Migmatity

Jde o skupinu hornin různých textur, které vznikly při nejvyšší metamorfóze (ultrametamorfóze). Jsou to většinou šedě zbarvené horniny. Od rul se liší typickými migmatitovými texturami. Nejběžnější migmatity jsou výrazně páskované. Odlišuje se v nich tzv. metatekt (složka granitická - obvykle světlejší pásky) a substrát (složka blízká svým složením původní hornině - tmavší pásky). Ke vzniku těchto textur dochází již při částečném natavení hmoty horniny. Tím jsou migmatity velmi blízké (podmínkami svého vzniku) horninám vyvřelým. Minerálním složením jsou velmi blízké pararulám.

prehledy

Křemen, živce, muskovit, biotit, některé pyroxeny a amfiboly, granáty, turmalín, jsou příklady minerálů, které se vyskytují jak v magmatických, tak i metamorfovaných horninách. S řadou z nich se setkáváme i v klastických sedimentech díky jejich odolnosti vůči zvětrávání v průběhu rozrušování výchozích hornin i transportu. Mezi nejodolnější patří křemen, muskovit, granáty.
Kromě výše uvedených, existuje ještě skupina minerálů vznikajících jen při metamorfóze: některé granáty, andalusit, kyanit neboli disten, sillimanit, cordierit, staurolit, sericit, chlorit, mastek, serpentin, grafit. Jejich identifikací v hornině lze s největší pravděpodobností považovat danou horninu za metamorfovanou. Některé z nich se mohou vzácně vyskytovat i v jiných než metamorfovaných horninách. Vlastnosti minerálů jsou popsány v přehledné tabulce v doplňkových skriptech "Návod k popisu a určování hornin při samostudiu".
Další (např. křemen, kalcit a dolomit) nezanikají při metamorfóze, a proto se mohou vyskytovat jak v sedimentárních, tak i metamorfovaných horninách (např. přeměna vápence v krystalický vápenec neboli mramor).

Textury

Jen malá část metamorfovaných hornin má texturu všesměrnou (některé kontaktně metamorfované horniny, eklogity a serpentinity neboli hadce).
Z hlediska tvaru minerálních součástek je možné rozlišit texturu granoblastickou, lepidoblastickou a nematoblastickou.
• • textura granoblastická se vyznačuje přítomností převážně izometrických, nepravidelně omezených zrn - napo. mramor
• • textura lepidoblastická je charakteristická pro horniny, v nichž jsou v podstatné míře zastoupeny šupinkovité či lupenité minerály - napo. fylit, svor
• • textura nematoblastická je podmíněna vyšším zastoupením sloupečkovitých nebo jehlicovitých minerálu - napo. amfibolit
Pro popis horniny lze používat také kombinace tří výše uvedených textur, přičemž převládající typ textury stojí na konci složeného názvu textury (např. lepidogranoblastická textura označuje texturu s převládajícím šupinkatým minerálem nad zrnitým - obr. 16 A).
Podle relativní velikosti minerálu vyskytujících se v hornině se odlišuje textura homeoblastická (přibližně stejně velké součástky) a heteroblastická (různě velké součástky, netvoří se však porfyroblasty). Zvláštním případem je textura porfyroblastická, kdy se v hornině vytvářejí relativně velká minerální zrna - porfyroblasty vzhledem k velikosti minerálních zrn základní hmoty.

U hornin vstupujících do procesu metamorfózy se postupně mění:

• • textura
• • minerální složení
• • chemizmus
Do jaké míry dochází ke změně vlastností u původní horniny závisí na intenzitě působení metamorfních faktorů, kterými jsou především:
• • teplota
• • všesměrný tlak (hydrostatický, litostatický)
• • orientovaný tlak (stress)
• • parciální tlak fluid
• • chemická aktivita složek vstupujících do procesu metamorfózy
• • čas
Je nutné si uvědomit, že existuje pestrá škála hornin (magmatických, sedimentárních či dříve metamorfovaných), které vstupují do procesu metamorfózy a existuje celá řada faktorů, které ovlivňují průběh metamorfózy. Pouze malou změnou kterékoli z vlastností původní horniny či nepatrným pozměněním faktoru metamorfózy, muže dojít ke vzniku zcela odlišných metamorfovaných hornin. A naopak někdy velmi odlišnými metamorfními pochody při vhodných vlastnostech původní horniny mohou vzniknout velmi blízké metamorfované horniny. Teoreticky by tak bylo možno, vzájemnou kombinací různých původních hornin a faktorů metamorfózy, vytvořit nekonečně mnoho druhů metamorfovaných hornin.

