratni ili beli granuliti, nastali metamorfozom kiselih magmatskih stena,

granitoida ili klastičnih sedimentnih stena, peščara. Izgrađeni su od ortoklasa, distena, silimanita, granata, piroksena i kvarca. Od sporednih minerala č esti su rutil i cirkon. Strukture su granoblastične, sa elementima porfiroblastične, bele boje, masivne teksture

Javljaju se kao trake, sočiva u gnajsevima, retko grade veće mase Melanokratni ili crni granuliti, nastali metamorfozom bazičnih magmatskih stena

ili, tufoznih do laporovitih sedimenata. Izgrađeni su od bazičnog plagioklasa, ortopiroksena i granata. Od akcesornih minerala sreću se klinopiroksen, kvarc, magnetit rutil. Boje su crne, strukture granoblastične sa elementima porfiroblastične. Ove stene asocirane su sa amfibolitima.

Javljaju se kao trake, sočiva u gnajsevima (leukokratni granuliti), retko grade veće mase. Crni granuliti asocirani su sa amfibolitima. Mermeri

Mermeri su stene masivne teksture nastale regionalnom metamorfozom krečnjaka i dolomita, mogu nastati i termokontaktno. Krečnjački mermeri znatno su više rasprostranjeni.

Mermeri su granoblastične strukture, izgrađeni su od kalcita ili dolomita. Zrna pomenutih minerala su obično izometrična, zupčasto do mozaično srasla. Pri obradi mermera, sečenju i poliranju veoma je važna veličina zrna i način njihovog srastanja.

Teksture su, kao što je pomenuto masivne, ali postoje i škriljavi mermeri kada ih obično nazivamo mermernim škriljcima.

U mermerima se, kao sporedni minerali javljaju muskovit, kvarc, albit, hlorit, grafit itd. Sadržaj muskovita može biti veliki ako je mermer nastao metamorfozom glinovitog krečnjaka. Mermere bogate liskunima koji lokalno imaju elemente lepidoblastične strukture nazivamo cipolini.

Boja mermera zavisi od njegove čistoće. Ako su čisti bele su boje i saharoidnog sjaja (sl.98). Usled sadržaja primesa, oksida i hidroksida gvožđa, mangana mogu biti zelenkasti, plavkasti, crvenkasti, sivi itd. Crna boja mermera potiče od organske materije i veoma je nepostojana. Mermeri su u našoj zemlji veoma rasprostranjene stene. Upotrebljavaju se kao arhitektonski, dekorativni kamen, kamen u vajarstvu, hemijskoj industriji itd. Sitnozrni mermeri su najbolji kao dekorativan kamen i za izradu skulptura. Štetne primese

su pirit, magnetit, kvarc i organska materija.

  137  

Najpoznatija nalazišta mermera su Venčac, kod Aranđelovca i kod Batočine. Osim navedenih nalazišta postoje brojne manje pojave ovih stena koje se lokalno eksploatišu.

Sl.98. Mermeri, Venčac

Kvarciti Kvarciti su metamorfne stene u kojima kvarc čini više od 80% mase stene. To su

izrazito para stene nastale metamorfozom kvarcnih peščara sa silicijskim vezivom ili od rožnaca. U tehničkoj literaturi ovim stenama se pribrajaju i mnoge druge silicijske stene (dijagenetski stvoreni kvarciti, hidrokvarciti i dr.) ali petrografski pojam kvarcita obuhvata samo metamorfne stene nastale od peščara i rožnaca. Kvarciti su granoblastične strukture. Ponekad mogu imati sačuvanu strukturu kvarcnih peščara (blastopsamitsku). U tim slučajevima primarna klastična zrna kvarca su nešto krupnija a rekristalisala silicijska vezivna masa obrazuje sitnozrne vence oko primarnih zrnca (heteroblastična struktura). Teksture su masivne mada ima i škriljavih kvarcita. Kvarcna zrna su u ovim stenama često zupčasto srasla š to steni daje veliku čvrstinu.

Kvarciti su monomineralne stene izgrađene od kvarca. Čisti kvarciti su bele boje (Sl.99) ali su najčešće, zbog primesa, sivi, mrki ili crni. Pojavom liskuna prelaze u kvarc-mikašiste. Kao sporedni sastojci u kvarcitima se javljaju disten, grafit, silimanit, epidot i dr.

