Litologia -Lithology

Stratygrafia widziana w południowo-wschodnim Utah

Litologia jednostki skalnej to opis jej cech fizycznych widocznych na wychodniach , w próbkach ręcznych lub rdzeniowych lub za pomocą mikroskopii o małym powiększeniu. Cechy fizyczne obejmują kolor, teksturę, wielkość ziarna i skład. Litologia może odnosić się albo do szczegółowego opisu tych cech, albo do podsumowania fizycznego charakteru skały. Przykładami litologii w drugim znaczeniu są piaskowiec , łupek , bazalt lub wapień .

Litologia jest podstawą podziału sekwencji skalnych na poszczególne jednostki litostratygraficzne na potrzeby mapowania i korelacji między obszarami. W niektórych zastosowaniach, takich jak badania terenowe, litologia jest opisana przy użyciu standardowej terminologii, takiej jak europejska norma geotechniczna Eurokod 7 .

Rodzaj skały

Bazalt , przedstawiający kształt lawy „ poduszkowej ”, charakterystyczny dla podwodnych erupcji, Włochy

Nazewnictwo litologii opiera się na rodzaju skały . Trzy główne typy skał to magmowe , osadowe i metamorficzne . Skały magmowe powstają bezpośrednio z magmy , która jest mieszaniną stopionej skały, rozpuszczonych gazów i stałych kryształów. Skała osadowa powstaje z cząstek mineralnych lub organicznych, które gromadzą się na powierzchni Ziemi i ulegają litowaniu . Skały metamorficzne powstają w wyniku rekrystalizacji istniejącej litej skały w warunkach dużego ciepła lub ciśnienia.

Skały magmowe są dalej podzielone na trzy szerokie kategorie. Skały magmowe zbudowane z fragmentów skał powstałych bezpośrednio w wyniku procesów wulkanicznych ( tefra ) zaliczane są do skał piroklastycznych . Skały piroklastyczne są dalej klasyfikowane według średniej wielkości fragmentów ( klastów ) i tego, czy fragmenty są w większości pojedynczymi kryształami mineralnymi , cząstkami szkła wulkanicznego czy fragmentami skał. Można również zastosować dalsze klasyfikacje, takie jak według składu chemicznego . Skały magmowe, które mają widoczne ziarna mineralne ( skały fanerytowe ) klasyfikowane są jako natrętne , natomiast te, które są szkliste lub bardzo drobnoziarniste ( afanityczne ) klasyfikowane są jako skały ekstruzyjne . Intruzyjne skały magmowe są zwykle klasyfikowane przy użyciu klasyfikacji QAPF , która opiera się na względnej zawartości kwarcu , skalenia alkalicznego , plagioklazu i skaleni . Istnieją specjalne klasyfikacje skał magmowych o nietypowym składzie, takich jak skały ultramaficzne lub karbonatyty . Tam, gdzie to możliwe, ekstruzyjne skały magmowe są również klasyfikowane według zawartości minerałów przy użyciu ekstruzyjnej klasyfikacji QAPF, ale gdy określenie składu mineralnego jest niepraktyczne, można je sklasyfikować chemicznie za pomocą klasyfikacji TAS . Jest to oparte na całkowitej zawartości krzemionki i tlenków metali alkalicznych oraz innych kryteriach chemicznych.

Skały osadowe są dalej klasyfikowane według tego, czy są krzemoklastyczne , czy węglanowe . Silikklastyczne skały osadowe są następnie dzielone na podkategorie na podstawie ich rozkładu wielkości ziaren i względnych proporcji fragmentów kwarcu, skalenia i litu (skały). Skały węglanowe są klasyfikowane za pomocą schematów klasyfikacji Dunham lub Folk zgodnie ze składnikami skały węglanowej.

Nazewnictwo skał metamorficznych może opierać się na protolicie , składzie mineralnym, teksturze lub facjach metamorficznych . Nazewnictwo oparte na teksturze i protolicie pelitowym (np. łupek , skała błotna ) może być użyte do zdefiniowania łupków i fyllitów . Nazwy oparte na teksturze to łupek i gnejs . Te tekstury, od łupków po gnejs, określają stale rosnący zakres metamorfizmu. Facje metamorficzne są definiowane przez pola ciśnieniowo-temperaturowe, w których tworzą się poszczególne minerały. Istnieją dodatkowe nazwy skał metamorficznych, takie jak greenschist (zmetamorfizowany bazalt i inne wylewne skały magmowe) lub kwarcyt (zmetamorfizowany piasek kwarcowy).

Wielkość ziarna/klastów

Iłowiec , drobnoziarnista skała osadowa, zdeponowana w Glacial Lake Missoula , Montana

W skałach magmowych i metamorficznych wielkość ziarna jest miarą wielkości kryształów w skale. W przypadku skał magmowych służy to do określenia szybkości, z jaką materiał ochładzał się: duże kryształy zazwyczaj wskazują na natrętną skałę magmową, podczas gdy małe kryształy wskazują, że skała była ekstruzyjna. Metamorfizm skał składających się głównie z jednego minerału, takiego jak kwarcyt lub marmur , może zwiększać wielkość ziarna (wzrost ziarna ), podczas gdy metamorfizm skały strzyżonej może zmniejszać wielkość ziarna ( rekrystalizacja syntektoniczna ).