HORNINY METAMORFOVANÉ

Vznik metamorfovaných hornin
Metamorfované horniny vznikají metamorfózou (přeměnou) magmatických, sedimentárních nebo starších metamorfovaných hornin.
METAMORFÓZA je poměrně složitý proces, při kterém dochází k přizpůsobování již existujících hornin novým fyzikálně-chemickým podmínkám prostředí, do nichž se postupně dostávají vlivem neustále probíhajících geologických procesů. Je však odlišná od zvětrávání a diageneze. Na rozdíl od těchto procesů (viz. vznik sedimentů), probíhá metamorfóza v odlišných fyzikálně-chemických podmínkách, daných nejčastěji vyšší teplotou a tlakem. Z hlediska geologické pozice probíhá metamorfóza obvykle v hlubších částech zemské kůry. Od magmatických procesů je odlišná tím, že horninový materiál zůstává v průběhu metamorfózy v pevném stavu (nevzniká magma). Při metamorfóze horniny vznikají nové, metamorfní minerály. Tento proces se nazývá blastéza.

Textury sedimentárních hornin

Pro většinu sedimentárních hornin je typická vrstevnatá textura (obr. 8), související se způsobem jejich vzniku. Častá je i textura pórovitá. Velikost pórů bývá obvykle několik desetin mm až několik mm.
Textury klastických sedimentárních hornin
Klastické sedimenty (úlomkovité) se dělí podle velikosti úlomků do čtyř skupin:
Názvosloví podle ČSN 73 1001
• psefity (velikost nad 2 mm) štěrková složka (ba)
• psamity (2 až 0,06 mm) písčitá složka (bb)
• aleurity (0,06 až 0,002 mm) prachová složka (ca)
• pelity (pod 0,002 mm) jílová složka (cb)
Na základě tohoto rozdělení se popisují i textury psefitická, psamitická, aleuritická a pelitická.

Ledovcová sedimentace

Ledovcová sedimentace se vyznačuje netříděností materiálu. Ledovce se dělí, podle toho kde se vyskytují, na:

bazální moréna
Typický tvar ledovcového údolí
• pevninské (skandinávského typu)
•
o vysokohorské (alpského typu). Ledovcové údolí vysokohorského ledovce má tvar písmene U.
V ledovcích vznikají bazální, boční a čelní morény, které po ústupu ledovce významně ovlivňují morfologii území. Často zahradí údolí a tak vznikají horská jezera (plesa). Morenové sedimenty lze dobře využívat jako stavební materiál, je však třeba je třídit a zbavit jílovitých a hlinitých příměsí.



Zbytky sedimentů kontinentálního ledovce nacházíme u nás na Ostravsku, Opavsku a v Moravské bráně. Jsou to jednak známé osamocené bludné (eratické) balvany, jednak fluvioglaciální písčité štěrky a souvkové hlíny.

Tvar říčního údolí na horním toku

Říční sedimenty vznikají podle charakteru a vývoje říčního toku i říčního údolí. V horním toku má říční údolí zpravidla tvar písmene V. Erozivní činnost je převážně hloubková, nerovnosti a spádová křivka toku se vyrovnávají vodopády a peřejemi. Horninové úlomky se transportují vlečením a dochází k intenzivnímu opracovávání horninového materiálu. Na středním toku řeka eroduje do stran, vytváří spíše neckovité údolí a meandry (zákruty) a ukládá sedimenty. Postupně klesá velikost sedimentovaných částic a vytvářejí se aluviální nivy. V dolním toku převažuje zpravidla sedimentace nad erozí. Vznikají aluviální roviny s mohutnými nejmladšími nánosy, často bahnitého nebo písčitobahnitého charakteru.

