Plán akcí

Žádné události nás v nejbližší době nečekají

Novinky

  • Výroční schůze 18.12.
    18.12. v 19.30 bude výroční schůze HO tradičně u Bílé Labutě v salonku.
  • Zas ta Bořeň
    29.9. Za větrného počasí s pomocí větrů vlastních byly opět zdolány cesty Huběňour 3 a Čima 5 Jarda F. a Eva
  • Bořeň 14-15.9.
    Krásné počasí Michal K, Jarda F, Ota. Prckův pilíř (5-)MK, Čima - (5)MK, Hubeňour (3)JF, Špinavé necky (4)MK, Přepadlý pilíř stará cesta (4)MK
  • Setkání v Nepálu
    1.5.2019 jsme oslavili setkáním členů HO v Nepálu ve výšce 3800m ve vesnici Kyanjin Gompa
  • členská schůze 27.3. v 19h
    Členská schůze se koná 27.3. ve středu v rest. U Farkačů v Milovicích od 19.00h

Přihlášení

Kontakt

Horolezecký oddíl
Lysá nad Labem
Email: info@holysa.cz

Jste zde

Domů

3. Základní dělení hornin

Co je to vlastně kámen či skála, pojmy které by měly být lezcům nejbližší? Hornina se skládá z nerostů, což jsou útvary nehomogenní, tvořené různými asociacemi minerálů. My se zde budeme zabývat horninami, o které horolezci mají zájem největší, tj. ty po kterých se nejvíce leze (pískovec, žula, vápenec, buližník aj). Studiem a popisem hornin se zabývá věda zvaná petrologie či petrografie.

Horniny na zemském povrchu můžeme rozdělit na tři typy: vyvřelé, metamorfované (přeměněné) a sedimentární (usazené). Vyvřelé horniny byly vytvořeny ochlazováním roztaveného magmatu. Metamorfované horniny vznikly přeměnou (tepelnou a tlakovou) starších hornin. Nové krystaly v hornině se vytvářely za působení tlaku a podle něho jsou také orientovány. Sedimentární horniny se skládají ze zvětralých nebo erodovaných úlomků starších hornin nebo ze zbytků živých organismů.

Sedimentární horniny se vytvořily na zemském povrchu za neobyčejně nízkých tlaků, metamorfované horniny vznikly pod povrchem, kde panovaly teploty a tlaky, a intruzívní vyvřelé horniny se vytvořily rovněž pod zemským povrchem, ale za ještě vyšších teplot.

Horninový cyklus

Schéma horninového cyklu ukazuje vztahy mezi jednotlivými typy hornin. První část cyklu – eroze a zvětrávání starších hornin v půdu a písek a přenos výsledného sedimentu řekami do moře – probíhá na zemském povrchu. Téměř každý sediment, ať již na pevnině, nebo podél pobřeží, je nakonec odnášen do hlubokých mořských pánví. Zde se ukládají velmi mocné sedimenty. Například Missisippi přinesla za posledních 150 miliónů let do Mexického zálivu přibližně 500 miliónů tun sedimentů za rok. Vrstva sedimentů je nyní 12 km mocná.

Voda, jež při svém koloběhu prochází pískem, ukládá mezi jeho zrna oxidy železa, oxid křemičitý nebo oxid vápenatý a sypký písek zpevňuje v pískovec. Bahno se hmotností nadzemních sedimentů stlačuje, až se všechna voda vytlačí, a vzniká jílovitá břidlice. Tento proces změny sedimentů v horninu se nazývá diageneze.

Sedimentární horniny největší mocnosti se hromadí v dlouhých úzkých sníženinách mořského dna zvaných geosynklinály. Tyto sníženiny jsou vytvářeny sestupnými konvenčními proudy, které celé milióny let odnášejí hmotu zemské kůry do zemského nitra, do oblasti vysokého tlaku a teploty. Sedimentární hornina ve sníženině je odnášena s hmotou kúry. Vrásní se, stlačuje a zahřívá na 200 – 500°C. Tím se mění v horninu metamorfovanou.

