Nerosty = Minerály Horniny Tvary Nerostů Krystal Některé Nerosty

Nerosty = Minerály
-
jsou to stejnorodé neústrojné látky
dají se vyjádřit chemickým vzorcem nebo značkou
na Zemi je známo asi 3000 druhů nerostů (nejvíce SiO2 = křemen, C = diamant a tuha,
S = síra)
Horniny
-
jsou to nestejnorodé neústrojné látky složené z více nerostů  jsou to směsi !!
například žula je směs skládající se ze 100 druhů nerostů (nejvíce SiO2, živec, slída)
Tvary Nerostů
-
nerosty vzniklé krystalizací z roztoků nebo z magmatu vznikají kyseliny
Krystal
-
je těleso z pravidelnou vnitřní stavbou
na ni závisí
o tvar
o velikost
vlastnosti nerostů (například C)
o diamant
§ nejtvrdší nerost
§ atomy čtyř vazné
o grafit (tuha)
§ nejměkčí nerost
§ atomy trojvazné
Některé Nerosty
-
krystaly nevytváří a jsou beztvaré (amorfní)
o acháty
o opály
Krystaly Se Třídí Do Soustav
Krystalová soustava
Trojklonná
Jednoklonná
Kosočtverečná
Krychlová
Čtverečná
Šesterečná
Klencová
Nerost
Skalice modrá
Slída, sádrovec
Síra
Diamant, sůl (NaCl), zlato (Au), galenit (PbS)
chalkopyrit
tuha
Křemen (SiO2), kalcit (CaCO3)
Osy Krystalu
Vlastnosti Nerostu
-
fyzikální
o hustota
o tvrdost
o štěpnost
o křehkost
o kujnost
o barva
o lesk
+ propustnost světla
+ elektrická vodivost
+ magnetičnost
a)
mechanické vlastnosti
b)
optické vlastnosti
Mechanické Vlastnosti Nerostů
Hustota
- závisí na chemickém složení a krystalové struktuře
- využití při oddělování nerostů plavením
Tvrdost
- závisí na pevnosti vnitřní stavby
- Mohsova stupnice tvrdosti (sestavil ji v roce 1811 německý fyzik Fridrich Mohs)
Tvrdost
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Nerost
mastek
sádrovec
vápenec
fluorit
apatit
živec
křemen
topas
korund
Chemické Složení
Křemičitan hořečnatý (Mg3(OH)2SI4O10)
NaCl
CaCO3
CaF2
fosforečnan vápenatý
SiO2
Al2F2SiO4
Al2O3
10 diamant
-
C
využití:
o tvrdé nerosty hlavně diamant se používají na řezání, vrtání, broušení
o tuha se používá na výrobu tužek
o mastek na výrobu krejčovských kříd
o korund a diamant ve šperkařském průmyslu
- rýpou: každý následující nerost rýpe do předcházejícího
Štěpnost
- Schopnost rozpadat se na části podle určených směrů (například slída se štěpí na
lupínky, kalcit na klence, některé nerosty se rozlomí jsou lomné)
- například křemen má lasturnatý lom (pazourek = křesací kámen a různé nástroje
našich předků)
Pevnost
- Soustřednost částí
o křehké – při nárazu se rozletí (křemen)
o jemné – při nárazu nerozpadne (sádrovec)
o kujné – rozštěpují se na kovy (Au, Ag)
Optické Vlastnosti Nerostů
Barva
- nejnápadnější znak nerostu
o barevné nerosty
§ S (síra) = žlutá
§ argit = černý
§ tuha = šedočerná
o zbarvené nerosty (zbarvení je způsobeno příměsí nějakého prvku)
§ SiO2
• růžový – růženín
• žlutý – cintrid
• hnědý – záhněda
• černý – norit
• ametyst – fialový
§ Al2O3 (korund)
• červený – rubín
• modrý – safír
o bezbarvé nerosty (čiré)
§ NaCl
§ SiO2 – křišťál
Co je to vryp?
