dynamická geologie

pořádání minerálů vytvářejících dlouhé sloupečky (kupř. amfibol v gabru).
Foliace - plošné prvky v hornině, např. polohy slíd ve svorech a rulách.
VIII.1.2. Vulkanismus
Projevy povrchové magmatické aktivity (výstup magmatu/lávy, plynů a pyroklastik). Mezogenní procesy
Vulkanismus a desková tektonika - obvykle lokalizován na okrajích litosférických desek ale také vnitrodeskový vulkanismus.
Mechanismus vulkanické erupce
Vulkanický proces (intratelurická vs. explozivní fáze) - magmatické-vulkanické krby-zemětřesná činnost (geofyzikální indikace vulkanismu) -změna tvaru vulkánu -explozivní fáze
Přívodní dráha – sopouch.
VIII.1.2.1. Produkty vulkanické činnosti
Fáze plynná (vulkanické plyny) - fáze pevná (pyroklastika) - fáze kapalná (láva)
VIII.1.2.1.1.Vulkanické plyny
Těkavé složky magmatu – důležitá role při tvorbě prvotní atmosféry Země. Jejich složení je značně závislé na teplotě. Jsou tvořeny sloučeninami především H, O, C, S dále B,N,Cl, F.
Charakter erupce výrazně závisí jak na množství plynné složky, tak na procesech uvolnění fluid (chemismus magmatu, čas-rychlost uvolnění/erupce).
Difúze vulkanických plynů v atmosféře - krátkodobé klimatické změny (ochlazení vs. oteplení).
VIII.1.2.1.2. Pyroklastika
Materiál vyvržený při vulkanické erupci, který dopadl na povrch v pevném stavu.
Velikostní klasifikace (v.popel, písek, lapilli, pumy, balvany, bloky). Vzniklé horniny - aglomeráty, tufy, tufity, ignimbrity.
Klasifikace dle původu pyroklastik - (v rámci popela adjektiva vitritický, litický, krystalický) – magma vs. přívodní dráhy.
Procesy transportu pyroklastik - pyroklastický spad, pyroklastický proud, pyroklastický příval. Žhavé proudy vs. lahary.
Chemismus magmatu vs. produkce pyroklastik. Horizonty pyroklastik a korelace.
VIII.1.2.1.3. Láva
Infra- či subkrustální tavenina, rozdílného složení. Magma, které proniklo na zemský povrch (90% magmat nikdy nedosáhne zemský povrch).
Charakter erupce (efuzivní vs. explozivní) závisí na vlastnostech (viskozita, teplota, chemismus) a složení magmatu/lávy (bazické lávy, intermediální lávy, kyselé lávy).
Tělesa lávy - lávové proudy a lávové příkrovy. Morfologie lávových proudů je řízena viskozitou lávy. Viskozita závisí na složení lávy – ryolitová láva/vysoká viskozita vs. basaltová láva/nízká viskozita. Ryolitová láva vede k vzniku krátkých, mocných proudů a dómů. Basaltová láva tvoří tenké a rozsáhlé proudy. Role alkalických prvků.
Morfologie láv - terestrická tělesa (pahoe-hoe, aa, provazcová láva, bloková láva), submarinní tělesa (polštářová láva, hyaloklastová láva). Sloupcovitá odlučnost.
VIII.1.2.2 Typy vulkanismu
Aktivní, spící, vyhaslý vulkanismus
Lineární vulkanismus (vulkanický příkop – kráterová řada)
Centrální vulkanismus (kráter, kaldera) - (ultra-Pliniovské erupce)/areální vulkanismus
Kontinentální vs. podmořský vulkanismus , podledovcový vulkanismus
VIII.1.2.2.1.Typy sopek (centrální vulkanismus)
Rozdělení dle tvaru, typu vulkanické erupce (plyny, pyroklastika, láva), množství erupcí, chemismus lávy.
Štítové sopky - vysoká produkce bazické nízce viskózní lávy, plochý široký tvar (platóbazalty). Př. Havajské ostrovy.