Při klesání horniny do svrchního pláště teplota i tlak ještě stoupají, takže se hornina taví. Roztavená hornina je lehčí než pevná a nadložní horninou vystupuje k povrchu. Jestliže ho dosáhne jako lávový proud, ihned zvětrává, podléhá erozi a začíná nový horninový cyklus. Častěji však roztavená hornina utuhne pod povrchem a pak, ještě před začátkem nového cyklu, musí nadložní horninu odstranit eroze.

Přestože úplný cyklus postupuje od sedimentárních hornin k metamorfovaným a vyvřelým, je u mnohých hornin kratší – obvykle chybí vyvřelé nebo metamorfované stadium. Například sediment může být zpevněn v pískovec, ale potom vyzdvižen z moře a erodován.

Vyvřelé horniny

Vyvřelé horniny se dělí na extruzívní (výlevné) a intruzívní. Extruzívní horniny byly vyvrženy sopkami a na zemském povrchu se ochladily jako lávy. Naproti tomu intruzívní horniny utuhly pod zemským povrchem. Velikost zrna nerostu v hornině závisí na rychlosti ochlazování: když jsou horniny v zemské kůře hluboko, ochlazují se pomalu a při tom vznikají hrubozrnné horniny, jejichž krystaly narůstají do více než dvoumilimetrové délky. Právě hrubozrnnost je význačný rys intruzívních hornin.

Vyvřelé horniny třídíme podle množství oxidu křemičitého a velikosti zrn. Chemické složení, a tím i obsah oxidu křemičitého zvláště závisejí na původu magmatu, z něhož hornina vznikla. Magma může vzniknout částečným tavením hornin pod zemskou kůrou, nebo tavením samotné kůry při horninovém cyklu. Magma z kůry obsahuje více oxidu křemičitého než magma z pláště a vytváří světle zbarvené horniny, zatímco magma pláště vytváří tmavě zbarvené horniny.

Částečným tavením hornin pod zemskou kůrou vznikají bazalty (čediče – jemnozrnné extruzívní lávy), dolerit (středně zrnitá intruzívní hornina) a gabro (hrubozrnná intruzívní hornina). Čediče, jež tvoří dna oceánů, se hojně vyskytují na Islandu a v některých kontinentálních oblastech. Dolerity se nacházejí v tenkých vrstvách zvaných pravé a ložní žíly, které intrudovaly do vrstev sedimentární horniny nebo mezi ně. Gabro se objevuje ve velkých vrstevnatých intruzích, jež byly zdrojem doleritu nebo čediče. Tavení hornin, které kdysi byly sedimenty v kůře, vytváří granity (žuly). Žuly se vyskytují ve značně velkých intruzích zvaných batolity.

Podívejme se na některé horniny blíže. Z eruptiv jsou nejznámější a nejrozšířenější žuly – granity, resp. granitoidy a granodiority:

  • krkonošská žula v Krakonošově zahrádce nebo na Pančavě s typickým kvádrovitým rozpadem LQS
  • typické tvary v Yosemitu – relikty po paleogenním reliéfu a po ledovcové činnosti (Half Dome, El Capitan)
  • granitový masiv karakoramský masiv v oblasti Baltoro s dominantním Matterhornem K2
  • divoké věžovité útvary ve skupině Fitz Roy
  • geologické defilé jedněch z nejstarších granodioritů na světě v Zemi Královny Maud ve východoantarktickém prekambriu apod.

Přibývá-li u eruptiv tmavých minerálů (od světlých žul), setkáváme se s tmavšími diority až s tmavými gabry nebo gabrodiority, nebo ultrabasickými horninami.

Z žilných diferenciálů jsou nejznámější basičtější porfyrity, příp. jemnozrnné aplity nebo hrubozrnné pegmatity.

Výlevné horniny se vyskytují tam, kde je činný vulkanismus. Sopečné lávy tuhnou v kupách, proudech, starší bývají exhumovány (viz České středohoří – Bořeň). Vlhký čedič pěkně klouže, ale má nádherné šestiboké rozpukání (Panská skála u Kamenického Šenova). Rozsáhlé příkrovy výlevných hornin (čedičů, doleritů) známe z oblasti starých štítů (Indie, USA, Sibiř, Austrálie, Antarktida). Horolezecky známé jsou například Devil´s Tower ve Wyomingu nebo pohoří Hoggar na Sahaře.

