SEDIMENTNE ILI TALOŽNE STIJENE

1

Nastaju procesom taloženja na površini Zemlje u uvjetima koji vladaju na površini ili plitko ispod površine

jako raširene - oko ¾ površine kontinenata je pokriveno s relativno tankim pokrovom sedimentnih stijena

ekonomski značajne – ugljen, vapnenac

u njima se nakupljaju - koncentriraju važni resursi: sirova nafta, prirodni plin, podzemna voda, sol, gips, uran i željezne rude

2

Okoliši taloženja

Kopno – jezera, rijeke, pustinje, ledenjaci

Prijelazni okoliši: delte, plaže

Morski okoliši: dubokomorski prostori, plitkomorski okoliši (do 200m dubine)

3

Osnovna obilježja: SASTAV

klasti ili detritus siliciklastični - odlomci

silikatnih minerala i stijena karbonatni - odlomci

karbonatnih minerala i stijena fosilni - fosili ili njihove

krhotine

4

Osnovna obilježja: MINERALNI SASTAV

Alotigeni minerali -mehaničko razaranje ranije nastalih stijena,

Autigeni minerali -kristalizacija iz vodene otopine,

kvarc, tinjac, kalcit, dolomit, feldspati i minerali glina

5

Podjela prema postanku

Klastične (nastaju dominantnim fizičkim procesima uništavanja starijih stijena, prijenosom I taloženjem mehanički usitnjenih fragmenata)

kemijske

biokemijske (organske) nastaju posredstvom organizama

zasebne skupine su:

rezidui ili rezidualni sedimenti

vulkanoklastične stijene

6

KLASTIČNE SEDIMENTNE STIJENE

7

Trošenje, transport i taloženje fragmenata (klasta, detritusa)

Nevezane: klasti međusobno nevezani, nekonsolidirani –sedimenti

Vezane: klasti međusobno vezani, konsolidirani –sedimentne stijene

8

Strukturni sastojci klastita

KLASTI

VEZIVO (matriks i cement - autigeni mineral): povezuje klaste

PORE- slobodni prostor između klasta ili u klastima (nafta, voda, plin)

9

Stadiji nastanka klastita

1. TROŠENJE:

mehaničko, kemijsko, biološko

2. TRANSPORT: voda, led, vjetar gravitacija-

Rezultat: Sortiranje, zaobljavanje, kemijska promjena

3. TALOŽENJE

4. LITIFIKACIJA

10

Veličina klasta

11

ŠLJUNAKKRŠJE

KRUPNO ZRNATI SEDIMENT

SREDNJE ZRNATI SEDMENTPIJESAK

SITNO ZRNATI SEDIMENT

PRAH (SILT)

GLINA

2 mm

63 µm

4 µm

Klasični sedimenti

12

Mulj (glina + silt)

SEDIMENT (nevezeni) SEDIMENTA STIJENA (vezana)

ŠEJL

Pijesak PJEŠČENJAK

KONGLOMERATBREČA

ŠljunakKršje

Klasifikacija: veličina klasta

KRUPNOZRNATE (RUDITI)– sastojci dimenzija kršja i valutica >2 mm:

sipar – breča; šljunak - konglomerat

SREDNJEZRNATE (ARENITI)- sastojci dimenzija pijeska 2-0.06 mm:

pijesak - pješčenjak

SITNOZRNATE (PELITI)- sastojci dimenzija praha ili silta i gline <0.06 mm:

prah ili silt – prahovnjak ili siltitmulj – muljnjak ili madstonglina - glinjak, šejl, argilitposebna vrsta stijene: prapor ili les

LAPOR – miješana klastično – kemogena pelitna stijena

13

Nevezani krupnozrnati sediment

Klasti = kršje: nezaobljeni

Mehaničko trošenje stijena strmog reljefa

Nesortirani, jednoličnog sastava

Kratak transport do podnožja

Sipar – Breča

14

Sipar – Breča

BREČA Cementacija kršja VEZIVO: a) Cement: kalcit, kvarc, limonit… b) Matriks: sitnozrnatidetritus