klima

Na souši je rozhodujícím faktorem klima. Určuje charakter sedimentu. V pouštních oblastech (zabírají asi 1/5 souše) je rozpad hornin ovlivňován střídáním denní a noční teploty a dochází k deskvamaci neboli odlupování povrchu hornin. Vzniklé úlomky jsou dále přenášeny větrem za vzniku dun (písečných přesypů). V období prudkých lijavců mohou i zde vznikat bahnité písčité proudy v korytech jinak vyschlých řek. Rovněž po období zimních mrazů dochází k rozbřídání pouštních sedimentů a jejich novému ukládání. V horkých oblastech dochází k extrémnímu výparu a při povrchu se tak vytváří pevné krusty a kůry, často pestře zbarvené - načervenalé a žlutohnědé.
V podhůří a na úpatí svahů všech zeměpisných šířek vznikají svahové sedimenty. K sedimentaci úlomků dochází účinkem gravitace a přemisťování nastává deštěm nebo svahovými pohyby. Vytvářejí se dejekční kužely i kamenná moře.

Sedimentační prostředí

Podle prostředí, ve kterém sedimentace (usazování) probíhá můžeme rozlišit sedimentaci na pevninách a sedimentaci v mořích.
Mořského původu je převážná část sedimentů. Usazování zde probíhá chemickou i biochemickou cestou, ale i mechanickým tříděním klastických částic přinesených z pevniny.
Podle toho kde k sedimentaci dochází, mění se způsob sedimentace i charakter sedimentu. Na pevninském šelfu (kontinentální pláni), která má velmi mírný sklon a sahá do hloubky cca 200 m vznikají sedimenty štěrkovité, písčité a jílovité a jejich zrnitost se postupně zjemňuje s hloubkou. Mohou zde vznikat i organogenní útesové vápence (korálové bariéry) a v mělkých částech evapority (sůl, sádrovec). Ve větší hloubce pod kontinentálním svahem vznikají jemná bahna i chemické sedimenty. Na tvorbu sedimentů v moři má vliv teplota vody, tlak vody, salinita i organizmy.
Na kontinentech může sedimentace probíhat jednak na souši, jednak pod vodou. K sedimentům, které vznikají na souši patří sedimenty eolické (větrné), sedimenty svahové a sedimenty ledovcové. K sedimentům, které vznikají ve vodním prostředí patří sedimenty říční, jezerní a sedimenty pobřežních lagun.

Vznik sedimentárních hornin

Vznik sedimentárních hornin lze rozdělit na několik fází:
• zvětrávání hornin (magmatických, metamorfovaných nebo starších sedimentárních)
•
o přenos - transport zvětralého materiálu různými transportními činiteli (voda, vzduch, ledovec) v podobě klastických částic nebo formou roztoků
o usazování - sedimentace přeneseného materiálu v sedimentačních prostředích různého charakteru, může jít o hromadění klastických částic nebo srážení minerálů z roztoku
o zpevňování - diageneze usazeného materiálu, a to buď kompakcí (stlačením) vlivem tíhy nadloží, nebo chemickou cestou tzv. cementací, při níž dochází k vysrážení některého minerálu tvořícího v klastických sedimentech tmel. Diagenezí zpevněné sedimenty považujeme za horniny skalní. Příkladem může být vznik pískovce z písku nebo slepence ze štěrku.

HORNINY SEDIMENTÁRNÍ

Jsou nejrozšířenějšími horninami na zemském povrchu. Setkáváme se s nimi ve stavební praxi jako s nejčastějšími typy základové půdy pro jednoduché stavby, založené na plošných základech, i pro liniové dopravní stavby.
Vzhledem k tomu, že petrografická klasifikace sedimentů není dosud ve světě jednotná, uvádíme zde tradiční starší dělení na sedimenty klastické, chemické a organogenní. Ke skupině klastických sedimentů přiřazujeme i skupinu hornin vulkanoklastických a reziduálních.

