ezetés a kőzettanba Földtudományi BSc szak Dr. Harangi Szabolcs tanszékvezető egyetemi tanár ELTE FFI Kőzettan-Geokémiai Tanszék

Átírás

1 Bevezetés ezetés a kőzettanba 1. Földtudományi BSc szak Dr. Harangi Szabolcs tanszékvezető egyetemi tanár ELTE FFI Kőzettan-Geokémiai Tanszék szoba, szabolcs.harangi@geology.elte.hu geology.elte.hu Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 1/66 Földtudomány BSc Bevezetés ezetés a kőzettanba - tematika 1. Mi a kőzet? Milyen információk bújnak meg a kőzetekben? Hogyan vizsgálhatók a kőzetek? Legfontosabb kőzettípusok Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 2/66 Földtudomány BSc

2 Bevezetés ezetés a kőzettanba - tematika 2. Mióta vannak kőzetek? A Naprendszer kőzetei - meteoritok A Föld kialakulása Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 3/66 Földtudomány BSc Bevezetés ezetés a kőzettanba - tematika 3. A Föld öves szerkezete Lemeztektonikai környezetek és kőzettípusok Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 4/66 Földtudomány BSc

3 Bevezetés ezetés a kőzettanba - tematika 4. Magmás kőzetek típusai és képződésük Magmás kőzetek a Kárpátmedencében Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 5/66 Földtudomány BSc Bevezetés ezetés a kőzettanba - tematika 5. Üledékes kőzetek típusai és képződésük Üledékes kőzetek a Kárpátmedencében Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 6/66 Földtudomány BSc

4 Bevezetés ezetés a kőzettanba - tematika 6. Metamorf kőzetek típusai és képződésük Metamorf kőzetek a Kárpátmedencében Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 7/66 Földtudomány BSc Bevezetés ezetés a kőzettanba segédanyag órai bemutató anyagok letölthetők: Oktatás címszó alatt: Földtudomány BSc Bevezetés a kőzettanba további könyvek: Hartai Éva: A változó Föld Miskolci Egyetemi Kiadó Well-Press Kiadó, 2003 Chris Pellant: Kőzetek és ásványok. Határozó kézikönyvek sorozat Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 8/66 Földtudomány BSc

5 Bevezetés ezetés a kőzettanba számonkérés Kőzettani zárthelyi dolgozat Számonkérés anyaga: 1. Alapfogalmak 2. Előadások anyaga 3. Kárpát-medence kőzetei Kőzettan zárthelyi dolgozat: 1. rész: 10 alapfogalom (l. alapfogalom lista) Szükséges feltétel: legalább 8 pontos válasz 2. rész: kérdések az előadás anyagából Szükséges feltétel: legalább 50%-os eredmény (segédanyagok letölthetők: Vizsgajegy: ásványtan vizsga z.h. és kőzettani vizsga z.h. eredmények átlaga Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 9/66 Földtudomány BSc Kőzet definíció Kőzet: A bolygók szilárd anyagát alkotó, kémiailag heterogén, regionális elterjedésű ásványtársulás. ortoklász kvarc biotit Gránit Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 10/66 Földtudomány BSc

6 Kőzettani változékonyság 1. Magmás kőzetek Magmából (folyékony szilikátolvadék) megszilárdult képződmények A kőzetképződés részben megfigyelhető vulkanizmus Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 11/66 Földtudomány BSc Kőzettani változékonyság 2. Üledékes kőzetek Felszíni, felszínközeli folyamatok során jönnek létre: mállás szállítás lerakódás kőzettéválás (diagenezis) vagy oldatból való kicsapódás Üledékképződés megfigyelhető, a kőzetképződés csak ritkán Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 12/66 Földtudomány BSc

7 Kőzettani változékonyság 3. Metamorf kőzetek Szilárd fázisú átalakulás magas hőmérséklet és/vagy nagy nyomás következtében Kőzetképződés nem figyelhető meg Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 13/66 Földtudomány BSc Kőzettani változékonyság Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 14/66 Földtudomány BSc

8 célja megfejteni a kőzetekben rejlő titkot mikor, hogyan és miért alakultak ki? Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 15/66 Földtudomány BSc célja: példa Kamenický Šenov, Csehország Hogyan alakult ki ez a szabályos ötszög és hatszög alakú oszlopokból álló kőzet? Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 16/66 Földtudomány BSc

9 célja: példa 1. A szabályos ötszög és hatszög alakú oszlopok kristályokra emlékeztető szimmetriára emlékeztetnek, tehát ez a szabályos szerkezetű képződmény valamilyen oldatból, pl. tengervízből vált ki. Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 17/66 Földtudomány BSc célja: példa 2. Ezt a kőzetet macskakőnek fejtették, azaz a kőzet megjelenése a kőfejtés során alakult ki, ahogy a kőbányászok kifaragták a sziklából a köveket. Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 18/66 Földtudomány BSc