Stratovulkány - střídavá produkce pyroklastik a lávových proudů, tvar mohutného sopečného kužele. Př. Vesuv, Mt. Helens, tercierně-kvarterní sopky na Bruntálsku (Uhlířský vrch).
Sopky kruhového valu a nasypaného kužele - pouze pyroklastika. Sopka kruhového valu je nízká s kráterem na temeni. Při vysoké produkci pyroklastik se vytváří vysoké nasypané kužele.
Vytlačené kupy a jehly - produkce vysoce viskózní kyselé lávy (dacitové, ryolitové), vznikají vysoké kupovité a jehlovité tvary vysoké až 400 m. Př. Mont. Pelée na ostrově Martinique.
Maary neboli výbuchová hrdla (j. č. maar) - Kráter má podobu nálevky, nevystupuje nad okolní terén. Vyvrhován je hlavně nevulkanický materiál stržený plynnými erupcemi ze stěn sopouchu, který vytvoří lem okolo kráteru.
Guyoty, skupinové vulkány,….
Vznik kaldery – řítivá vs. explosivní
VIII. 1.2.3. Klasifikace vulkanických erupcí
Klasifikace dle produktů (freatické, explozivní, výlevná/efuzivní, smíšená)
Typy erupcí (vulkánská, strombolská, havajská, peléská, pliniovská, katmaiská, islandská..)
Paroxysmatické erupce – typ taveniny, tvar a výška vulkánu
VIII. 1.2.4. Vulkanické horniny
Klasifikace vulkanických hornin (chemická klasifikace – zastoupení základních kysličníků) .
Členění do vulkanických sérií (procesy diferenciace původního mateřského magmatu). Dle poměru SiO2 vs Na2O a K2O dvě základní série: A) subalkalická ( dále se dělí na tholeitickou a vápenato-alkalickou, B) alkalická
Výskyt vulkanických hornin a geotektonické podmínky/desková tektonika – vápenato-alkalická série (konvergentní rozhraní litosférických desek), alkalická série (vnitrodeskový vulkanismus, především kontinentální litosféra, horké skvrny), tholeitická série (divergentní rozhraní, např. MORB – bazalty středooceánského hřbetu, méně v oblastech konvergentních rozhraní).
Vnitrodeskový vulkanismus (cca 10% recentního vulkanismu): A) Izolované vulkány či skupiny vulkánů nad abyssálními planinami/oceánská litosféra. Deriváty tholeitových a alkalických bazaltů, zčásti i kyselé alkalické horniny (Na2O, K2O). Od MORB se liší vysokým zastoupením alkálií, vyššími obsahy prvků vzácných zemin a vyšším stupněm diferenciace alkalické série. Někdy vertikální i časový trend vulkanismu od tholeitických bazaltů k bazaltům alkalickým i kyselým horninám. Role horkých skvrn/hot spots (hluboké zakořenění procesů). B) Vnitrodeskový vulkanismus v rámci kontinentální litosféry (plateaubazalty/trappy, intrakontinentální rifty – vazba k podpovrchovým tělesům alkalických granitoidů či syenitů). Subalkalické tholeitické bazalty, alkalické bazalty a jejich kyselejší deriváty, v rámci riftů dále bazanity, nefelitnity a karbonatity.
Predikce vulkanických erupcí- metody monotoringu (seismický monitoring, plynné emise, terénní průzkum, GPS a dálkový průzkum, studium sklonu/tilting, chemismus a teplota vod.
VIII.1.2.5. Synvulkanická a postvulkanická činnost
Procesy doprovázející vulkanickou činnost – prostorově i časově.
Plynná produkce (výrony plynů) - fumaroly, solfatary a mofety (složení, původ, teplota)
Hydrotermální činnost - periodické prameny a gejzíry, bahenní sopky, termy/horké prameny, minerální vody a kyselky.
VIII.2. Metamorfóza a metamorfované horniny
VIII.2.1. Úvod
Stavba a minerální složení hornin odpovídá podmínkám vzniku.