- důkaz barvy
= otěr nerostu na porcelánové desce
- u barevných nerostů je stejný jako barva nerostu
- u zbarvených nerostů je světlejší
Lesk (odraz světla od nerostu)
-
kovový (pyrit, zlato, stříbro)
perleťový (slída, kalcit)
mastný (mastek, kaolinit)
skelný (křemen)
Propustnost světla
- průhledné (slída)
- průsvitné (křemen)
- neprůsvitné (pyrit, síra)
(některé nerosty jsou pestře zbarvené, pruhované: hlavně opály a acháty  tygří oka)
Chemické Vlastnosti Nerostů
-
na základě chemického složení se nerosty dělí na:
o Nerosty prvky
§ Kovy – Au, Ag, Pt
§ Nekovy – S, C
o Nerosty Sloučenin:
Sulfidy
Halogeny
Oxidy
FeS2 (pyrit), PbS (galenit)
NaCl, KCl, CaF2 (fluorid vápenatý)
SiO2, Al2O3 (korund)
UO2·UO3 (smolinec), Fe2O3 (magnetovec)
Uhličitany
CaCO3 (kalcit), FeCO3 (ocelek)
Křemičitany živec, slída, olivín
Sírany
CaSO4·2H2O (sádrovec)
Drahokamy
– jsou to vzhledově pěkné a vzácně se vyskytující nerosty
použití:
– šperkařství, klenotnictví, mozaiky, obklady
nejdražší a velmi vzácné jsou:
– diamanty = C (světlé a jiné barvy)
o safír – modrý
o rubín – červený
o smaragd – zelený beryl
Al2O3 - korund
Polodrahokamy
– český granát, opál, achát, chalcedon
Ozdobné Kameny
– hlavně mramor a travertin na obklady
karát = jednotka hmotnosti drahokamu (1karát = 0,2g)
karát = jednotka ryzosti zlata 100% zlato = 24karátů (je příliš měkké a proto se slévá
například d Ag, Pa, Cu, …)
Hlubinné Vyvřeliny
Magma = roztavené horniny pod povrchem
– chladnou pomalu a dlouho (i milion let)
– pod povrchem země vytváří tělesa tvz. Plutony = Masivy:
Batolit = největší, není zajištěna základna
Lakolit = těleso vykuté do nadloží
Žíla = prochází vrstvy napříč
Žula = nejrozšířenější hlubinná vyvřelina
- použití:
o stavební materiál
o obklady
o parapety
o schody
o pomníky
o (dříve sarkofágy)
- známý je obelisk (= sloup) z mrákotínské žuly na Pražském hradě (je to monolit
vyrobený k výročí vzniku ČSR)
- složení:
o křemen – SiO2
§ tvrdost: 7
§ barva: bílá, růžová, zelená…
§ křemenný písek: výroba skla
§ vybarvené odrůdy křemene se používají ve šperkařství
o živec – tvrdost 6
§ ortoklas = světlý
§ lagioglas = tmavý
§ použití na výrobu porcelánu
o slída
§ muskovit = světlá
§ bivlit = tmavá
§ měkká ohebná
§ použití do omítek
Gabro = tmavošedá hornina
- složení:
o augit
o tmavý živec plagioglas
- použití:
o stavební materiál
o obklady a pomníky
o schody
Další hlubinné vyvřeliny
-
diorit
grovnodiorid
-
syenit
Výlevné Vyvřeliny
Láva = roztavené horniny na povrchu Země
– chladne velmi rychle
– strukturou je různá = od sklovité (sopečné sklo, obsidián) až po hrubě zrnitou strukturu
(pemza)
Vyvřelé Horniny vytvářejí na povrchu tělesa
– kupy
– štíty
– kužele
– příkovy, homole
Čedič = Bazalit
–
–
–
–
nejrozšířenější výlevná hornina na Zemi = ztuhlá láva
vykytuje se i na Měsíci
v ČR: Říp (obsahuje 12% magnetovce), Trosky, Doupovské hory
sloupcovitě se rozpadá (například: chráněný výtvor jsou čedičové varhany u Kamenického
Šenova = Panská Skála)
– barva:
– šedočerná až černá
– použití:
– stavební materiál (dříve v Egyptě sarkofágy)
– sošky, vázy
Znelec = Fonolit
– barva:
– černá
– šedočerná
– použití:
– stavební materiál
– štěrk
Další vyvřeliny:
–
–
–
–
obsidián (sopečné sklo)
pemza
ryolit
diabas...