Sedimentární horniny

Sedimentární horniny ke svému vzniku potřebovaly:
1.alteraci (zvětrávání) starších hornin všech typů
2.transport exogenními činiteli (voda, vítr, ledovec, gravitace)
3.sedimentární prostor ať již na souši nebo ve vodním prostředí
4.konsolidaci, hardifikaci (zpevnění)

Nejzastoupenější a nejznámější sedimentární horniny jsou především pískovce, slepence, prachovce a jílovce. K pískovcům má skálolezecká společnost nejblíže. Z ostatních např. hrubozrnných slepenců jsou známé lezecké terény u katalánského kláštera Monserrat severozápadně od Barcelony. Naopak z těch jemnozrnnějších prachovců či jílovců s typickou břidličnatostí nebo lavicovitým rozpadem mnoho horolezeckých terénů nemáme. Výjimku tvoří např. údolní defilé Peliny u Chocně, permské pískovce v okolí Hradiště nad Metují.

Pískovce mají převahu klastických (křemenných, živcových) zrn o průměru 0,03 až 2 mm. Mezihmota (pojivo) bývá jílovitá, pelitická, případně jde o sekundární tmel (křemen, kalcit, sádrovec). Křemenné pískovce často nazýváme křemence. Jsou obyčejně velmi pevné, pevnost v tlaku může přesahovat i 250 MPa (silurské cvičné skály u Černolic).

Vápence zastupují tzv. neklastické (biochemické) sedimenty. Jsou strukturně velmi pestré a mají mnoho typů. Snadno rekrystalují a proto se tu objevují druhotné struktury (póry, dutiny, žíly a žilky často vyplněné kalcitem). Zbarvení vápenců bývá způsobeno rozptýlenými oxidy Fe, šedé až černé vápence jsou bohaté na organické látky, nazelenalé obsahují chlorit nebo glaukonit. Textura vápenců, dobře viditelná na výchozech, bývá hlíznatá, konkrecionální, brekciovitá. Lezecky významné vápencové skály jsou např. Srbsko, Pálava, Arco, Dachstein, Belanské Tatry či Dolomity.

Sedimentární horniny tvořené převážně oxidem křemičitým vzniklým chemickou nebo biochemickou cestou jsou silicity (lydit – buližník, rohovec). Jsou to velmi resistentní horniny, které přetrvaly i dlouhodobé alterační a planační procesy ve starších třetihorách a v oblastech kde působila výrazná hloubková a fluviální eroze. Tam vznikla kaňonovitá údolí viz Šárecký potok s lyditovými skalními útvary.

Sedimentární horniny se dále člení na tři typy. Klasické sedimenty jsou vytvořeny úlomky starších hornin; organické sedimenty se skládají ze zbytků živočichů nebo rostlin; chemické sedimenty vznikají vysrážením nerostů a solí z vody. Vodní proudy, pohyb ledu a vlny rozbíjejí starší horniny na úlomky; některé jsou velké jako balvany, další, s průměrem kolem 1mm, tvoří písek a z velmi jemných úlomků vzniká kal. Většinu úlomků řeky odnášejí a ukládají v deltách při ústí nebo na mořském dnu. Kameny zůstávají blízko horních toků řek nebo na pobřežích a jsou stmeleny v horninu zvanou slepenec. Písek se usazuje blízko pobřeží nebo na kontinentálním šelfu a posléze vytváří pískovec. Písky jsou rovněž přenášeny větrem, který je ukládá v pouštním prostředí. Kal bývá často unášen daleko od pobřeží a mění se v jíl nebo jílovitou břidlici.