Sl. 99. Kvarcit, Užice

  138  

Kvarciti se koriste u metalurgiji za pravljenje dinasa, vatrostalnih opeka. U hemijskoj industriji primenjuju se u izradi različitih materijala otpornih prema kiselinama. U građevinarstvu primena im je ograničena, naročito kao građevinskog kamena, jer su zbog velike čvrstine jako teško obrađuju. Pojava kvarcita u našoj zemlji ima na više mesta. Eksploatišu se u rejonu Gostivara, Gnjilana i Vranja Kontaktni metamorfizam i kontaktno metamorfne stene Kontaktni metamorfizam podrazumeva promene na okolnim stenama pod uticajem magme i lave.

Ovaj metamorfizam lokalnog značaja i ograničen je na zonu kontakta oko magme gde se stvaraju ove stene. Kontaktno metamorfne stene nemaju škriljavost, ali su često trakaste tj. zonarne zbog naglog pada temperature od kontakta sa magmom ili lavom do neizmenjene stene.

Prema karakteru promena kontaktni metamorfizam može biti izohemijski i alohemijski.

Izohemijski metamorfizam podrazumeva promene pod uticajem toplote magmatskog tela bez hemijske reakcije sa okolnom stenom. Ovaj metamorfizam naziva se i termometamorfizam.

Alohemijski metamorfizam gde dolazi do reakcije magme i okolnih stena. gde spadaju kontaktno metasomatske stene.

Između magme i okolnih, nezagrejanih ili delom zagrejanih stena usled temperaturnog gradijenta) formira se zona u kojoj se obrazuju nove stabilne asocijacije minerala nastale u novonastalim uslovima.

Veličina i sastav kontaktnog oreola zavise od vrste magme i sastava okolnih stena. Kontakne promene su intenzivnije ukoliko je veća razlika u hemijskom sastavu magme i okolnih stena. Takođe je utvrđeno da diskordantne intruzije imaju šire kontaktne oreole od konkordantnih jer je veća reakcija intruzije (magme) sa okolnim stenama kada ona seče veći broj površina slojevitosti ili škriljavosti.  Termokontaktni metamorfizam i termokontaktne stene

Stene termokontaktnog metamorfizma razvijaju se u kontaktnim oreolima oko dubljih ili plićih intruzija ako nije došlo do privođenja materija iz magme u okolne stene, tj. kontaktni uticaj uslovljen je samo privođenjem toplote u okolne stene.

Termometamorfizam se javlja na kontaktu magmatski intruzija različitog sastava, od bazičnih do kiselih magmi i klastičnih, uglavnom glinovitih sedimenata, koji su praktično neprobojne sredine za migraciju komponenti iz magme. Termometamorfizam je intenzivniji na kontaktu kiselih magmi, i okolnih stena jer u području gde su smeštene imaju veću toplotu latentne kristalizacije od bazičnih magmi, tj. manje su iskristalisale i bogatije su lakoisparljivom komponentom.

  139  

Pri termokontaktnom metamorfizmu stvara se zona izmenjenih stena, tj. rekristalizacija postojećih i kristalizacija novih minerala, izmena strukturno -teksturnih karakteristika stena, pri čemu nema promene u njihovom hemijskom sastavu.

Termometamorfizam se sreće kod bazičnih intruzija visoke temperature, ali vrlo siromašnih vodom i na kontaktima svih magmi sa glinovitim sedimentima koji predstavljaju sredine praktično neprobojne za migraciju materije iz magme. Pri termokontaktnom metamorfizmu stvara se pojas izmenjenih stena u kojem se vide pojave rekristalizacije, premineralizacije, izmena strukturno-teksturnih karakteristika stena, pri čemu nema promene u hemizmu stena.

Najbolje razvijeni termokontaktni oreoli suna kontaktu kiselih magmi i glinaca gde se razvijaju sledeće zone:

Ø zona injekcionih, mešanih stena, granita i jako termometamorfisanih glinaca širine par a najviše nekoliko desetina metara;

Ø zona kornita; Ø zona bobičavih škriljaca; Ø zona pegavih škriljaca i Ø zona nepromenjenih stena.