Rudné Nerosty
– Magma – kromě základních prvků obsahuje i sloučeniny kovů ►vytváří se nerosty
rudných žil
– V Zemi se tvoří
– rudná ložiska
– rudné žíly
– ze kterých se může těžit
– suroviny obsahují kov + hlušinu (hlušina se musí odstranit)
Nerost
Chemická Značka
Barva
Význam
Zlato (Au)
– vyskytuje se
– v ryzí podobě (plíšky, dráty, valounky, rýžuje se v náplavech řek)
– ve zlatých žílách (ložiska)
– kovový lesk žlutá barva
– chemicky odolné (rozleptává lučavka královská)
– ryzí zlato má 24 karátů – je měkké a proto se nehodí do šperkařství
– slévá se s: Ag, Cu, Ni, paladium (bílé zlato)
– velké množství nalezišť je v
– JAR
– Rusku
– Austrálii
– USA
– Kanadě
– puncovní značka označuje ryzost zlata (pro šperkařské účely se používá 14ti nebo 9ti
karátové zlato)
– za 500 let se na světě vytěžilo asi 63 000 tun zlata (polovina z tohoto množství je uložena
v trezorech státních bank)
– využití:
– šperkařství
– stomatologie
– elektronika
– sklářství
– průmysl porcelánu
– chemické laboratoře...
V ČR se těžilo až do roku 1993!
Magneetovec
– nejbohatší na Fe (obsahuje až 72% železa)
– je v Řípu vychyluje střelku u kompasu
– Fe2O3-FeO
Usazené Horniny
Eroze = zvětrávání
Mechanické = rozpad hornin na zvětraliny vlivem teplotních změn, kořenů rostlin, větru a
deště...
Chemické = rozpad hornin vlivem chemického působení vody (= dochází k rozkladu)
I. Usazené Horniny Klastické = Úlomlovité
– vznikají mechanickým zvětráváním a vlivem gravitace se přemisťují do nižších
nadmořských výšek a postupně se usazují = sedimenty
– vytváří vrstvy o různé mocnosti (tloušťce)
mocnosti
– lupenitá = velmi tenká
– deskovitá = x cm
– lavinová = silná
souvrství = několik vrstev nad sebou
vrstevní sled = postupně usazované vrstvy
Horniny
nezpevněné zpevněné
štěrk ► slepenec
písek ► pískovec
jíl, hlína, spraš ► jílovitá břidlice
jíl ► opuka
spraš, prach ► cihlářská hlína
použití:
– stavebnictví (štěrk, písek, opuka)
– sklářství (křemenný písek)
– kamenosochařství (pískovec)
– střešní krytina (jílovitá břidlice)
II. Organické Usazeniny
–
vzniklé nahromaděním organických zbytků na dně moří, oceánů, jezer, lagun...