10 célja: példa 3. A kőzet szabályos megjelenése természetesen alakult ki, forró láva viszonylag lassú kihűlése során, ami szabályszerű összehúzódással járt, úgy mint például a kiszáradó iszap esetében. Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 19/66 Földtudomány BSc célja: példa Szavazás! A szabályos oszlopos megjelenés oka: 1. Tengervízből történő kristályosodás 2. Kőfejtés 3. Láva lassú kihűlése Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 20/66 Földtudomány BSc

11 célja: példa Szavazás! Megoldás: 1. Tengervízből történő kristályosodás 2. Kőfejtés 3. Láva lassú kihűlése Akkor ez egy vulkáni kőzet? Jó, de hol itt a vulkán? Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 21/66 Földtudomány BSc Hogyan nyerhetők ki a rejtett információk ebből a sötét kőből? Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 22/66 Földtudomány BSc

12 Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 23/66 Földtudomány BSc Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 24/66 Földtudomány BSc

13 Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 25/66 Földtudomány BSc Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 26/66 Földtudomány BSc

14 Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 27/66 Földtudomány BSc Optikai mikroszkóp hogy belelássunk a kőzetbe! Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 28/66 Földtudomány BSc

15 Hogyan készül a kőzettani vékonycsiszolat? Kőzetvágás Tárgylemezre ragasztás Csiszolás Polírozás Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 29/66 Földtudomány BSc Hogyan készül a kőzettani vékonycsiszolat? Kőzetvágás Tárgylemezre ragasztás Csiszolás Polírozás Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 30/66 Földtudomány BSc

16 Hogyan készül a kőzettani vékonycsiszolat? Kőzetvágás Tárgylemezre ragasztás Csiszolás Polírozás Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 31/66 Földtudomány BSc Hogyan készül a kőzettani vékonycsiszolat? Kőzetvágás Tárgylemezre ragasztás Csiszolás Polírozás Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 32/66 Földtudomány BSc

17 Hogyan készül a kőzettani vékonycsiszolat? Kész! A kőzetcsiszolat 30 μm vastag Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 33/66 Földtudomány BSc Mi látható a kőzettani mikroszkópban? Feltárulnak az ásványok! Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 34/66 Földtudomány BSc

18 Mi látható a kőzettani mikroszkópban? Beeső fénysugár Visszaszórt fénysugár levegő i r üveg r Megtört fénysugár Fénytörési index: n = sin i / sin r Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 35/66 Földtudomány BSc Mi látható a kőzettani mikroszkópban? Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 36/66 Földtudomány BSc

19 Mi látható a kőzettani mikroszkópban? Kristályok alakja Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 37/66 Földtudomány BSc Mi látható a kőzettani mikroszkópban? Kristályok hasadása Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 38/66 Földtudomány BSc

20 Mi látható a kőzettani mikroszkópban? Keresztezett polarizátorok: Ásványok interferenciaszíne, Optikai tulajdonságai (izotróp és anizotróp ásványok) Hipersztén-gabbró: plagioklász és ortopiroxén ( Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 39/66 Földtudomány BSc Mi látható a kőzettani mikroszkópban? Keresztezett polarizátorok: Ásványok kristályosodási története Csomád, dácit: zónás plagioklász Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 40/66 Földtudomány BSc

21 Milyen ásványok alkotják a kőzetet? Biotit-gránit: kvarc, plagioklász, káliföldpát és biotit ( Talk-tremolit pala: tremolit kristályok talk alapanyagban ( Magmás ásványok Metamorf ásványok Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 41/66 Földtudomány BSc Ásványok és kőzettörmelékek a kőzetben Lapillitufa Kissomlyó Vulkáni törmelékes kőzet (piroklasztit) Glaukonitos homokkő (Adams et al: Atlas of sedimentary rocks under microscope) Törmelékes üledékes kőzet Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 42/66 Földtudomány BSc

22 Milyen a kőzet szerkezete (szövete)? magmás kőzetek ol ol Bazalt Ság hegy Viszonylag gyors megszilárdulás Nórit (gabbró) ( Lassú megszilárdulás Vulkáni (kiömlési) magmás kőzet Mélységi magmás kőzet Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 43/66 Földtudomány BSc Magmás kőzetek mélységi -plutonokstb. kiömlési - vulkánok - lávaöntő - robbanásos Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 44/66 Földtudomány BSc

23 Magmás kőzetek További osztályozás: ásványos összetétel szerint Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 45/66 Földtudomány BSc További osztályozás: ásványos összetétel szerint Streckeisen-diagram Magmás kőzetek Q = kvarc A = alkáli földpát P = plagioklász F = földpátpótló Q+A+P+F > 10% a kőzetben Alapvetően mélységi magmás kőzetekre Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 46/66 Földtudomány BSc