Minerály magmatických hornin

Přehledná charakteristika všech horninotvorných minerálů podle jejich četnosti výskytu a množství v jednotlivých typech hornin je zpracována v tabulkové formě v učebním textu VUT v Brně "Návod k popisu a určování hornin při samostudiu". Minerály jsou seřazeny tak, že se nejprve seznámíte s minerály nejběžnějšími, vyskytujícími se ve všech třech typech hornin a následně s typickými minerály pro magmatické, sedimentární a metamorfované horniny. Minerály jsou charakterizovány základními makroskopicky pozorovatelnými znaky tj. barvou, štěpností, tvrdostí, leskem a habitem. Kromě toho je u každého minerálu uveden jeho chemický vzorec a hustota. Zmíněny jsou také nejdůležitější výskyty daného minerálu v horninách.
Pro přehled je zde uveden pouze výčet nejdůležitějších minerálů, běžně se vyskytujících ve vyvřelých horninách. Mezi nejhojnější minerály, zastoupené ve většině hornin i v největším objemovém množství, patří skupina živců. Ty se dělí podle přítomných kationtů na živce draselné, označované obvykle K-živce, a na živce sodno-vápenaté, značené Na-Ca živce tzv. plagioklasy.
Dále je velmi běžným a důležitým minerálem křemen, který spolu s živci má zásadní klasifikační význam. Následující minerály se v nejrozšířenějších typech hornin zpravidla vyskytují jako minerály podružné. Jsou to slídy muskovit a biotit, dále amfiboly, pyroxeny, foidy, a zcela v nepatrném množství pak turmalín, granát, olivín, analcim a ze sulfidů pyrit.

textura

Panidiomorfní textura je případ, kdy většina krystalů v hornině je omezena idiomorfně. Hypidiomorfní textura vystihuje případy, kdy jsou v hornině přítomny jak minerály omezené idiomorfně, tak i hypidiomorfně a jiné i alotriomorfně. Konkrétním příkladem hypidiomorfní textury je textura granitická, kde tmavé nerosty (amfibol, biotit) mají vyšší stupeň idiomorfie než nerosty světlé, jako např. živce a křemen, který krystalizuje poslední a je téměř vždy alotriomorfní.

idiomorfní

hypidiomorfní
alotriomorfní
Podle stupně krystalizace hmoty horniny lze vyčlenit texturu holokrystalickou s plně vykrystalizovanou hmotou, texturu hypokrystalickou, kde vedle krystalů je v horninové hmotě přítomno i sklo a texturu hyalinní neboli sklovitou, v případě, že většina hmoty vlivem rychlého ochlazení utuhne jako sklo (vulkanická skla). Textury hypokrystalická a sklovitá se vyskytují pouze u hornin výlevných.
Minerály v hornině bývají různě dokonale omezeny krystalovými plochami. Podle stupně idiomorfie se rozlišují idiomorfně (dokonale) omezené minerály, které jsou ohraničeny vlastními krystalovými plochami. Hypidiomorfně omezené minerály jsou ohraničeny vlastními krystalovými plochami jen z části. Částečně jsou nepravidelné, protože se při svém růstu musely přizpůsobit již dříve vykrystalizovaným minerálům. Alotriomorfně omezené minerály jsou zcela nepravidelné. Jsou to obvykle ty, které krystalizují z taveniny jako poslední (např. křemen).
U stejnoměrně zrnitých textur se vyjadřuje charakter vzájemného omezení minerálů v hornině texturami panidiomorfně zrnitou, hypidiomorfně zrnitou a panalotriomorfně zrnitou (aplitickou), které lze však jednoznačně identifikovat zpravidla až mikroskopicky.