a) Nehořlavé
Vápenec
– hlavní složkou je Kaolit (CaCo3)
– vzniklé z vápenatých schránek živočichů
– barva: světlá až černá
– obsahuje otisky skamenělin
použití:
– vápno, cement
– vyleštěný jako opravdový mramor
výskyt:
– krasové oblasti
Dolomit
– vápenec s příměsí MgCO3
– vyskytuje se v dolomitech na Malé Fatře
Křída = čistý jemný CaCO3
– vyskytuje se v Anglii
– tvoří zde bíle skály devonské u la Manche
– vyskytuje se v oblasti Champgne ve francii
b) Hořlavé
Rašelina
– odumřelé části mechu a rašeliníku v močálech
použití:
– na úpravu kvality půdy
– pro lázeňské účely
– dříve na topení
Fosilní paliva
– uhlí
•
lignit (nejméně kvalitní uhlí)
•
hnědé (druhohory – třetihory; ze zbytků jehličnanů)
•
černé (prvohory; ze zbytků stromových kapradin)
•
antracit (nejkvalitnější uhlí; často obsahuje zbytky otisků zkymenělin)
– uhlovodíky
•
vzniklé z drobných mořských živočichů na mořských zátok
– zemní plyn
•
plynný
•
na topení
– ropa
•
tekutý
•
na výrobu: léčiv, barviv, benzínu, nafty, umělých vláken, plastický a syntetických
hmot
– zemí vosk
•
pevné
•
na izolaci na silnicích
– asfalt
•
pevné
•
na izolaci na silnicích
III.chemické usazeniny
vznikly chemickým zvětráváním a za působení H2O (z roztoků se vysrážela ložiska
surovin)
například:
– ložiska soli
•
halit (NaCl)
•
salvin (KCl)
využití:
– potravinářský a chemický průmysl
–
Sádrovec (CaSO4 – 2H2O)
– je měkký a dobře se štípe
použití:
– přísada do cementu
Alabast = bílá forma sádrovce (na vzduchu žloutne)
použití:
– sošky a vázičky
Travertin
– pórovytý vápenec
použití:
– obklady budov
Krevel = henalit (FeO2)
Hnědel = limonit (FeO2 – nH2O)
Bauxit = (Al2O3) směs oxidu hliníku, nejbohatší hliníková ruda)
Aragonit = křídlovec „železný květ“
– vzniká usazováním z horkých pramenů (Karlovy Vary – Vřídlo)
Přeměněné horniny = metamorfované
–
vznikají tak, že se vyvřelé i usazené horniny dostávají do hlubin Země, kde na ně působí
vysoký tlak a vyšší teplota ► tím se mění vzhled i struktura
zástupci:
– fylit
– svor
– rula
Vznikly přeměnou
jílovitých a písčitých hornin
Fylit
– deskovitě se štípe
používá se:
– na obklady
Svor
– šupinková struktura
– obsahuje granáty
Mramor = krystalický vápenec
– kvalitní kamenosochařský materiál
používá se:
– leštěný na obklady a schody
Tuha = grafit
– vznikla přeměnou usazenin s obsahem organických látek
– žáruvzdorný
použití:
– ve slévárnách
– do tužek
Magnetovec (Fe2O3 – FeO)
– nejbohatší železná ruda
Horninotvorný cyklus
–
horniny se mění v průběhu milionů let v nepřetržitém horninovém cyklu
Desková tektonika
Litosféra = kamenný obal Země
– není celistvá ► je rozdělená na 8 hlavních a 10 vedlejších litosférických desek, které se
pohybují po plastickém podkladu
= Astenosféře
– příčinou pohybu je vnitřní energie Země
– v místech oceánských hřbetů se zemská kůra tvoří
– v místech oceánských příkopů zemská kůra zaniká
– oceánské hřbety: Severo atlantský, Středo atlantský
– oceánské příkopy: Mariánský, Jávský, Petrický
Názvy litosférických desek
například:
– Africká, Indická, Severoamerická, Nazca, Euroasijská, Tichomořská, Somálská
V místech dotyku litosférických desek dochází k zemětřesení a sopečné činnosti (velmi
aktivní je oblast tichomoří – oceánský ohniskový prsten)
Teorie kontinentálního driftu = pohyb kontinentů
autor: Alfréd Wegener
– německý meteorolog
– zhynul v Grónsku