Metamorfóza – soubor pochodů (přeměna minerálního složení a stavebních znaků horniny) – rekrystalizace v pevném stavu. Horninový cyklus – vyvřelé, sedimentární a starší metamorfované horniny mohou podlehnout podmínkám stát metamorfózy.
Principy termodynamiky (chemické soustavy - horniny a minerály).
Uzavřená vs. otevřená soustava – rovnovážný stav (Gibbsova volná energie). Stupeň otevřenosti je závislý na měřítku (části minerálů, minerály, hornina). Ustavení chemické rovnováhy – rychlost chemických reakcí (podmínky reakce).
Chemická rovnováhy horniny-minerálů-částí zrn (rekonstrukce procesů – P-T podmínek).
Studium minerálních asociací, které vznikaly v jednom minerálním ději a rozpoznání jejich vzájemných vztahů.
Experimentální petrologie
VIII.2. 2. Metamorfní procesy
Metamorfní procesy (fyzikální, chemické, mineralogické, strukturní procesy) – procesy vedoucí k přeměně původní horniny an horninu metamorfovanou. Probíhají v pevném skupenství (fluida v intergranulárním prostoru). Mezi tyto procesy patří: A) vznik novotvořených minerálů, B) rekrystalizace minerálů (změna velikosti, tvaru), C) strukturní přestavba (reorientace minerálů) - blastéza, metamorfní foliace a lineace
Růstový tlak metamorfních minerálů
Anchimetamorfóza (spodní hranice metamorfózy – určení pomocí index. minerálů, krystalinity slíd, odraznosti vitrinitu).
Vhodné podmínky pro metamorfní procesy: deformace kůry, kolize litosférických desek, vysoký geotermický stupeň (vysoká tepelný tok).
VIII.2.3. Metamorfní činitelé
Hlavní (teplota, tlak, aktivní roztoky, čas) a vedlejší (vlastnosti a složení hornin, možnosti migrace látek, chemické reakce, atd.) - vzájemné působení a nejrůznější kombinace
VIII.2.3.1.Teplota
Pyrometamorfóza, kontaktní metamorfóza
Role teploty: zrychlení metamorfních reakcí, novotvořené minerály a jejich asociace, stupeň rekrystalizace.
Zdroje teploty - radioaktivní rozpad, výstup tavenin a fluid, tektonické procesy, chemické reakce.
Rozmezí od 150/300oC do více než 1000oC, svrchní hranice bod tavení (role tlaku, chemismu hornin, rychlosti reakce, obsahu fluid).
Vysokoteplotní minerály
VIII.2.3.2.Tlak
Způsobuje fázové změny, nárůst hustoty, zvýšení teploty tání, homogenní masivní hornina
Výsledný (celkový) tlak při metamorfóze je složen z a) všesměrného (litostatického) tlaku,
b) orientovaného tlaku, c) tlaku fluid.
Všesměrný tlak ovlivňuje stabilitu minerálních paragenezí a reologické vlastnosti hornin (plastické deformace).
Orientovaný (směrný, deviatorický) tlak/ stress – způsobuje přednostní orientaci minerálů (foliace, lineace – metamorfní břidličnatost), vede ke katakláze. Jeho rokle klesá s hloubkou.
Tlak fluid – orientovaný tlak.
VIII.2.3.3.Aktivní roztoky a fluida
Pórové a mezipórové roztoky a plyny (H2O, CO2, sloučeniny H,Cl, N, F,S,B,P,K,Na, atd.)
Zdroj - procesy diferenciace, chladnoucí magmata, minerály s OH skupinou.
Způsobují - přeměnu minerálů a hornin, přenos tepla, ovlivňují teplotu tavení a rychlost reakcí.
Inkluze v minerálech.
