Geokémia

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Geokémia"

Győző Kerekes
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Geokémia

2 A Föld szerkezete, a földkéreg felépítése földkéreg: a Föld legkülső, szilárd halmazállapotú rétege, amely kőzetekből áll. A földkéreg bolygónk sugarával összehasonlítva nagyon vékony, az óceánok alatt átlagosan 6-7 km, a szárazföldeknél átlagosan km. A földkéreg alatti földköpeny szintén kőzetekből épül fel. A földkéreg, illetve a földköpeny felső részét együttesen kőzetburoknak nevezzük. A kőzetburok a Föld külső, merev héja, vastagsága km között változik.

3 Ásványok és kőzetek ásvány: a földkéreg egynemű, egyetlen kémiai képlettel leírható szervetlen eredetű alkotóeleme (kb (4300) ásványt ismerünk, ebből 200, ami kőzetalkotó, legfontosabbak: kvarc, csillámok, földpátok, olivinek, piroxének, amfibolok) kőzet: ásványtársulás, olyan nagy kiterjedésű ásványtömegek, illetve jellemző összetételű ásványegyüttesek, amelyek meghatározott természeti folyamatban egységesen képződnek, s a Föld szilárd kérgét alkotják. A kőzetek együttesen képződött ásványok jellemző társulása. ásványok keletkezése: a természetben bárhol a kristályosodás kristálycsírák képződésével indul meg ha az oldat vagy olvadék lehűlése lassú, úgy kevés, de nagy kristály képződik ha a lehűlés gyorsan megy végbe, a kristálycsíráknak sem lesz idejük növekedni és sok apróbb kristály képződik egy ásvánnyal legtöbbször több ásvány képződik párhuzamosan, így előfordulhat, hogy nem marad hely a kristálylapok kifejlődéséhez polikristályos (sok-sok kristályból álló) halmazok pl:gránit

Ásványok keletkezése 1. Magmás ásványképződés magmából kikristályosodott ásványok: nagy hőmérsékleten és nyomáson képződnek.

A Föld mélyebb zónáiban képződik, a szilárd kőzetek részleges megolvadásával. láva: Ha a magma kijut a felszínre, lávának hívjuk.

Ha a magma nem éri el a földfelszínt, behatolhat a földkéreg repedéseibe. Előkristályosodás: Az olvadék a magmakamra peremi részein kezd el kihűlni először.

Főkristályosodás: T tovább csökken (900 C), alacsonyabb olvadáspontú ásványok kristályosodnak, pl: olivin-, piroxén-, és amfibol-csoport, majd a földpátok, csillámok és kvarc magmás kőzetek nagy

4 Ásványok keletkezése 1. Magmás ásványképződés magmából kikristályosodott ásványok: nagy hőmérsékleten és nyomáson képződnek. magma: kőzetolvadék (szilikátok, oxidok), nagy olvadáspontú vegyületek alkotják, néhány százaléknyi mennyiségben azonban tartalmaz könnyen illó vegyületeket is. A Föld mélyebb zónáiban képződik, a szilárd kőzetek részleges megolvadásával. láva: Ha a magma kijut a felszínre, lávának hívjuk. A lávában a gyors kihűlés hatására kevés idejük van az ásványoknak a kristályosodásra. Így sokszor igen aprók a kristályok, extrém gyors kihűlés hatására pedig kőzetüveggé szilárdulhatnak meg. Ha a magma nem éri el a földfelszínt, behatolhat a földkéreg repedéseibe. Előkristályosodás: Az olvadék a magmakamra peremi részein kezd el kihűlni először. Itt vállnak ki az első ásványok is csökkenő olvadáspontjuk szerint, majd a nehézségi erő hatására az olvadék aljára süllyednek (kb 1000 C). Főkristályosodás: T tovább csökken (900 C), alacsonyabb olvadáspontú ásványok kristályosodnak, pl: olivin-, piroxén-, és amfibol-csoport, majd a földpátok, csillámok és kvarc magmás kőzetek nagy része Pegmatitos fázis: C-os, igen lassan változó hőmérséklet, kb km-es képződési mélység o oldhatatlan gázok mennyisége, kémiai elemek dúsulnak föl, melyek nagyobb ionméretük és töltésük miatt nem tudnak egyik korábban kristályosodott ásvány- szerkezetébe sem beépülni o óriási kristályok képződhetnek pl: berill- és turmalin-csoport ásványai. Hidrotermás fázis: A magmás működés vége felé a kőzetrétegekben áramló gőzök 400 C alá hűlnek, megjelenik a forró vizes oldatrendszer. o A hidrotermás oldatok a környező kőzetek repedéseibe-üregeibe hatolnak be, majd a lehűlés hatására ásványkiválásokat hoznak létre. o ércásványok (például galenit, szfalerit, kalkopirit, cinnabarit)