 Korniti Korniti si termokontaktne stene koje nastaju na samom kontaktu magme i okolnih, glinovitih stena, odmah iza zone injekcionih i mešanih stena. (Sl.100) Prema stepenu metamorfizma odgovaraju temperaturama iznad 6000C stepeni i pritiscima do 3 kbara. Korniti su obično sitnozrne stene, tamne boje i veoma tvrde. Teksture su masivne ili trakaste. Izgrađeni su od biotita, augita, kordijerita, andaluzita, feldspata (ortoklas, prelazni do bazični plagioklas), hornblende, kvarca itd. U ovim stenama sreću se i granati. Strukture su granoblastične (koja se često naziva i kornitska), ponekad porfiroblastične, kada se u stenijavljaju porfiroblasti andaluzite, kordijerita i feldspata. Osnova stene (matriks, kao se često naziva) izgrađen je od sitnih zrna feldspata, kvarca, muskovita (sericita), Sl.100. Kornit, Radalj.

  140  

biotita. u kojoj, kao porfiroblasti, leže pomenuti minerali. U kornitima koji su udaljeniji od kontakta, naročito ako su nastali metamorfozom peščara, uočavaju se i reliktne strukture, sačuvani klasti kvarca, feldspata, liskuna itd. Korniti se javljaju u kontaktnom oreolu Kopaonika, Boranje itd. Zona kornita udaljavajući se od kontakta postepeno prelazi u zonu bobičavih škriljaca.  

Bobičavi škriljci Bobičavi škriljci su stene porfiroblastične stene, bobičave teksture (Sl.101). Bobice obično predstavljaju porfiroblaste kordijerita, andaluzita, feldspata itd. ponekad nepotpuno razvijenih a koji leže u sitnozrnoj lepidoblastičnoj osnovi (to su ustvari filiti sa porfiroblastima pomenutih minerala). Sitne ljuspe sericita daju steni folijativan sklop. Udaljavajući se od kontakta veličina bobica i kristalinitet osnove se smanjuju pa se u steni javljaju samo začeci porfiroblasta, pege koje leže u sitnozrnoj osnovnoj masi kada stenu nazivamo pegavi škriljac. Ove stene idući ka obodu oreola postepeno prelaze u stene koje nisu metamorfisane pod uticajem temperature magmatskog plutona.

Treba napomenuti da se bobičavi škriljci mogu sresti i na samom kontaktu kada temperatura magme nije dovoljno visoka za potpunu rekristalizaciju pelitskih stena (pri čemu su stvoreni bobičavi škriljci umesto kornita). Termokontaktnom metamorfozom karbonatnih stena stvaraju se mermeri koji su obično krupnozrni i lako se troše (osipaju). Potpuno razvijen kontaktni oreol sa pomenutim zonama razvijen je na Kopaoniku i Boranji.  

Sl.101. Bobičavi škriljac, Radalj.

  141  

Kontaktno metasomatske stene

Kontaktno metasomatske stene nastaju tako što magma, osim predavanja toplote, vrši sa okolnim stenama razmenu lakoisparljivih i teškoisparljivih sastojaka. Reakcije su pritom složenije i intenzivnije ako je razlika u hemizmu između magme i okolnih stena veća. Najintenzivnija kontaktna metasomatoza vrši se između kiselih vlažnih magmatskih stena i karbonatnih stena. Metasomatski procesi pritom se odvijaju u oba smera, pri čemu se menjaju okolna stena i magmatska stena (uglavnom spoljni delovi). Stene stvorene prilikom metasomatskih procesa su skarnovi. Skarnovi

Nastaju na kontaktu kiselih, graintskih magmi bogatih lakoisparljivom komponentom i krečnjaka. Za stvaranje skarnova sistem mora biti otvoren kako bi se oslobodio CO2 iz karbonata a calcijum, magnezijum i gvožđe (zavisno od sastava karbonata), ušli u reakciju sa magmom.

Skarnovi su srednjezrne do grubozrne stene, masivne do trakaste teksture (Sl.102). Boje su, zavisno od mineralnog sastava, zelene, bele, crvene, ponekad i crne. Zavisno od sastava magme i vrste karbonata skarnovi imaju raznolik mineralni sastav. Udaljavanjem od kontakta opada i temperatura zbog čega se javlja i zonarnost u mineralnom sastavu.

Sl.102. Skarnovi, Jaram.

  142  

Zavisno od karaktera magme kao i vrste karbonata (kalcita ili dolomita) skarnovi mogu imati veoma raznolik mineralni sastav. Pri tome se, zbog stalnog temperaturnog gradijenta u kontaktnom oreolu javlja zonarnost u rasporedu određenih minerala koji grade skarnove.