VIII.2.4. Intenzita metamorfózy
Intenzitu/stupeň metamorfózy a vyčlenění metamorfních podmínek lze s pomocí: A) indexových minerálů, B) rovnovážných minerálních asociací, C) geotermobarometrie
VIII.2.4.1. Metamorfní a indexové minerály
Metamorfní reakce probíhající v určitém rozmezí teplot a tlaků - novotvořené minerály (rovnovážný systém s podmínkami vzniku), tedy charakterizující podmínky metamorfózy. První a poslední výskyt daného indexového minerálu – vznik linie tzv. izográda. Role složení výchozí horniny - (Al-metapelity), role tlaku (nízkotlaké vs. střednětlaké vs. vysokotlaké podmínky). Nejčastěji střednětlaké podmínky – sled izográd (od nejnižší po nejvyšší metamorfózu): (klastické slídy)-chlorit-biotit-granát-staurolit-kyanit-silimanit (6-9 kb)
Některé minerály jsou typické pro podmínky orientovaného tlaku - tzv. stressové minerály (sericit, chlorit, biotit, albit, epidot, zoisit, kyanit, staurolit) jiné pro podomínky všesměrného tlaku tzv. antistressové minerály (anortit, ortoklas, hypersten, augit, olivín, andaluzit, cordierit, spinel).
VIII.2.4.2. Rovnovážné minerální asociace
Zákony termodynamiky. Vznik minerální asociace v P,T podmínkách za určitého výchozího složení soustavy. Horniny různého výchozího složení, které jsou řazeny společně.

VIII.2.4.3. Geotermometrie a geobarometrie
Vybrané minerální reakce probíhající v těsné závislost na tlaku či teplotě (chemické složení minerálů je funkcí teploty či tlaku).
VIII.2.5. Klasifikace metamorfózy
Statická metamorfóza - probíhá bez výrazného vlivu orientovaného tlaku, tedy bez intenzivního vrásnění. Např. kontaktní metamorfóza.
Dynamická metamorfóza - vázaná na orogeneze, výrazná deformace původních hornin orientovaným tlakem - vrásnění, vznik kliváže, metamorfní foliace apod.
Polymetamorfóza - více různých metamorfních procesů působících na stejnou horninu.
Alochemická metamorfóza - dochází ke změně chemismu horniny.
Izochemická metamorfóza - hornina si po metamorfóze zachovala svůj původní předmetamorfní chemismus.
Alofázová metamorfóza - v hornině vznikají nové (metamorfní) minerály, které zatlačují původní minerály horniny.
Izofázová metamorfóza - metamorfóza bez vzniku nových minerálních fází v hornině.
Klasifikace dle role metamorfních činitelů:
Kataklastická (dislokační) metamorfóza - deformace minerálních zrn v hornině, jejich drcení. Výrazná role orientovaného tlaku. Vznik tektonických brekcií, kataklazitů a mylonitů (rozdrcené horniny). Typický výskyt podél zlomů.
Šoková (impaktní) metamorfóza - vysoká teplota a tlak při dopadu extraterestrického tělesa (vznik šokových kuželů, přetavení hornin - tektity).
Metasomatická metamorfóza (metasomatóza)- celková fázová změna horniny v důsledku působení fluid. Minerální roztoky pronikají do horniny a přinášejí do ní nové prvky. Následkem toho dojde k nahrazení původních minerálů horniny jinými, ale samozřejmě za pevného stavu horniny.
Kontaktní metamorfóza - vysoká teplota a nízký tlak. Magma intrudující do mělkých partií kůry tepelně metamorfuje své horninové okolí. Výrazná role fluid přinášených magmatem. Vznik kontaktních lemů okolo magmatických těles se specifickými horninami (kontaktní rohovce, skarny) i specifickými kontaktními minerály (hessonit, vesuvian aj.).
Regionální metamorfóza - střední tlak a střední teplota. Rozsáhlá metamorfóza doprovázející orogeneze a postihující celá souvrství, plutony a jiné velké jednotky, např. vznik krystalických břidlic (fylitů, svorů, paralul) z původních mocných souvrství psamitů a pelitů, vznik ortorul z původních granitoidů, vznik amfibolitů a metagaber z původních těles bazických vyvřelin. Podstatou region. metamorfózy je kolize tektonických desek vedoucí k stlačování okrajů kontinentů s celými geologickými jednotkami do kolizní zóny.