– při výzkumné expedici vyslovil teorii pohybu kontinentů (1915)
– původně byl jeden prakontinetn = Pangea
– před 200 000 000 lety se začal dělit na
•
S – Lauraásii
•
J – Gondvanu
– pohyb pokračoval dál až do dnešní podoby
Důkazy wegenerovy teorie
–
–
–
–
–
obrysy kontinentů zapadají do sebe
stejné druhy rostlin a živočichů, zkamenělin se vyskytují na obou stranách míst odtržení
stejné druhy hornin
sloje uhlí v Antarktidě
magnetičnost hornin
Poruchy zemské kůry
–
se na povrchu Země projevují jako
•
horninotvorná činnost
•
sopečná a zemětřesná činnost
Horninotvorná činnost = tektonika
– vytváří se pohoří
– zdrojem energie je vnitřní energie Země
– nejvíce poruch je na okrajích litosférických desek
Vrásová pohoří
Vznik kerných pohoří
je-li tlak příliš velký horniny praskají a lámou se
► vznikají kry z kůry
► tvoří se zlomy a pukliny
– vznikají kerná pohoří (Alpy, Himálaje, Karpaty, …)
– v údolích jsou příkopové propadliny, kde se usazují usazeniny
► například ložiska uhlí (v ČR jsou Podkrušnohorské pánve s ložisky uhlí)
–
Doprovodné sopečné jevy
– Solfary – výrony horkých plynů, často obsahují S, SH, SO2 (200-800°C)
– Fumaroly – výrony horkých plynů, často obsahují S, SH, SO2 (200-800°C)
– Mofety – únik CO2, až 30°C
– Horké vody
•
teplice
•
vřídla
vrstvy horké vody
•
thermy
Často obohacené o minerály ► léčivé prameny ► vznik lázeňských středisk
– Gejzíry – výrony vody v určitých časových intervalech (nejvíce na Novém Zélandu,
Islandu a v USA
Typy sopek
– Havajský
•
je tvořen lávovými proudy
•
vznikají štítové sopky (Mavna Loa na Havai)
– Kaldera
•
vznikají propadnutím vrcholu sopky (Vesuv)
– Maary
•
vznikají jednou velkou explozí sopky (České středohoří)
Sopečná činnost = vulkanismus
Sopka = vulkán
– na Zemi je známo asi 800 sopek
– asi 400 z nich bylo aktivních v posledních 2000 letech
Sopky
– činné (= aktivní) – Etna
– spící – Fuji, Vesuv
– vyhaslé – Kilimandžáro, Komorní hůrka
Sopky se dělí
– na pevnině
– v oceánu
Sopečné vyvřeliny
– balvany (velké)
– pumy (jako hruška)
– lapili (jako ořech)
– písek, prach
– plyny (páry, SH, SO2)
Sopky ve světě
Evropa:
– Etna
– Vesuv
– Stromboli
– Thira
– Hekla
– Ajska
Afrika:
– Mount Meru
– Mount Kamerun
– Niryragongo
Asie:
Amerika:
– Ključevskaja (Kamčatka) – Popocatépetl (Mexiko)
– Kronockaja (Kamčatka)
– Citlaltépetl (Mexiko)
– Fuji
– Mount St. Helen
– Apo
– Mount Pébe
– Krakatoa
– Lan Pedro
– Cotopaki
Antarktida:
– Mount Erebus
Oceánie:
– Mauna Loa (Havaj)
– Kalava (Havaj)
– Ruapehu (Nový Zéland)
Zemětřesení
Seismologie = věda studující zemětřesení
Seismograf = přístroj na zaznamenávání zemětřesení
Seismogram = zaznamenává zemětřesení
– výrazný projev vnitřní síly Země
– vázáno na okraj litosférických desek
– za 1 rok zaznamenají přístroje asi 1 000 000 zemětřesení, ale asi 20 pociťují lidé
– nejaktivnější oblasti jsou Asie a Jižní Amerika
– nejklidnější oblasti jsou Austrálie
ČR je v klidné oblasti, zemětřesení bývají slabá 2-3° Richterovy škály, v oblasti západních
Čech
Stupnice zemětřesení
– Richterova 1-9
– Mercaliho 1-12
–
MSK - …
Ochrana před zemětřesením
–
–
speciální stavební metody při zakládání staveb (odpružení)
ochrana plynového a elektrického vedení
Tsunami
– zemětřesné vlny se v oceánu šíří a velkou ničivou silou (a s velkou výškou vlny)
– dosud se nepodařilo přesně předpovědět dobu zemětřesení (ale se sleduje na
