SEDIMENTÆRE BJERGARTER. Bjergarter på jordens overflade udsættes for nedbrydning - EROSION. Erosionsprodukter (m.m.) akkumuleres til SEDIMENTER

Transkript

1 SEDIMENTÆRE BJERGARTER Bjergarter på jordens overflade udsættes for nedbrydning - EROSION Erosionsprodukter (m.m.) akkumuleres til SEDIMENTER Unge sedimenter er løse eller UKONSOLIDEREDE Med tiden bliver de KONSOLIDEREDE og danner SEDIMENTÆRE BJERGARTER Sedimenter forekommer i LAG, der bliver yngre opefter

2 Tykkelsen af sedimenter på jordens overflade varierer meget - fra totalt manglende til ca. 20km Sedimentære bjergarter dækker > 80% af jordens overflade - men bidrager med <1% af jordens masse Vigtige fordi de indeholder en stor del af jordens energireserver - kul, olie og gas

3 Landskapet ændres af 3 processer 1.WEATHERING (forvitring) - nedbrydelse af materiale ved fysiske el. kemiske processer 2. EROSION transport af omdannelsesprodukter 3. DEPOSITION (aflejring) aflejring af det erodede materiale

4 Der er to typer af omdannelse - FYSISK og KEMISK Fysisk eller MEKANISK nedbrydelse af bjergarter i små fragmenter KEMISK nedbrydelse af bjergarter (fjerner dele af oprindelig bjergart) Disse bjergartsfragmenter kaldes samlet for DETRITUS Detritus partikler navngives efter deres størrelse

5 ÅRSAGER TIL MEKANISK OMDANNELSE OVERBURDEN EFTER OPLØFT OG EROSION Lodrette sprækker i sedimenter Granit Sedimenter Løgskalle sprækker i granit (EKSFOLIATION)

6 EKSFOLIATION I GRANIT LODRETTE SPRÆKKER I SEDIMENTER MEKANISK FORVITRING = forvitring af bjergarter langs svage overflader - joints

7 ÅRSAGER TIL MEKANISK OMDANNELSE Joints pga. a6øling i vulkanske bjergarter

8 ÅRSAGER TIL MEKANISK OMDANNELSE Frost wedging mekanisk omdannelse Salt wedging mekanisk omdannelse HVOR? Nordlige og sydlige breddegrader HVOR? Kyst områder

9 Frostsprængning (wedging) resulterer i kantede fragmenter Foregår kun hvor klimaet tillader det

10 Rod wedging Mekanisk omdannelse

11 KEMISK FORVITRING Salt opløst i grundvand kan aflejres i huller og åbne sprækker I kystområder kan saltvand fra havet sive ind i bjergarter og svække overfladen Overfladen af gravsten nær kysten i NØ England er blevet påvirket af saltsprøjt fra havet

12 KEMISK FORVITRING OPLØSNING af bjergarter pga. reaknon mellem mineraler og vand HVOR? VARMT VÅDT KLIMA

13 Mineraler bliver opløst ved kemisk reaktion med syreregn - Karbonater - Marmor - Glimmer mineraler Regnvand opløser CO 2 fra luften og danner kulsyre (H 2 CO 3 ) CaCO 3 + H 2 CO 3 = Ca (HCO 3 ) -

14 Sprækker i kalksten udvides p.g.a. opløsningen af CaCO 3

15 Hydrolyse vand angriber kemiske bindinger i mineraler -endda i kvarts!

16 Vand kan også reagerer med andre mineraler Reaktioner foregår hurtigere i surt vand K-feldspat (vigtig bl.a. i granit) omdannes til kaolin (et lermineral) 2K[AlSi 3 O 8 ] + H 2 CO 3 + H 2 O = K-feldspat kulsyre vand Al 2 [Si 2 O 5 ](OH) 4 + 2K + + 2(HCO 3 ) - + 4SiO 2 kaolin kalium bikarbonat silika i (lermineral) ioner ioner opløsning Kaolin er vigtig i den keramiske industri Store mængder af kaolin kan dannes fra granitter