Periplutonická metamorfóza - typ regionální metamorfózy. Metamorfní účinky velkých magmatických těles na své okolí ve vnitřních částech orogénu.
VIII.2.5.1. Kataklastická (dislokační) metamorfóza
Nízká teplota, role orientovaného tlaku
Pohyby podél zlomů
Mechanická destrukce: drcení minerálů, ohýbání, rekrystalizace, novotvořené minerály (sericit, chlorit). Horniny: tektonické brekcie, kataklazity, mylonity.
VIII.2.5.2. Metasomatóza
Hlavní role aktivních roztoků a fluid, dále teplota, tlak.
Spojena s kontaktní i regionální metamorfózou.
Hydrotermální vs. pneumatolická metasomatóza
Autometasomatóza a chemicky konzervativní metamorfóza.
Procesy albitizace, sericitizace, serpentinizace, alunitizace.….
VIII.2.5.3. Kontaktní metamorfóza
Prostorová spojitost s tělesy magmatických hornin, často kontakt se sedimenty
Významná role teploty (650-900 oC), aktivních roztoků a fluid, nízký tlak.
Kontakt, kontaktní dvůr, kontaktní aureola, kontaktní lem
Intenzitu přeměny ovlivňuje teplota a velikost vyvřelého tělesa, rozdíly v chemismu, čas, charakter reakční plochy, geotermický gradient oblasti
Kontaktní metasomatóza (látková výměna)
Kaustická metamorfóza (porcelanity) a pyrometamorfóza
VIII.2.5.4. Periplutonická metamorfóza
Ve srovnání s regionální metamorfózou – nižší role tlaku, menší šířka izometamorfních zón.
Tepelná energie spojena s intruzemi granitoidů/plutony.
VIII.2.5.5. Regionální metamorfóza
Metamorfní pochod postihující rozsáhlé komplexy hornina na velkých areálech. Role teploty, tlaku (všesměrný i orientovaný), role fluid. Spojení s orogenezí, tvorba krystalických břidlic.
VIII.2.6. Klasifikace metamorfovaných hornin
Klasifikační kritéria – a) současné minerální složení, b)stupeň metamorfózy, c) složení výchozí horniny.
VIII.3. Sedimentární horniny
VIII.3.1. Úvod
Sedimenty, usazené horniny
Vznik sedimentárních hornin – součást exogenních procesů a dynamiky.
Horninový cyklus – vyvřelé, metamorfované a starší sedimentární horniny se mohou stát horninami sedimentárními díky procesům zvětrávání, eroze, transportu, depozice a diageneze/litifikace/zpevnění. Průběh na zemském povrchu a svrchních částech zemské kůry. Role dalších cyklů (vody, uhlíku..)
VIII.3.2. Zvětrávání - soubor procesů, jimiž se horniny svrchní části litosféry přizpůsobují podmínkám interakce litosféry, atmosféry, hydrosféry, biosféry a technosféry. Podílejí se na nich atmosféra tj. klimatické podmínky, geologické podmínky (endogenní např. tektonika i exogenní např. činnost organizmů a člověka) a hydrosféra.
Eroze je rozrušující mechanický pochod na povrchu litosféry, způsobený pohybem vody, ledu a proudícího vzduchu (větru) a jimi unášenými částicemi. Hlavním projevem eroze je vymílání, koroze a obrušování, abraze. Voda způsobuje též erozi chemickou (např. vznik krasových jevů).
VIII.3.3. Transport - na přenášení materiálu v zóně zvětrávání se podílí fyzikální a chemické faktory hydrosféry, atmosféry, biosféry a technosféry. Způsoby transportu : gravitační transport, transport atmosférou (úlomky vs. plyny), transport vodou (probíhá: ve formě úlomků přímo ve vodním prostředí nebo pohybem po dně - vlečení, válení, saltace, suspenze, flotace nebo ve formě roztoků buď pravých či koloidních), transport ledem, transport činností organizmů, transport činností člověka. Během transportu ovlivnění velikosti, tvaru i složení sedimentů (vytřídění, zralost, ..). Jednotlivé transportační mechanismy mají svá specifika.