15

ŠLJUNAK nevezani krupnozrnati sediment

klasti = valutice nešto dulji transport

(riječna korita, obale mora i jezera – valovi)

veličina klasta: dužina transporta i sastav

KONGLOMERAT vezani sedimentba stijena

Šljunak - Konglomerat

16

Pijesak - Pješčenjak

PIJESAK nevezani srednjezrnati sediment

Sastav: raznolik, klaste veličine pijeska može trošenjem dati gotovo svaka stijena

OKOLIŠ more, jezera, rijeke ili vjetrom u pustinjama

Ležišta „teških minerala” zlata, turmalina, cirkona

Ležišta kvarcnog pojeska kod Ivanca, Lipika, Požege

17

Pijesak - Pješčenjak

PJEŠČENJAK - vezana srednjezrnatasedimentna stijena

cementacija pijeska

18

Udio matriksa i klasta

< 15% vol. stijene je matriks: ARENITI ili ČISTI PJEŠČENJACI

15 - 50% vol. stijene je matriks: GRAUVAKE ili NEČISTI PJEŠČENJACI

> 50% vol. stijene je matriks: pješčenjaci prelaze u MULJNJAKE

19

Sitnozrnate klastične stijene - peliti

mineralni sastav: sličan sastavu pijesaka + minerali glina

klasti praha su nešto krupniji (0,004 -0,06mm)

klasti gline (< 0,004mm)

20

Podjela s obzirom na udio praha i gline i stupanj litifikacije

Prah ili silt – prahovnjak ili siltit - dominiraju klasti veličine silta

Mulj – muljnjak ili madston - podjednaka količina siltozne i glinovite komponente

Glina - glinjak - dominiraju klasti veličine gline

21

Les ili prapor

taloženje čestica praha vjetrom

Porijeklo praha: u područjima velikih rijeka koje često poplavljuju nakon povlačenja vode u korito - na poplavljenoj ravnici zaostaje velika količina sitnozrnatog materijala koji je izložen djelovanju vjetra

najdeblje naslage lesa u Kini

kod nas velika količina lesa -periodi oledbe (glacijali i interglacijali) kad su dolinama tekle rijeke (Drava, Dunav)

Ilok, Vukovar, Erdut (debljina lesa do 170m)

22

KEMIJSKE I BIOKEMIJSKE SEDIMENTNE STIJENE

23

podjela prema kemijskim i genetskim kriterijima:karbonatnesilicijskeevaporitne

ponekad je teško utvrditi da li je stijena nastala kemijskim procesima ili biokemijski

ta dva načina postanka se često isprepleću (npr. vapnenci)

24

KARBONATNI SEDIMENTI

nastaju biološkim i biokemijskim procesima

anorganska precipitacija kalcij karbonata iz morske vode (karbonatni mulj) , ali vrlo često posredstvom organizama koji izgrađuju skelete od kalcita, a njihovim ugibnjem akumuliraju se ostaci

nakon taloženja mogu biti modificirani kemijskim i fizičkim procesima dijageneze

25

tvornica karbonata - plitka, tropska mora bez značajnijeg donosa materijala s kopna

bujan život morskih organizama koji izgrađuju skelete od kalcij karbonata

najveće i najdeblje naslage karbonatnih sedimenata

u geološkoj prošlosti su takva mora bila puno raširenija nego danas

povezana s globalnim porastom morske razine - mnoga kontinentalna područja su prekrivena morem

26

Ekonomski značaj

karbonata

rezervoarski kapacitet - polovicu svjetskih rezervi nafte

brojna ležišta olova i cinka

velika primjena za industrijske i kemijske svrhe

Karbonatne stijene su vapnenci i dolomiti

27

Mineralni sastav karbonatnih stijena

kalcit CaCO3

aragonit CaCO3

aragonit - nestabilna modifikacija u uvjetima površinskih temperatura i pritisaka; tijekom dijageneze prelazi u kalcit

dolomit CaMg(CO3)2 - ugrađuje Mg u svoju kristalnu rešetku

28

VAPNENCI

29

posljedica rasta organizama -grebeni

nakupljanja klastičnog karbonatnog materijala -bioklastični vapnenci

posljedica kemijske precipitacije iz vode -anorganski vapnenci; oolit

mogu biti biogeni, klastični i kemijski

30

Premda vapnenci imaju vrlo raznolik sastav njihovi sastojci se mogu podjeliti u 4 osnovne grupe:

skeletne čestice neskeletne čestice (ooidi, intraklasti) karbonatni mulj – mikrit cement (sparit)