Organické sedimentární horniny mohou být vytvořeny z rostlinných zbytků (uhlí) nebo z tvrdých schránek či kosterních částí mořských živočichů. Mnohé vápence se utvořily z vápnitých koster, které zpevňovaly měkké tělo korálů, a ze schránek drobných živočichů, které moře postupně proměnilo v úlomky. Milióny let po zániku organismů se úlomky svou hmotností stmelí a vznikne vápenec. Tento proces se nazývá diageneze. K nahromadění karbonátu vápníku v současné době dochází zvláště na Bahamách a v Perském zálivu, ale v minulosti, kdy teplá moře byla mnohem rozsáhlejší, vápenec vznikal ve větších oblastech. Křída je vytvořena z nespočetných vápnitých schránek, které se dají vidět jen v mikroskopu. Mořská voda obsahuje množství soli, které se při vypařování vysráží jako karbonát vápníku, který ztvrdne v jemnozrnný vápenec. Je-li pánev částečně uzavřená, vysrážejí se i soli, například sádrovec.

Sedimentární horniny podávají i četná svědectví o povaze povrchu Země před mnoha milióny let. Jemnozrnný červený pískovec například svědčí o někdejší přítomnosti pouští. Zjišťováním vrstevního sledu a srovnáním vrstev podle povahy, obsahu zkamenělin a stáří se zabývá stratigrafie a paleontologie.

 

Přeměněné horniny

Metamorfované horniny obvykle bývají mnohem tvrdší než horniny sedimentární. Některé vznikají ponořením do velkých hloubek, jiné teplem vyvřelých intruzí. Všechna jejich zrna jsou propojena krystaly a mnohé horniny, například pokrývačské břidlice, svory a ruly, se podél některých ploch snadno štěpí. Jiné horniny, například kvarcit a mramor, jsou pevné a lámou se ve všech směrech.

Jestliže do sedimentárních hornin vnikne roztavená hmota magmatu, přeměňují se. Je to forma metamorfózy termální (tepelné) nebo kontaktní. Malé intruze, jako pravé a ložní žíly, tenkou kůru horniny pouze spečou, a tím ji učiní tvrdší; velké intruze mění horninu v okruhu několika kilometrů. Velká intruze může zahřát horninu na 700°C, a než se ochladí (trvá to více než milión let), je dost času pro tvorbu nových nerostů.

Horniny obklopující vyvřelou intruzi mohou být podle stupně přeměny rozděleny do zón. Jílovité břidlice se na vnější straně změní v pokrývačské břidlice a blízko intruze v nich vzniknou nové nerosty, například andalusit. Těsně u intruze vyvřelé horniny se vytváří tvrdá hornina – kontaktní rohovec.

K regionální metamorfóze dochází v hloubce, kde vyšší teplota a tlak vyvolají přeměnu hornin. Vzrůst tlaku je způsoben hmotností nadložních hornin, vzrůst teploty teplem zemského nitra. Při regionální metamorfóze vznikají například svory a ruly. Tyto horniny zaujímají velkou část zemského povrchu, na nichž byla erozí sbroušena stará pohoří, například Kanadský štít a části Skotska a Švédska.

Vzácný typ metamorfózy tektonické způsobují velké horninové hmoty pohybující se přes sebe. Tlak horninu drtí, dochází k velkému tření a při tom se vytváří hornina zvaná mylonit. Mylonit se objevuje jen v úzkých pruzích.

Metamorfózy rozeznáváme regionální a lokální. Pro regionální metamorfózu je typický vznik minerálů jako je sillimanit, andalusit, disten, cordierit, dále granáty, epidot, serpentin a chlorit. Při metamorfóze se mění nejen minerály, ale i struktury. Dochází k drcení, rekrystalizaci, struktury se usměrňují a vznikají struktury nové. Vzniká břidličnatost podle které se též metamorfitům říká krystalické břidlice. Nejznámější jsou fylity, svory a ruly. Ruly vzniklé ze sedimentů označujeme jako pararuly, z vyvřelin jako ortoruly. Horniny podléhající přeměně označujeme předponou meta (metapelity, metakvarcity, metabazity, metakonglomeráty). Z vápenců se stávají následkem přeměny mramory.

Při lokální metamorfóze v oblasti kontaktního dvora vznikají kontaktní rohovce, z vápenců se tvoří skarny. Sem náleží i metamorfóza dislokační, která je vázaná na poruchové linie. Horniny tu jsou drceny – mylonitizovány. Mylonitické zóny v granitech Vysokých Tater, na kterých se vytvořily alterační zóny, podmiňují vznik kuloárů, štrbin či sedlových sníženin.