5 Ásványok keletkezése 2. Üledékes ásványképződés fizikai + kémiai + biológiai hatás: aprózódás, külső erők mészkő:karbonátos területeken a víz magával hozott, vagy talajból és levegőből adszorbeált szén-dioxid-tartalma szénsavvá alakul, mely karbonátos kőzetek anyagát oldja. Amikor az ilyen kalcium- hidrogénkarbonátban gazdag víz alacsonyabb nyomású helyre érkezik, a benne lévő oldott anyag kiválik, forrásmészkő vagy cseppkő keletkezik. kősó és gipsz: tavakban, tengerekben válik ki, ha azokból annyi víz párolog el, hogy az oldat túltelítetté válik, betöményedik. metaszomatózis: Egyes vegyi úton képződött karbonátos ásvány együttesek (elemkicserélődés) kémiailag átalakulhatnak. A magnézium felvételével így képződik például a kalcitból dolomit vagy magnezit. magmás ásványok mállása: olivin-csoport ásványai szerpentinásványokká mállanak vizes közeg hatására a földpátok agyagásványokká (kaolinit, illit, montmorillonit stb.) alakulnak szulfidokat tartalmazó kőzetek a felszín közelében a vízben oldott oxigén hatására oxidálódnak szulfátokká, majd oxidokká (oxidhidroxidokká) alakulnak át savak fejlődése közben, melyek további reakciókat eredményeznek és egy sor ún. másodlagos ásványt hoznak létre.

6 Ásványok keletkezése 3. Metamorf ásványképződés metamorfózis: átkristályosodás új ásványfázisokká a hőmérséklet és/vagy a nyomás jelentős megváltozása miatt regionális: lokális: a nagy kőzetmozgások hatására keletkeznek új a magma különböző minőségű ásványfázisok kőzetrétegekbe benyomul elkülöníthetőek kis, közepes és nagy nyomáson a megszilárduló magmás kőzetben, képződött ásványtársulások, ahol a és a mellékkőzetben ún. kontaktövek alakulnak ki, ahol a magas a hőmérséklet- és nyomásviszonyok mellett hőmérsékletnek is kitüntetett szerepe van hőmérséklet és a távozó erősen függ a kiinduló kőzet ásványos, illetve könnyenillók hatására új ásványok ezzel összefüggésben kémiai összetételétől alakulnak ki. kis nyomáson és alacsony hőmérsékleten (kb. 0- Pl: Márgákba, agyagos mészkövekbe 5 kilobar között és 300 C alatt) képződnek a hatoló magmás intrúzió peremén prehnit, pumpellyit, szerpentinásványok és epidot, kalciumtartalmú gránátok, különösen a zeolitok wollastonit, diopszid képződik közepes nyomáson és hőmérsékleten (kb. 5-7 Ha kémiailag viszonylag tiszta kilobar és C körül) az epidot, aktinolit, mészkövet ér kontakt hatás, úgy a hornblende, plagioklászok mészkő márvánnyá kristályosodik. nagy nyomáson (6-7 kilobar felett) kianit, jadeit, pirop a jellemzőbb szilikátok Dr. Dávid Árpád : Ásvány és kőzettan (2011), Szakáll Sándor: Ásvány és kőzettan