17 OXIDERING kan spille en vigtig rolle i den kemiske omdannelse af mineraler (og dermed bjergarter) Vigtig i.f.m. jern p.g.a. Fe 2+ Fe 3+ 4Fe O 2 = 2(Fe 3+ ) 2 O 3 ferrous iron hematit (jernglans) 4Fe 2+ + O 2 + 2H 2 O = 4(Fe 3+ )O(OH) göthit

18 SiO 2

19 Nogle mineraler er mere udsat for kemisk omdannelse end andre (f.eks. kvarts)

20 Bemærk: Forskellig sammensætning omdannet granit Fig Uomdannet granit

21 Mineraler omdannes med forskellige hastigheder Kvarts er meget modstandsdygtig over for omdannelse og er tit det eneste mineral, der overlever kemisk forvitring - de andre er blevet til ler biotit feldspat ler kvarts Strandsand består overvejende af kvarts - og kvarts er det vigtigste mineral i bjergarten sandsten

22 Fysik og kemisk omdannelse arbejder sammen Mekaniske processer giver større overfladeareal Kemiske processer foregår på overfladen - sammenlign opløsningsraten af hhv. sukkerkorn og en sukkerknald i varmt vand

23 Både mekanisk og kemisk omdannelse foregår hurtigere på kanter og endnu hurtigere på hjørner sfærisk forvitring

24 Der er 4 forskellige typer af SEDIMENTÆRE BJERGARTER A. KLASTISK - består af konsoliderede fragmenter B. BIOKEMISK - består af skaller fra organismer C. ORGANISK - består af kulstof-rige planterester D. KEMISK - består af mineraler aflejret direkte fra vandige opløsninger

25 3.1. KLASTISK SEDIMENTÆRE BJERGARTER Løse detritus bliver til en klastisk bjergart gennem en serie begivenheder 1. Forviting (dannelse af detritus) 2. Transport af partikler (vind + vand) Partikelstørrelse er bl.a. afhængig af transporthastighed. SORTERING 3. Aflejring Isen smelter.. Vandløb når til havet.. Vinden blæser ikke mere.. Ioner transporteres opløst i vand (på overfladen og i grundvand) Ioner tilføres havet 4. Konsolidering

26 FORVITRING + TRANSPORT = EROSION Transport agenter: Stenskred mm. (gravitation) Vind Is (gletcher) Vand floder og hav bølger/strømme

27 FORVITRING + TRANSPORT = EROSION Sortering i kornstørrelse sker under transport Store partikler aflejres først Små partikler transporteres længst

28 Vand transport: Høj has?ghed stor bæreevne Lav has?ghed, Lav viskositet - Lille bæreevne

29 Transport agenter: Høj viskositer, lav has?ghed STOR bæreevne

30 KORNSTØRRELSER I LØSE AFLEJRINGER engelsk dansk størrelsen BOULDER BLOKKE >256mm GROV- KORNET COBBLE STEN mm PEBBLE GRUS 2-64mm MELLEM- KORNET FIN- KORNET SEDIMENT SAND SAND 1 / 16 mm - 2mm SILT SILT 1 / 256 mm - 1 / 16 mm MUD LER < 1 / 256 mm

31 Støv storm taber sedimenter Sediment aflejring - Smeltende Gletcher

32 Konsolidering eller LITHIFICERING = dannelse af en SAMMENHÆNGENDE BJERGART Sand kompakteres (volumen formindskelse) 10-20% Mudder (en blanding af ler og vand) kompakteres 50-80%

33 Kompakteret sediment CEMENTERES af mineraler, der udfælder fra vand (oftest kvarts eller kalkspat) Cement type: kvarts, kalcit eller ler Vand er kris?sk!

