základy petrologie sedimentárních hornin · 4 petrologie sedimentárních hornin • řec....
TRANSCRIPT
![Page 1: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/1.jpg)
Základy petrologie
sedimentárních hornin1.roč., LS 2019
1) úvod, hydrodynamika,
transport, sedimentární struktury
Karel Martínek
ÚGP
(Ústav geologie a paleontologie)
![Page 2: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/2.jpg)
2
syllabus kurzu
1. Úvod– procesy transportu a sedimentace, sedimentární struktury
– mechanika kapalin
– transport sedimentu
– sedimentární struktury
– gravitační procesy a sedimenty
2. Siliciklastika– klasifikace
– mikrostruktury
– sedimentační prostředí
– provenience
– diageneze
3. Karbonáty– mineralogie
– komponenty
– struktury
– sedimentační prostředí
![Page 3: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/3.jpg)
3
4. Karbonáty - diageneze– recentní
– diageneze ve starších horninách
– meteorická diageneze
– kalcitový sparit
– neomorfismus
– kompakce
– dolomitizace
– modely dolomitizace
– porozita
5. - 6. Evapority, silicity, ferolity, fosfáty, kaustobiolity
Požadavky ke zkoušce: test – znalostní kviz (výborně 85-100%, velmi dobře 70-84%, dobře 55-69%)
k zápočtu: poznávačka sedimentárních hornin (alespoň 70%)
![Page 4: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Petrologie sedimentárních hornin
• řec. „petra“ – skála, kámen; „logos“ – slovo, vhled, porozumění, nauka
• eroze – transport – sedimentace
• základní výzkum – identifikace sedim.hornin, porozumění procesům vzniku těchto hornin
• vztahy k ostatním oborům – sedimentologie, pánevní analýza, paleoklimatologie, stratigrafie; geochemie, geofyzika, petrofyzika
• aplikovaný výzkum – porozita - rezervoárová geologie (voda, ropa, plyn, úložiště CO2, ...); permeabilita –hydrogeologie; geomechanické vlastnosti – inženýrská geologie, ....
![Page 5: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/5.jpg)
5
studium sedimentárních procesů v laboratoři
Delft University, Holandsko
procesy&
produkty
(nezpevněný
sediment)
![Page 6: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/6.jpg)
6
studium recentních sedimentárních systémů
Esequibo River, Guyana
procesy&produkty (nezpevněný
sediment)
![Page 7: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/7.jpg)
7
fosilní sedimentární systémy Výchozy (Scarborough, s.Anglie)
vrty procesy&produkty (zpevněný sediment)
![Page 8: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/8.jpg)
8
mikrostrukturyoptický mikroskop elektronový mikroskop
![Page 9: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/9.jpg)
9
stratigrafický kontext
je klíčový pro interpretaci
sedimentačního prostředí
(sedimentologie)
![Page 10: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/10.jpg)
10
rozsah geologických procesů v prostoru: a v čase:
![Page 11: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/11.jpg)
11
1. Úvod - procesy transportu a
sedimentace, sedimentární struktury
1.1. mechanika kapalin
• usazování částic ze
suspenze - Stokesův zákon
18
2gdw
w - rychlost usazování částice - rozdíl hustot částice a kapalinyg – gravitační zrychleníd – průměr zrna - dynamická viskozita
![Page 13: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/13.jpg)
13
• laminární
proudění
• turbulentní
proudění
video v4.3 video v9.3
![Page 14: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/14.jpg)
14
![Page 15: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/15.jpg)
15
chování tekutin (fluid)
Newtonovské (např. voda)
ne-Newtonowské
Binghamova plastická tekutina
(např. syntetická barva)
video v1.4
![Page 16: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/16.jpg)
16
• Reynoldsovo číslo Re = UL / VU - střední rychlost proudění
L – hloubka
V – kinematická viskozita (/)
• Froudovo číslo Fr < 1 subkritický tok
Fr > 1 superkritický tok
• energie proudu (stream power) Ut0
t0 - průměrná síla působící na jednotku plochy sedimentu
gh / UFr
video v6.6
video v7.1
video v8.3
![Page 17: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/17.jpg)
17
hydraulický skok
– přechod od superkritického (Fr>1) do subkritického (Fr<1) toku
video v10.6
video v10.5
video v10.4
![Page 18: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/18.jpg)
18
1.2. transport sedimentu
• jednosměrné proudění
• typy transportu
bedload (trakce – traction carpet, saltace, rolování), v suspenzi
![Page 19: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/19.jpg)
19
![Page 20: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/20.jpg)
20Hjülstromův diagram (eroze-transport-sedimentace)
![Page 21: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/21.jpg)
21
bedformy v nekohezním substrátu
koncept proudového režimu, čeřiny, duny, migrace bedforem
Fr>1
Fr<1
![Page 22: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/22.jpg)
22
1.3 sedimentární strukturypresedimentární
• otisky (tool marks,
• otisky dešťových kapek)
bauxitový lom, Britská Guyana
![Page 23: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/23.jpg)
23
erozní struktury
proudové stopy (flute casts, gutter casts,
groove marks, proudová lineace)
![Page 24: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/24.jpg)
24
odtokové stružky (rill marks)
deformační (bahenní praskliny,
synerezní praskliny, větrné svraštění
(wrinkle marks))
vysychání
ztráta vody např. při seismických otřesech
![Page 25: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/25.jpg)
25
synsedimentární struktury
laminace (jíl, prach)
![Page 26: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Fr>1
Fr<1
horizontální zvrstvení (písek)
![Page 27: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/27.jpg)
27
proudové čeřiny
duny
![Page 28: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/28.jpg)
28
![Page 29: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/29.jpg)
29
šikmé zvrstvení – planární, korytovité
![Page 30: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/30.jpg)
30
šplhavé čeřiny
(rychlý proud, velká rychlost sedimentace)
![Page 31: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/31.jpg)
31
oscilační čeřiny
HCS zvrstvení
![Page 32: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/32.jpg)
32
heterolitické zvrstvení
mázdřité
zvlněné
čočkovité
![Page 33: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/33.jpg)
33
tidální rytmity
![Page 34: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/34.jpg)
34
gradační zvrstvení – normální, inverzní
turbiditní proud
![Page 35: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/35.jpg)
35
postsedimentární struktury
deformace nezpevněného sedimentu
•konvolutní zvrstvení
•stopy po úniku vody
•plaménková str.
vtiskové stopy, ball and pillow
![Page 36: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/36.jpg)
36
paleoproudová analýza
![Page 37: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/37.jpg)
37
biogenní struktury – fosilní stopy (ichnofosílie, bioturbace)
![Page 38: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/38.jpg)
38
![Page 39: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/39.jpg)
39
gravitační procesy
subaerické
skalní řícení (rockfall, debris
slide, toppling failure, block
glide)
rotační sesuv (slump)
translační skluz (slide)
úlomkotok (debris flow)
![Page 40: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/40.jpg)
40
translační skluz
![Page 41: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/41.jpg)
41
rotační sesuv
![Page 42: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/42.jpg)
42
úlomkotok• silně jílovitá matrix, masivní
• mechanismus transportu – kohezivita matrix působí binghamovské chování
![Page 43: Základy petrologie sedimentárních hornin · 4 Petrologie sedimentárních hornin • řec. „petra“ –skála, kámen; „logos“ –slovo, vhled, porozumění, nauka • eroze](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022051812/603041a642c3f80421748d80/html5/thumbnails/43.jpg)
43
gravitační procesy
subakvatické
turbiditní proud
Boumova sukcese