7 Kőzetek csoportosítása

Magmás kőzetek képződése különböző mélységben megszilárdult magmatestek: mélységi, kiömlési és piroklasztikus kőzetek szilícium-dioxid (SiO 2 ) tartalma: meghatározza az olvadáspontját és ezzel

8 Magmás kőzetek képződése különböző mélységben megszilárdult magmatestek: mélységi, kiömlési és piroklasztikus kőzetek szilícium-dioxid (SiO 2 ) tartalma: meghatározza az olvadáspontját és ezzel együtt a folyékonyságát (viszkozitását) is. Minél nagyobb a magma SiO 2 tartalma, annál magasabb hőmérsékleten olvad meg és annál folyósabb lesz. A SiO 2 elsősorban a kontinensekről kerül a magmába, minél mélyebbről származik a magma, annál magasabb hőmérsékletű és folyósabb. SiO 2 tartalom a magma kémhatását is megszabja: magas SiO 2 tartalomnál savanyú, közepesnél semleges, alacsonynál bázikus kőzetről beszélhetünk. kristály mérete: minél hosszabb idő alatt, minél lassabban szilárdul meg a magma, annál nagyobb kristályok keletkezésére van lehetőség.

9 SiO 2 -tartalom alapján a következő osztályokat különítjük el: Ultrabázisos kőzetek: SiO 2 <44%. Uralkodó elemek a Mg, Fe, Ti. Kőzetalkotó ásványai a színes szilikátok (olivin, piroxén, amfibol, esetleg csillám) és a gyakran jelentős mennyiségű ércásványok. kőzetek színe sötét, sűrűsége igen nagy. Bázisos kőzetek: SiO 2 = 44-53%. Jelentős mennyiségben van jelen a Fe, a Mg jelentősége csökken. Az Al- és a Ca-tartalom megnövekszik. Kőzetalkotó ásványaik között megjelenik a bázisos plagioklász, emellett a színes elegyrészek közül elsősorban piroxén és olivin jelenik meg, ritkábban amfibolt is tartalmazhatnak. Általában sötét színűek, sűrűségük nagy. Neutrális kőzetek: SiO 2 = 53-64%. Csökken a Mg, Fe, Ca jelentősége, ugyanakkor az alumíniumé növekszik. Lényeges elemmé válik a Na, és részben a K- tartalom is megnövekedhet. Lényeges elegyrészeik a neutrális plagioklász, egyes típusokban a káliföldpát. A színes elegyrészek közül elsősorban amfibol fordul elő, de megtalálható a piroxén és a biotit is. A kőzetek sűrűsége közepes, színe általában közepesen sötét. Savanyú kőzetek: SiO 2 > 64%. A Mg-, Fe-, és a Ca-tartalom erősen lecsökken, uralkodó elemeik a Na, K, és Al (a Si mellett). Lényeges elegyrészei a kvarc, káliföldpát, savanyú plagioklász, biotit és amfibol. A kőzetek világosak, sűrűségük kicsi.

11 Üledékes kőzetek típusai Metamorf kőzetek típusai

12 Kőzettípusok egymásba alakulása

13 Aktív vulkáni tevékenységek Yellowstone

14 Geotermális tevékenységek Gejzírek: magasabb nyomás, magasabb forráspont

16 Forró vizes források

17 Fortyogók, sártócsák

18 Fumarolák: kevés víz, gőzként távozik,

19 Szolfatára: H2S, SO2

20 Mammuth hot springs

22 Vége

Hasonló dokumentumok

Ásványok tanítása az ELTE ásványtárában interaktív módszerekkel

Ásványok tanítása az ELTE ásványtárában interaktív módszerekkel Készítette: Kőrösi Katalin, földrajz tanári MA, 2016 A célom, hogy a tanulók megértsék az ásványképződés folyamatát a magmás, üledékes és