34 Beskrivelse af en klas?sk sedimentær bjergart * Klast størrelse/type = navn! * Klast sammensætning * Klast angularitet * Grad af sortering * Cement karakteris?ka

35 KLASSIFIKATION AF KLASTISK SEDIMENTÆRE BJERGARTER BRECCIA - bjergart bestående overvejende af store, kantede fragmenter. Kun lidt transport

36 Fragmenterne i en BRECCIA kan bestå af magmatiske, metamorfe eller sedimentære bjergarter De forekommer i en MATRIX eller GRUNDMASSE med mindre kornstørrelse 10 cm

37 Sediment Sizes and ClasNc Rock Types Rock Type Sediment Grain Size Shale Clay less than mm Siltstone Silt mm Sandstone Sand.01-1 mm Conglomerate Gravel 1mm +

38 Under transport bliver kantede fragmenter afrundede En sedimentær bjergart bestående overvejende af store afrundede fragmenter er en KONGLOMERAT

39 Sediment Sizes and ClasNc Rock Types Rock Type Sediment Grain Size Shale Clay less than mm Siltstone Silt mm Sandstone Sand.01-1 mm Conglomerate Gravel 1mm +

40 Sandsten domineret af kvartskorn Bruges som byggemateriale 1 cm Borekerne af sandsten. Farven skyldes Fe-oxidering.

41 Sandkorn aflejres i kystnære områder Mindre partikler transporteres længere ud og aflejres som SILT ( 1 / 256 mm - 1 / 16 mm) som lithificeres til SILTSTEN SILTSTEN Overvejende små kvartskorn samt ler = sandpapir!!!

42 Shale breaks into thin sheets Mudstone breaks massively De mindste partikler (ler-størrelse < 1 / 256 mm ) transporteres endnu længere og aflejres på havbunden i dybt vand

43 KLASTISKE BJERGARTSTYPER meget grovkornet grov- til mellemkornet finkornet meget finkornet BRECCIA og KONGLOMERAT SANDSTEN SILTSTEN LERSKIFER (SHALE)

44 Et transportmedie (vind, vand) SORTERER partikler efter deres størrelse SORTERING er en vigtig egenskab for klastiske bjergarter meget dårlig sorteret dårlig sorteret moderat sorteret vel sorteret meget vel sorteret

45 ANGULARITY (afrundethed) kantede subkantede subafrundede afrundede ANGULARITY (afrundethed) og SPHERICITY (kugleform) er forskellige ANGULARITY er relateret til KANTERNE

46 SEDIMENTÆRE BJERGARTER 1. INTRODUKTION 2. FORVITRINGSPROCESSER 3. SEDIMENTÆRE BJERGARTER 3.1. Klastisk sedimentære bjergarter 3.2. Biokemisk sedimentære bjergarter

47 3.2. BIOKEMISKE SEDIMENTÆRE BJERGARTER Organismer kan spille en meget vigtig rolle i dannelsen af sedimenter Mange organismer har skaller lavet af CaCO 3 (enten kalkspat (calcite) eller aragonit) andre har skaller af silika (SiO 2 ) Ca 2+, (CO 3 ) 2- og SiO 2 til skallerne kommer fra vand oftest havvand Når organismen dør, danner den fast materiale en aflejring der bliver til en BIOKEMISK SEDIMENTÆR BJERGART

48 Alle disse organismer har skaller af kalkspat (eller aragonit) Når organismen dør, bliver skeletet enten, hvor det er (f. eks. koralrev), eller transporteres væk Under transport kan skallerne gå i stykker og akkumulerer til et sediment - kalksten KALKSTEN er en biokemisk sedimentær bjergart

49 Finkornet grå lagdelt kalksten - hærdnet kalk mudder Rester af små koralrev

50 Kalksten bestående næsten udelukkende af skaller og deres fragmenter

51 Biokemiske kalksten forekommer i mange varianter De kan domineres af: Koralrev Store skaller og fragmenter Kalkstenskugler (oolitter) Kalkstensmudder (mikrit) Planktonskaller (foraminifera) KRIDT er en meget ren kalksten bestående overvejende af skaller af plankton

52 OOLITISK KALKSTEN