Textury vyvřelých hornin podle průměrné absolutní velikosti zrna

Označení textury	Průměrná velikost zrna (mm)	Příklady hornin
velkozrnná	nad 33
velmi hrubozrnná	33 až 10	pegmatit
hrubozrnná	10 až 3,3
středně zrnitá	3,3 až 1	hlubinné horniny
drobně zrnitá	1 až 0,33
jemně zrnitá	0,33 až 0,1	základní hmota žilných hornin
velmi jemně zrnitá	0,1 až 0,01	základní hmota výlevných hornin
makroskopicky celistvá	pod 0,01

Podle relativní velikosti zrna lze rozlišit texturu stejnoměrně zrnitou s řádově stejně velkými minerály a texturu porfyrickou. Ta se vyznačuje relativně velkými krystaly obklopenými jemnozrnnější základní hmotou. Větším krystalům se říká porfyrické vyrostlice. Porfyrická textura je běžná u některých hornin výlevných a žilných.

textura

Dojde-li později k zaplnění pórů nějakým minerálem za postvulkanických procesů, vzniká textura mandlovcovitá. Zvláštním případem je textura pěnovitá, kde jsou mezi jednotlivými dutinami jen velmi tenké stěny sklovité hmoty.

Velice důležitou kategorií textur vyvřelých hornin jsou textury vyjadřující průměrnou absolutní velikost zrn. Zrnitost horniny často velmi dobře charakterizuje podmínky, za kterých hornina vznikala, a je tedy důležitým hlediskem při makroskopickém určování hornin. Důležitá je i souvislost mezi velikostí zrna a některými fyzikálně-mechanickými vlastnostmi. Vyčlenění textur podle průměrné velikosti zrn je uvedeno v tab. 2 podle stupnice E. O. Teuschera.

textura

Některé granitoidy se ojediněle vyznačují kulovitou texturou. Značná část horniny je uspořádána do více méně kulovitých útvarů s koncentrickou stavbou, mezery jsou vyplněny běžnou stejnoměrně zrnitou základní hmotou.

Podle toho jakým způsobem vyplňuje hmota horniny prostor, se u vyvřelých hornin rozlišují textura kompaktní neboli masivní, u které hmota vyplňuje prostor souvisle a textura pórovitá, typická pro výlevné horniny, u níž prostor není zcela vyplněn. Pórovitá hornina obsahuje různě velké póry zpravidla oválného tvaru, které vznikají uvolněním plynů z horniny. Jejich velikost se může pohybovat od zlomků milimetrů do několika decimetrů.

textura

Nejtypičtější texturou vyvřelých hornin, zvláště plutonitů, je textura všesměrně zrnitá. Pro zájemce je možno se podívat na mikrofotografie textur hornin hlubinných zde). Hmota horniny se jeví při pohledu z různých směrů stejná. Anizometrické krystaly jsou orientovány všemi směry a nevykazují přednostní orientaci.
Méně běžná je proudovitá neboli fluidální textura se zjevnou přednostní orientací, která může být zpodobněna uspořádáním anizometrických krystalů nebo protažením pórů u výlevných hornin do směru pohybu lávy.

Textury magmatických hornin

TEXTURA je soubor charakteristických znaků, které jsou podmíněny uspořádáním nerostných součástek v prostoru, jejich velikostí, omezením, stupněm krystalizace a vyplněním prostoru hmotou. Pro zjednodušení makroskopického popisu hornin jsou v tomto skriptu do pojmu textura zahrnuta i hlediska chápaná v klasickém pojetí jako struktura.
Pro makroskopické rozlišování hornin jsou textury velmi důležité, protože odráží podmínky vzniku horniny, ze kterých vychází základní členění hornin na vyvřelé, usazené a přeměněné. Používají se i jako jedno z klasifikačních kriterií. Textury se rozlišují především na základě těchto hledisek:
• orientace a rozložení součástek (např. všesměrná, šmouhovitá, kulovitá)
• vyplnění prostoru horninovým materiálem (např. masivní, pórovitá, mandlovcovitá)
• velikosti zrn (podle skutečné velikosti např. jemně zrnitá, hrubě zrnitá, nebo podle relativní velikosti porfyrická, stejnoměrně zrnitá)
• stupně krystalizace (např. holokrystalická)
• omezení minerálů (např. hypidiomorfní)