VIII.3. 4. Usazování (sedimentace) - základní příčinou usazování je převaha gravitace nad energií pohybu (snížení rychlosti proudu, větru, ochlazení média, rozpouštění ledu, atd.). Sediementace v určitém prostředí sedimentace, které je dáno souborem geologických, klimatických a biologických podmínek depozice. Základní prostředí sedimentace: terestrická/suchozemská/kontinentální, přechodná a mořská.
Termín facie - soubor všech znaků tělesa sedimentů, kterými se odlišuje od těles jiných (obvykle spojováno s depozičním prostředí).
Zpevnění/litifikace - tmel, základní hmota, matrix – karbonáty, křemen, oxidy a hydroxidy Fe,
VIII.3. 5. Klasifikace sedimentárních hornin
Tři základní typy depozičních procesů a tři základní skupiny/třídy sedimentů
Klastické(úlomkovité) sedimenty: úlomky hornin či minerální zrna
Chemogenní sedimenty: ionty vysrážené z roztoku tvoří minerály
Biogenní/biochemické: organismy odebírají ionty z roztoku, části těl organismů tvoří horniny
Detailnější klasifikace sedimentárních hornin dle jejich stavebních znaků (textura vs. struktura) a minerálního složení
Klastické sedimenty se dělí na (dle velikosti zrna):
Psefity (zrna nad 2 mm) – štěrky, slepence, brekcie
Psamity (0,063-2 mm) – písky, pískovce
Aleurity (0,063-0,002 mm) – prachy, prachovce
Pelity (pod 0,002 mm) – jíl, jílovce
Chemogenní sedimenty- dobře rozpustné, sloučeniny Ca, Na, Mg, Cl, K,B – často monominerální horniny. Např. evapority a některé vápence
Biogenní - většina vápenců, silicity, uhelné a živičné sedimenty (bohaté organickým C)
VIII.3.6. Tělesa sedimentárních hornin
Základním tělesem sedimentů je vrstva – deskovité těleso přibližně stejného petrografického složení. Vrstevnatost-vrstva - podloží - nadloží
Spodní (báze) a svrchní (strop) vrstevní plocha
Klasifikace vrstev (pravá a nepravá mocnost) - lavice (nad 25 cm), desky (1-25 cm), laminy (do 1 cm). Mapy mocností – izolinie, interpretace
Změny mocnosti či výskytu vrstvy v ploše (paleogeografie) – výmol, prstovité vyklínění, nasazení, atd.
Vrstva z pohledu historické geologie, faciální analýza
Další tělesa sedimentů: sloj, rudní lože, vložka, proplástek, horizont, čočky, biohermy
VIII.3.6. Stavební znaky sedimentů
Chápání pojmu textura a struktura v rámci moderní sedimentární geologie (sedimentary structures, sedimentary textures)
Primární sedimentární struktury (vznikly v době depozice nebo velmi krátce po ní – odráží podmínky depozice) a sekundární sedimentární struktury
VIII.3.6.1. Sedimentární struktury
Lze je rozdělit podle výskytu v rámci sedimentárního tělesa na vnější a vnitřní struktury
VIII.3.6.1.1. Vnější strukturní znaky
Dle procesů vzniky někdy děleny na mechanoglyfy/fyzikální a bioglyfy/biologické znaky. Nutno odlišit pozitiv a negativ. V některých případech diagnostické pro odlišení převrácená a normální pozice vrstev.
Čeřiny (proudové - běžně asymetrické, prudší strana po proudu (lee side), sklon ve směru proudu nebo vlnové - hojně symetrické, vodní vs. eolické čeřiny)
Duny, valy
Bahenní praskliny, otisky dešťových kapek
Struktury na bázi vrstev - vtisky (Load casts)
Struktury vzniklé na povrchu vrstvy, ale zachované na bázi nadložní vrstvy