W klastycznych skałach osadowych wielkość ziarna to średnica ziaren i/lub klastów tworzących skałę. Służą one do określenia, którego systemu nazewnictwa skał użyć (np. konglomerat , piaskowiec lub mułowiec ). W przypadku piaskowców i zlepieńców, które obejmują szeroki zakres uziarnienia, do nazwy skały dodawany jest wyraz określający zakres uziarnienia. Przykładami są „ konglomerat żwirowy ” i „drobny arenit kwarcowy ”.

Mineralogia

Ultramaficzny ksenolit płaszcza z oliwinem i piroksenem (zmieniający brąz na iddingsyt ) w matrycy mafijnej bazaltowej scorii

W skałach, w których ziarna minerałów są wystarczająco duże, aby można je było zidentyfikować za pomocą soczewki ręcznej, widoczna mineralogia jest częścią opisu. W przypadku sekwencji, które mogą zawierać węglany , skały cementowane kalcytem lub te z możliwymi żyłami kalcytu, normalne jest badanie na obecność kalcytu (lub innych form węglanu wapnia ) za pomocą rozcieńczonego kwasu solnego i poszukiwanie musowania .

Skład mineralogiczny skały jest jednym z głównych sposobów jej klasyfikacji. Skały magmowe są klasyfikowane według zawartości minerałów, gdy tylko jest to praktyczne, przy użyciu klasyfikacji QAPF lub specjalnych klasyfikacji ultramaficznych lub karbonatytów. Podobnie facje metamorficzne, które pokazują stopień, w jakim skała została wystawiona na działanie ciepła i ciśnienia, a zatem są ważne w klasyfikacji skał metamorficznych, są określane poprzez obserwację faz mineralnych obecnych w próbce.

Kolor

Kolor skały lub jej części składowych jest charakterystyczną cechą niektórych skał i jest zawsze zapisywany, czasami na podstawie standardowych kart kolorów, takich jak ta opracowana przez Rock-Color Chart Committee of the Geological Society of America w oparciu o system kolorów Munsella .

Tkanina

Tkanina skały opisuje przestrzenną i geometryczną konfigurację wszystkich elementów, które ją tworzą. W skałach osadowych główną widoczną tkanką jest zwykle podłoże , a skala i stopień rozwoju podłoża są zwykle odnotowywane jako część opisu. Skały metamorficzne (oprócz powstałych w wyniku metamorfizmu kontaktowego ) charakteryzują się dobrze rozwiniętą tkanką planarną i liniową. Skały magmowe mogą również posiadać tkaniny w wyniku przepływu lub sedymentacji poszczególnych faz mineralnych podczas krystalizacji, tworząc kumulaty .

Tekstura

Litologię tego porfirytowego bazaltu charakteryzują fenokryształy oliwinu i augitu .

Tekstura skały opisuje związek między poszczególnymi ziarnami lub klastami , które tworzą skałę. Tekstury osadowe obejmują stopień sortowania , stopniowanie , kształt i okrągłość klastów. Tekstury metamorficzne obejmują te odnoszące się do czasu wzrostu dużych minerałów metamorficznych w stosunku do fazy deformacji - przed deformacją porfiroklastu - po deformacji porfiroblastu . Tekstury magmowe obejmują takie właściwości, jak kształt ziaren, który zmienia się od kryształów o idealnych kształtach kryształów ( euhedral ) do nieregularnych kryształów (anhedral), czy skała wykazuje wysoce niejednorodne rozmiary kryształów (jest porfirytowa ), lub czy ziarna są wyrównane (co jest opisane jako konsystencja trachityczna ).

Konstrukcje na małą skalę

Ślady falowania z Mongolii

Skały często zawierają struktury o małej skali (mniejsze niż skala pojedynczego odkrywki). W skałach osadowych może to obejmować ślady podeszwy , zmarszczki , spękania błotne i uskoki poprzeczne . Są one rejestrowane, ponieważ są ogólnie charakterystyczne dla określonego środowiska depozycji i mogą dostarczać informacji o kierunkach paleoprądów. W skałach metamorficznych związanych z głębszymi poziomami stref uskoków , struktury o małej skali, takie jak asymetryczne boudiny i mikrofałdy , są wykorzystywane do określenia sensu przemieszczenia w strefie. W skałach magmowych struktury na małą skalę są najczęściej obserwowane w lawach , takich jak przepływy bazaltowe pahoehoe w porównaniu z ʻAʻā, oraz poduszki przedstawiające erupcję w zbiorniku wodnym lub pod lodem.

Litologia powierzchniowa

Nieskonsolidowanym materiałom powierzchniowym można również nadać litologię. Jest to określone przez wielkość i skład ziarna i często jest związane z interpretacją sposobu powstania jednostki. Litologie powierzchniowe można przypisać między innymi osadom jeziornym , przybrzeżnym, rzecznym , eolicznym , lodowcowym i niedawnym wulkanom. Przykładami klasyfikacji litologii powierzchniowej stosowanych przez US Geological Survey są „Glacial Till, Ilasty ”, „Saline Lake Sediment” i „Eolian Sediment, Coarse-Textured (Sand Dunes )”.

Bibliografia