31

Skeletne čestice

karbonatni skeleti (kućice, ljušture, čahure, talusi) ili fragmenti skeleta nekadašnjih organizama -beskralješnjka

određeni organizmi će biti najzastupljeniji u nekom karbonatnom okolišu ovisno o ekološkim uvjetima

mekušci (školjkaši, puževi i glavonošci), ramenonošci, koralji, bodljikaši, mahovnjaci i foraminifere

32

naziv vapnenaca sadrži još i pridjev koji označava prevladavajuću vrstu sastojaka npr. intraklastični grejston, ili ukoliko su prisutne skeletne čestice npr. koraljni vapnenac

33

Slatkovodni vapnenci jezerski ili lakustrijski

riječni

Uzroci izlučivanja su:

promjena tlaka ili temperature

izlučivanje CO2 iz vode, fotosinteze slatkovodnih biljaka

evaporacija vode u uvjetima aridne klime

34

Terestički (kopneni) vapnenci

vapnenačka sedra travertin špiljski vapnenci –

speleotermi

Vapnenačka sedra spužvasti vapnenac slapovi i izvori, precipitacija

kalcita na vodenom bilju zbog prskanja vode i fotosinteze

sedrene barijere na slapovima Plitvičkih jezera i rijeke Krke(Skradinski buk)

35

šupljikavi laminirani ili nepravilno slojeviti vapnenac brzo anorgansko izlučivanje kalcita iz vrućih voda na termalnim izvorima temperatura vruće vode (20 –900C) kad izbije na površinu je znatno viša od temperature okoliša i dolazi do oslobađanja ugljičnog dioksida godišnje nastaje do 20 cm travertina poznati varijetet je oniks –mramor

Travertin

36

vapnenačke sige nastale kapanjem i udaranjem vode zasićene kalcijevim hidrogenkarbonatom u vapnenačkim špiljama

stalaktiti vise sa stropa špilje

stalagmiti rastu od poda špilje

njihovim spajanjem nastaje stalagmat

Špiljski vapnenci – speleotermi

37

SILICIJSKE STIJENE

38

Prema načinu postanka, strukturi i sastavu razlikuju se biogene i dijagenetske silikatne stijene

Biogene silicijske stijene nakupljanje i taloženje opalnih skeleta organizama

39

Dijagenetske silicijske stijene nastaju kemijski, silicifikacijom tj. izlučivanjem kvarca, kalcedona ili opala iz otopine koja sadrži silicijevu kiselinu ti minerali potiskuju već prije formirane minerale u talozima i stijenama tipična stijena je rožnjak ili čert

40

EVAPORITNE STIJENE

minerali nastali direktnom precipitacijom iz vodene otopine i imaju tipičnu kristalinsku strukturu

evaporacija iz morske vode ili slanih jezera - Veliko slano jezero (Utah)

područja aridne (suhe i tople) klime

rubni dijelovi slanih jezera i mora

zatvorene lagune i zaljevi

41

gips CaSO4 x 2H2O - porast saliniteta morske vode oko 3.5 puta

halit NaCl – porast saliniteta 10 puta

42

Osobine sedimentnih stijena i sedimenata

Pojavljuju se u slojevima

Sadrže fosile

43

DEFINICIJA

Latinski: fossus = nešto što je bilo iskopano.

Paleontologija: je znanost o o živim bićima geološke prošlosti.

PALEOZOLOGIJA, PALEOBOTANIKA, PALEOANTROPOLOGIJA

PALEOEKOLOGIJA: proučava odnose fosilnih organizama i njihovih okoliša

MIKROPALEONTOLOGIJA: proučava mikroskopski sitne fosile ili finu građu krupnijih fosilnih ostataka

MAKROPALEONTOLOGIJA: proučava fosilne ostatke životinja i biljaka vidljive prostim okom, od veli čine 2 mm pa sve do nekoliko desetaka metara.