Skarnovi formirani neposredno uz kontakt sa velikim i dubokom intruzijama mogu biti izgrađeni od augita, diopsida, hedenbergita, granata (grosularsko-andraditskog tipa), feldspata, vezuvijana, volastonita, magnetita itd. Skarnovi koji su stvoreni dalje od kontakta sadrže sledeće minerale: tremolit, aktinolit, epidot, cojsit, plagioklas (albit do andezin), malo volastonita i granata, prenita itd. Prilikom stvaranja skarnova sistem mora biti otvoren kako bi se oslobodio CO2 iz karbonata. Strukture su granoblastične, retko nematoblastične porfiroblastične i pojkiloblastične.

Skarnovi su nosioci orudnjenja. U unutrašnjoj zoni skarnova, neposredno uz kontakt, mogu se stvoriti magnetit, volframit i molibdenit i obrazovati rudna ležišta. Tako su, na primer formirana skarnovska ležišta sa magnetitom na kontaktu granodiorita i karbonatnih stena na Kopaoniku (rudnici Suvo Rudište, Suva Ruda) i na Boranji u zapadnoj Srbiji. Između skarnova i kornita postoje postupni prelazi. Takve stene nazivamo skarnoidi. Autometamorfizam

Pod pojmom autometamorfizam podrazumevaju se promene na stenama nastale uticajem sopstvenih lakoisparljivih sastojaka (H2O, CO2 itd.) koje se obično dešavaju na kraju procesa konsolidacije intruzivnog tela ili neposredno posle toga.

Prikazaćemo neke važnije autometamorfne procese koji dovode do stvaranja značajnih kompleksa autometamorfnih stena ili do izmena interesantnih kao prospekcijski kriterijum za istraživanje pojedinih metala (bakra, olova, cinka itd.). Serpentinizacija i serpentiniti

Serpentiniti su stene koje nastaju dejstvom vode na peridotite. Ako je voda primarno bila u peridotitima na temperaturama od oko 4000C ona reaguje sa olivinom stvarajući serpentin. Sadržaj vode u peridotitima je mali zbog čega ovaj tip serpentinizacije nema značaja.

Preobražaj peridotita u serpenzinite nastaje i pod uticajem hidrotermalnih rastvora ili regionalnom metamorfozoma u prisustvu vode kada nastaju velike mase stena ovih stena.

Serpentiniti su izgrađeni su serpentina koji ima mrežastu građu ako je nastao od olivina ili je rešetkast kada je nastao od piroksena. Od sporednih sastojaka sadrže hromit, magnetit, a od sekundarnih azbest, talk, magnezit, ponekad i amornu siliciju i kalcit koji su prneti u stenu.

Serpentiniti su masivne teksture, ima i škriljavih, kada ih nazivamo serpentinskim škriljcima. Boje su tamno zelene, zelene do šarene. Ove stene su često ispresecane žicama hrizotila, azbesta i drugih sekundarnih minerala. Serpentiniti su obično jako polomljeni zbog tektonskih procesa koji su ih doveli i sadašnji položaj.

  143  

Serpentiniti su značajni kao nosioci korisnih mineralnih sirovina. U njima se javljaju ležišta talka, azbesta i magnezita. Talk se koristi kao sirovina za industriju guma, kao punilo, zatim u kozmetici, elektro i mašinskoj industriji. Serpentiniti su nepovoljne stene kao građevinski kamen jer su jako ispucale. Samo jedre partije serpentinita lepih boja upotrebljavaju se kao dekorativni kamen.

Rad u serpentinitima je veoma težak. U rudnicima sa podzemnom eksploatacijom i tunelima serpentiniti, usled procesa serpentinizacije, povećavaju zapreminu zbog čega se drobe i lome. Duž pukotina ovih stena, koje su, kao što je pomenuto veoma česte, prolazi velika količina vode otežavajući eksploataciju u rudnicima i velika su opasnost za rudare, putnički i železnički saobraćaj. U našoj zemlji serpentiniti su veoma rasprostranjene stene. Uglavnom su jurske i kredne starosti. Javljaju se kao članovi ofiolita Dinarida i Vardarske zone Najveće mase serpentinita su na Maljenu i Zlatiboru. Paleozojskih serpentinita ima u Istočnoj Srbiji, Deli Jovan, kod Donjeg Milanovca, Paraćinska Glavica itd.