Distribuce prvků v litosféře

1. Distribuce prvků v litosféře

2. Litosféra • kontinentální kůra • až 90 km • granitické, sedimentární a metamorfické horniny • oceánská kůra • od 2 do 10 km • mafické horniny

3. Oceánská kůra • průměrná tloušťka 7-10 km • nejstarší části 600 miliónů let

4. Kontinentální kůra • průměrná tloušťka 35 km • nejstarší části - miliardy let

5. SiO2 Al2O3 Fe203 a FeO CaO MgO Chemické složení Oceánská Kontinentální

7. Horniny Horniny - magmatické Horniny - sedimentární Horniny - metamorfní

8. Prvky v horninách • Hlavní prvky (obvykle obsah v %) • Stopové prvky (obvykle obsah pod 0.05%) O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, K… Au, Ag, Pt, Cd, Be, As, Cu, Pb…

9. Magma – Láva

10. Ca – plagioklas Plagioklas Na – plagioklas (albit) Olivín Augit Amfibol Biotit Ortoklas Muskovit Křemen Diferenciace magmatu • Bowenovo krystalizační schéma MAFICKÉ INTERMEDIÁRNÍ KYSELÉ

11. Distribuce prvků ve vyvřelých horninách (Krauskopf) Rb, Cs, Ba, Pb… • Kationty s velkým poloměrem a malým nábojem? => zastupují K • Prvky s malým poloměrem nebo s vyšším nábojem => zůstávají v tavenině nebo reziduálních roztocích => inkomatibilní • Prvky s poloměrem střední velikosti zastupují => Fe, Mg => jsou zastoupeny v mafických horninách • Chalkofilní prvky =>zůstávají v tavenině nebo reziduálních roztocích => jejich chování ovlivňuje přítomnost S • Stopové prvky => nahrazují podobné hlavní prvky => izomorfie U, Th, B, Be, Mo, W, Nb… Cr, Ni, Co (ultrabazika) Mn, Ti, V (čediče a gabra) Pb, Zn, Fe…

12. Izomorfizmus 4. pravidla o izomorfizmu viz skripta I. Iontové poloměry se liší nejvíce o 15% II. Rozdíl nábojů > 1 výrazně omezuje možnosti III. Přednost má prvek, který tvoří pevnější vazbu s okolními atomy (tj. menší poloměr nebo vyšší náboj) IV. Omezení v případě velké změny kovalence vazby

13. Příklady izomorfizmů • Li - Mg ve slídách (biotit, zinwaldit) K (Fe, Mg)3 AlSi3 O10 (F, OH)2

14. Příklady izomorfizmů • Rb - K ve slídách a v živcích (ortoklasy) KAlSi3O8

15. Příklady izomorfizmů • Hf - Zr v zirkonech ZrSiO4

16. Příklady izomorfizmů • Sr - Ca v plagioklasech • Nb  Ta v tantalitu, kolumbitu SiO3 SiO2

17. Sedimentární horniny • Vznikají druhotně – zvětráváním • pro jednotlivá geologická období typické horniny – vnější podmínky

18. Zvětrávání • Mechanické zvětrávání • led, • uvolnění tlaku, • termální expanze, • organická aktivita, • abraze apod.

19. Zvětrávání • Chemické zvětrávání • mechanické zvětrávání => katalyzátor • kyslík => oxidace • CO2 => kyselina uhličitá • H2O • organické kyseliny Atm. CO2 + voda = pH 5,7

20. Zvětrávání + eroze • zvětralý materiál = eroze

21. Eroze - následky

22. Faktory ovlivňující zvětrávání • teplota • pH • redox potenciál prostředí • přítomnost vody (vlhkosti)

23. pH

24. Venuše Země Mars Voda Pindar – …voda je nejlepší z věcí… (522-543 BC) 610 Pa 273,16 K

25. Distribuce prvků v sedimentárních horninách • Sedimentace SiO2 => pískovce, rohovce Ca, Mg => karbonatické sed. K, Al => břidlice Na => evapority • Diageneze

26. Fyzikální separace při sedimentačním procesu • Kumulace odolných reziduálních minerálů • viz ložiska Au, Pt, REE, Be, Zr, Sn apod. • Au (ryzí) • Be (beryl) • Sn (kasiterit – cínovec) • Zr (zirkony)

27. Základní reakce • Rozpouštění a hydratace • Fe2O3 + H2O  Fe(O)OH (stejná reakce pro Al, Mn) • SiO2  H4SiO4 • CaSO4 hydratuje CaSO4 . 2H2O • Zvětrávání karbonátů • CaCO3 + H2CO3 Ca2+ + 2HCO3- • Oxidační reakce • FeS2 + O2 + 2H2O  Fe2+ + 2H2SO4

28. Základní reakce - hydrolýza • Hydrolýza – živce a neoxidovatelné silikáty 4KAlSi3O8+22H20  4K+ + 4OH- + Al4Si4(OH)8 + 8H4SiO4 kaolinit V kyselém prostředí:  4K+ + 4Al3+ + ??H4SiO4 Acidifikace životního prostředí

29. Distribuce prvků v metamorfních horninách změnou p a T podmínek v okolí hornin sedimentárních nebo magmatických  metamorfóza podobné ale mnohem výraznější změny než při diagenezi

30. Metamorfní facie