44

Aktualistički princip

Paleontolog se u svojim istraživanjima koristi spoznajama iz današnjice, kako bi što bolje shvatio bića i događaje iz prošlosti.

FOSILI su ostaci živih bića iz geološke prošlosti. U njih se ubrajaju materijalni ostaci (ljušture, kućice, kosti i sl.) ali i tragovi i životne aktivnosti (ihnofosili).

Vrste fosila, NEPOSREDNI OSTACI (Body fossils), TRAGOVI (Ichnofosils) I KEMIJSKI FOSILI (Biomarkers)

45

VRSTE FOSILA

Neposredni ostaci: sačuvani su dijelovi ili cijeli organizmi (“mekani dijelovi tijela se obične ne sačuvaju, samo skelet bilo da je vanjski ili unutrašnji)

46

VRSTE FOSILA

IHNOFOSILI ILI TRAGOVI: tragovi životnih sktivnosti, ponašanja organizama iz geološke prošlosti

Tragovi kretanja

47

IHNOFOSILI ILI TRAGOVI

48

FOSILIZACIJA

FOSILIZACIJA: proces kojim se ostaci organizama pretvaraju u FOSILE Faktori koji omogućuju fosilizaciju:1. posjedovanje čvrstog (mineralnog) skeleta (unutrašnji ili vanjski)2. brzo zatrpavanje: uklanja ostatke s površine gdje su izloženi uništavanju (kako?)3. Obilje organizama, pa onda i ostataka (zašto?)

49

Čvrsti skelet

Brzo zatrpavanje

Veliki broj jedinki

FOSILIZACIJA (1)

51

FOSILIZACIJA (2)

52

Time 1.

Organism in life

position.

Time 2.

Dead organism

on the sea floor.

Time 3.

Shells are slowly

buried by sediment.

Time 4.

Complete burial.

Faza 1: organizam

Faza 2: Uginuli organizam na dnu

Faza 3: Ljuštura polako biva zatrpana sedimentom

Faza 4: završeno je zatrpavanje

Kad organizam ugine, istrunu meka tkiva, ostaje skelet.Ako organizam ima ljušture, one se otvore, odvoje jer organi koji ih drže zajedno istrunu.Kroz vrijeme, sediment prekriva ostatak i u konačnici ga zatrpa.

FOSILIZACIJA (3)

PETRIFIKACIJA: Mineralna tvar (kalcij -karbonat, kremeni opal, pirit i sl.) iz vodene otopine ulazi u pore skeleta, te nastaje prava okamina (petrefakt). Boja petrificiranog ostatka ovisi o vrsti mineralne tvari.

53

FOSILIZACIJA (4)

INKRUSTACIJA: Na površini ostatka se istaloži zaštitna mineralna kora, najčešće od kalcita, aragonita ili kremena.

54

FOSILIZACIJA (5)

KARBONIZACIJA: proces kojim iz uginulog organizma izlaze voda i ugljik -dioksid, a preostaju kruti ugljikovodici.

55

IZNIMNI PROCESI SAČUVANJA (6)

Fosilizacija u jantaru: jantar je nastao polimerizacijom smole drveća. Ostaci biljaka i životinja u jantaru poznati su od krede.

56

IZNIMNI PROCESI SAČUVANJA (7)

BITUMINIZACIJA: Asfaltne jame (La Brea- Los Angeles)

57

IZNIMNI PROCESI SAČUVANJA (8)

KONZERVACIJA: Oetzi – ledeni čovjek

58

IZNIMNI PROCESI SAČUVANJA (9)

MUMIFIKACIJA: Ovim procesom najčešće se sačuvaju ostaci u sušnim područjima (Leonardo, mumificirani Brachylophosaurus iz Montane)

59

OTISCI I KAMENE JEZGRE

60

1. Sediment obavija kućicu puža i ispunjava unutrašnjost kućice. S vremenom litificira.

2. Ljuštura se otapa I nestaje

Kućica pužaFOSIL puža

Otisak(vanjskaforma)

Kamenajezgra, (unutrašnjaforma)

LAŽNI FOSILI

61