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
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
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
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
ÅRSAGER TIL MEKANISK OMDANNELSE OVERBURDEN EFTER OPLØFT OG EROSION Lodrette sprækker i sedimenter Granit Sedimenter Løgskalle sprækker i granit (EKSFOLIATION)
EKSFOLIATION I GRANIT LODRETTE SPRÆKKER I SEDIMENTER MEKANISK FORVITRING = forvitring af bjergarter langs svage overflader - joints
ÅRSAGER TIL MEKANISK OMDANNELSE Joints pga. a6øling i vulkanske bjergarter
ÅRSAGER TIL MEKANISK OMDANNELSE Frost wedging mekanisk omdannelse Salt wedging mekanisk omdannelse HVOR? Nordlige og sydlige breddegrader HVOR? Kyst områder
Frostsprængning (wedging) resulterer i kantede fragmenter Foregår kun hvor klimaet tillader det
Rod wedging Mekanisk omdannelse
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
KEMISK FORVITRING OPLØSNING af bjergarter pga. reaknon mellem mineraler og vand HVOR? VARMT VÅDT KLIMA
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 2+ + 2(HCO 3 ) -
Sprækker i kalksten udvides p.g.a. opløsningen af CaCO 3
Hydrolyse vand angriber kemiske bindinger i mineraler -endda i kvarts!
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
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 2+ + 3O 2 = 2(Fe 3+ ) 2 O 3 ferrous iron hematit (jernglans) 4Fe 2+ + O 2 + 2H 2 O = 4(Fe 3+ )O(OH) göthit
SiO 2
Nogle mineraler er mere udsat for kemisk omdannelse end andre (f.eks. kvarts)
Bemærk: Forskellig sammensætning omdannet granit Fig. 7.03 Uomdannet granit
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
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
Både mekanisk og kemisk omdannelse foregår hurtigere på kanter og endnu hurtigere på hjørner sfærisk forvitring
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
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
FORVITRING + TRANSPORT = EROSION Transport agenter: Stenskred mm. (gravitation) Vind Is (gletcher) Vand floder og hav bølger/strømme
FORVITRING + TRANSPORT = EROSION Sortering i kornstørrelse sker under transport Store partikler aflejres først Små partikler transporteres længst
Vand transport: Høj has?ghed stor bæreevne Lav has?ghed, Lav viskositet - Lille bæreevne
Transport agenter: Høj viskositer, lav has?ghed STOR bæreevne
KORNSTØRRELSER I LØSE AFLEJRINGER engelsk dansk størrelsen BOULDER BLOKKE >256mm GROV- KORNET COBBLE STEN 64-256mm 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
Støv storm taber sedimenter Sediment aflejring - Smeltende Gletcher
Konsolidering eller LITHIFICERING = dannelse af en SAMMENHÆNGENDE BJERGART Sand kompakteres (volumen formindskelse) 10-20% Mudder (en blanding af ler og vand) kompakteres 50-80%
Kompakteret sediment CEMENTERES af mineraler, der udfælder fra vand (oftest kvarts eller kalkspat) Cement type: kvarts, kalcit eller ler Vand er kris?sk!
Beskrivelse af en klas?sk sedimentær bjergart * Klast størrelse/type = navn! * Klast sammensætning * Klast angularitet * Grad af sortering * Cement karakteris?ka
3.1.1. KLASSIFIKATION AF KLASTISK SEDIMENTÆRE BJERGARTER BRECCIA - bjergart bestående overvejende af store, kantede fragmenter. Kun lidt transport
Fragmenterne i en BRECCIA kan bestå af magmatiske, metamorfe eller sedimentære bjergarter De forekommer i en MATRIX eller GRUNDMASSE med mindre kornstørrelse 10 cm
Sediment Sizes and ClasNc Rock Types Rock Type Sediment Grain Size Shale Clay less than 0.001 mm Siltstone Silt.001-0.1 mm Sandstone Sand.01-1 mm Conglomerate Gravel 1mm +
Under transport bliver kantede fragmenter afrundede En sedimentær bjergart bestående overvejende af store afrundede fragmenter er en KONGLOMERAT
Sediment Sizes and ClasNc Rock Types Rock Type Sediment Grain Size Shale Clay less than 0.001 mm Siltstone Silt.001-0.1 mm Sandstone Sand.01-1 mm Conglomerate Gravel 1mm +
Sandsten domineret af kvartskorn Bruges som byggemateriale 1 cm Borekerne af sandsten. Farven skyldes Fe-oxidering.
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!!!
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
KLASTISKE BJERGARTSTYPER meget grovkornet grov- til mellemkornet finkornet meget finkornet BRECCIA og KONGLOMERAT SANDSTEN SILTSTEN LERSKIFER (SHALE)
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
ANGULARITY (afrundethed) kantede subkantede subafrundede afrundede ANGULARITY (afrundethed) og SPHERICITY (kugleform) er forskellige ANGULARITY er relateret til KANTERNE
SEDIMENTÆRE BJERGARTER 1. INTRODUKTION 2. FORVITRINGSPROCESSER 3. SEDIMENTÆRE BJERGARTER 3.1. Klastisk sedimentære bjergarter 3.2. Biokemisk sedimentære bjergarter
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
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
Finkornet grå lagdelt kalksten - hærdnet kalk mudder Rester af små koralrev
Kalksten bestående næsten udelukkende af skaller og deres fragmenter
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
OOLITISK KALKSTEN