24 Milyen a kőzet szerkezete (szövete) és összetétele? üledékes kőzetek Törmelékes üledékes kőzetek További osztályozás szemcseméret szerint: agyagkő homokkő breccsa, konglomerátum Vegyi és biogén üledékes kőzetek További osztályozás összetétel szerint: karbonátos kőzetek (mészkő, dolomit sókőzetek (evaporitok) kovakőzetek Szerves üledékes kőzetek További osztályozás összetétel szerint: kőszén kőolaj Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 47/66 Földtudomány BSc Milyen a kőzet szerkezete (szövete) és összetétele? metamorf kőzetek Ásványok: klorit, epidot, aktinolit, albit, kvarc, titanit Ásványok: gránát, piroxén ( Zöldpala Eklogit Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 48/66 Földtudomány BSc

25 Milyen a kőzet szerkezete (szövete) és összetétele? Indexásványok Metamorf fáciesek metamorf kőzetek Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 49/66 Földtudomány BSc Milyen a kőzet szerkezete (szövete) és összetétele? metamorf kőzetek Ásványok: gránát, piroxén Ásványok: kvarc, muszkovit ( Granulit Kvarc-csillámpala Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 50/66 Földtudomány BSc

26 Milyen a kőzet szerkezete (szövete) és összetétele? metamorf kőzetek Metamorfózis során változik: Ásványos összetétel és/vagy Szövet-szerkezet (deformáció hatására) foliáció elválás palásság lineáció gyűrődés törés, töredezés sávosság rétegesség Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 51/66 Földtudomány BSc Milyen a kőzet szerkezete (szövete) és összetétele? metamorf kőzetek Átkristályosodás Foliáció kialakulása Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 52/66 Földtudomány BSc

27 További osztályozás: ásványos összetétel szerint Q = kvarc A = alkáli földpát P = plagioklász F = földpátpótló Magmás kőzetek osztályozása Q+A+P+F > 10% a kőzetben Alapvetően mélységi magmás kőzetekre Vulkáni kőzetek? Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 53/66 Földtudomány BSc Kőzetek kémiai összetételének meghatározása Főelemek Nyomelemek Izotópok Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 54/66 Földtudomány BSc

28 Főelemek Nyomelemek Izotópok Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 55/66 Földtudomány BSc Magmás kőzetek osztályozása petrográfia + geokémia Ultramafikus (ultrabázisos): SiO 2 <44 t% Mg, Fe, Ti színes szilikátok (olivin, piroxén, amfibol, esetleg csillám), ércásványok Mafikus (bázisos): SiO 2 = t% Sok Fe; Mg csökken; Al és Ca nő B plagioklász, piroxén, olivin, (amfibol) Neutrális: SiO 2 = t% Mg, Fe, Ca csökken, Al nő, Na, (K) nő N plagioklász, (káliföldpát), amfibol, (piroxén, biotit) Felzikus (savanyú): SiO 2 >64 t% Mg, Fe, Ca tartalom erősen lecsökken, uralkodó Na, K, Al (a Si mellett) kvarc, káliföldpát, savanyú plagioklász, biotit, amfibol Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 56/66 Földtudomány BSc

29 Főelemek Nyomelemek Izotópok Bazaltok, de mégis mennyire más az összetételük! Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 57/66 Földtudomány BSc Főelemek Nyomelemek Izotópok Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 58/66 Földtudomány BSc

30 Főelemek Nyomelemek Izotópok Kormeghatározás Juvinas akondrit (Lugmair et al. 1975) Kor: 4560 millió év Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 59/66 Földtudomány BSc Főelemek Nyomelemek Izotópok Kormeghatározás A legidősebb földkéreg darab! Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 60/66 Földtudomány BSc

31 Főelemek Nyomelemek Izotópok Bazaltok radiogén izotópösszetétele: A földköpeny felső részének nagyfokú kémiai heterogenitása! Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 61/66 Földtudomány BSc Hogyan nyerhetők ki a rejtett információk ebből a sötét kőből? Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 62/66 Földtudomány BSc

32 Izotópgeokémiai kormeghatározás (K-Ar izotóp adatok alapján) Kialakulás kora: 27,9 millió évvel ezelőtt Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 63/66 Földtudomány BSc A kőzet petrográfiai jellege A kőzet: olivin-tartalmú bazalt Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 64/66 Földtudomány BSc

33 Kőzet osztályozása A kőzet: bazanit Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 65/66 Földtudomány BSc A kőzet kémiai összetétele Földköpeny kőzetének kis mértékű részleges megolvadásával képződött bazanitos magma néhány nap alatt a földfelszínre tört Harangi Sz.: Bevezetés a kőzettanba 1. dia - 66/66 Földtudomány BSc