seismografech)
Největší zemětřesení
– Čína
– Írán
– Indonésie
– Japonsko
– Jižní Amerika
► poslední zemětřesení 7,6 Richterovy škály v říjnu 2005 v Pákistánu
Vývoj Země a života na Zemi
stáří Země se odhaduje na 4,5 – 4,7 mld let
vývoj se dělí na geologické éry
Historická geologie
– věda studující stavbu země v geologických érách
Paleontologie
– věda o životě v minulých geologických érách
– studuje:
•
zkameněliny a fosilie které jsou zkamenělé (například: živočichy kteří mají jenom
pevnou schránku ti se zachovali nejlépe)
•
fosilie = mumie různých živočichů ve věčně zmrzlé půdě Sibiře, Kanady nebo v
rašeliništi)
–
–
Zjišťování stáří
Proměnné
–
–
•
podle polohy vrstvy (1669)
•
čím je zkamenělina hlouběji tím je starší
podle vůdčích zkamenělin (1817)
stejné zkameněliny na různých místech jsou stejně staré (například v Anglii a v Čechách)
Skutečné
–
–
podle poločasu rozpadu prvků
například poločas rozpadu:
•
C14 = 5730 let
•
U = 4,5 mld let
•
K = 1,25 mil let
Vznik Země
–
–
před 4,5 – 4,7 mld let
shlukováním mezihvězdné látky ►rozžhaveno ► zchlazeno (horniny – počátek
geologického období) ► vytváření atmosféry (CO2, CO, NH3, CH4, SO2, H2s, H2O) ►
snižování teploty ► vznik většího množství vody ►vznik života (elektrické výboje a
ultrafialové záření) ► sinice a bakterie (3 mld, prvohory) ► buňka z jádrem (konec
prvohor) ► fotosyntéza ► kyslík ► mnohobuněčné organizmy (starohory)
Koacerváty
– shluk organických sloučenin
Geologické éry
Geologická období
Prvohory a starohory = prekambrium
– trvali 3,5mld let
– nejstarší a nejdelší období ve vývoji Země
– tvořila se jádra kontinentů = štíty (například: Kanada, Brazílie, Skandinávie)
– vznikal život, nedochovali se žádné zbytky
– nejstarší jsou kulaté útvary v Africe (staré 1,1mld let)
– prakontinent Pangea
– v atmosféře se hromadil O2 a tím se vytvářely podmínky pro vývoj organismů na souši
Prvohory „éra trilobitů“
– trvali 340mil let
– Pangea se rozdělila na Laurasii a Gondwanu
– život ve vodě
– rozvoj ryb a paryb ► pozůstatkem dnes jsou takzvané živé fosilie (Latimérie podivná,
bahníci)
– trilobity jsou symbolem paleontologie (korýši s pevnou schránkou, na konci prvohor,
studoval je J. Barrandier)
– živé fosilie = organismy, které přežily svou dobu
Latimérie podivná, bahníci = ryby
Haterie Novozélandská
Tapír
Ptakopysk
Ježura
araukárie „pokojová jedlička“, jinan dvoulaločný = ginko biloba
•
•
•
•
•
Druhohory „éra ptáků“
–
–
–
–
–
–
–
–
–
trias, jura, křída
fauna: veleještěři, brontosauři, ptakoještěři, praptáci, archeo-savci
flóra: přesličky, plavuně, kapradiny
nahosemenné rostliny
rozvoj velkých plazů (dinosaurů = veleještěři)
na konci druhohor vymírají
objevují se praptáci = archeopteryx (znaky ptáků a plazů)
měkkýši (amoniti a blemoniti)
haterie novozélandská (ještěrka s třetím okem)
Na území ČR bylo křídové moře ► dnes je tato oblast českou křídovou tabulí
Na konci druhohor začíná Alpinsko-himalájské vrásnění
Třetihory „éra savců“
–
–
–
–
–
–
dělí se na paleocén a neogén
alpinsko-himalájské vrásnění (Alpy, Karpaty, Himaláje, Pyreneje)
doprovodná sopečná činnost – české středohoří
tvořila se ložiska hnědého uhlí, ropy a zemního plynu
fauna: rozvoj krytosemenných a nahosemenných rostlin
flóra: vůdčí postavení zaujímají savci
•
poloopice
•
opice
•
sudokopytníci a lichokopytníci
•
šelmy