kartiranje sedimentnih stijena - pmf.unizg.hr · sastav sedimentne stijene • proučite nekoliko...

Kartiranje sedimentnih stijena

• Prikupljanje sedimentološkihpodataka na terenu

• Razlikovanje sinsedimentacijskihod tektonskih struktura

Neovisno o namjeni geološkog kartiranja, u konačnici ćete uz geološku kartu uvijek morati priložiti sustavni opis jedinica koje ste iskartirali u obliku izvještaja!

• Osim prepoznavanja određene jedinice na terenu i bilježenja njenog prostornog položaja na karti, tijekom kartiranja potrebno je detaljno opisivati građu i litološkekarakteristike jedinice kroz sve raspoložive izdanke, te mjeriti i bilježit sve sedimentološke i strukturne elemente

• U terenima izgrađenim od sedimentnih stijena mora se koristiti znanje sedimentologije, paleontologije i stratigrafije (prvenstveno su Petrologija sedimenata i Analiza i interpretacija facijesa, kao i Historijska geologija, Paleontologija bezkralježnjaka, Mikropaleontologija, bitni kolegiji čije gradivo treba aktivno koristiti tijekom kartiranja sedimentnih stijena!)

Opis svake kartirane jedinice je najbolje strukturirati od generalnih opažanja prema specifičnim opisima:

1. Prvo opišite karakter površine terena gdje se prostire kartirana jedinica – topografiju, geomorfologiju, vrstu tla, vegetaciju, iskorištavanje zemljišta (poljoprivreda, kamenolomi…)

2. Zatim opišite veličinu, učestalost i karakter izdanaka3. Opišite raspored i geometriju različitih litologija, tekstura,

struktura, pukotina, klivaža i folijacija. Potkrijepite mjerenjima!4. Usporedite izgled i boju stijena na trošnim i sviježim

površinama5. Opišite detaljnija opažanja na uzorcima, sa i bez lupe

a) Strukturu, veličinu zrna i odnose među zrnimab) Identificirajte minerale i procijenite njihove relativne udjelec) Imenujte svaku vrstu stijene

6. Na karakterističnim, dobro otkrivenim izdancima izradite sedimentološki stup i skicu

7. Posebnu pozornost obratite granicama/kontaktima sa susjednim jedinicama

Šest je osnovnih sedimentoloških aspekata koje treba razmotriti na izdanku sedimentnih stijena:

1. Geometrija i odnosi sedimentnih tijela; lateralne i vertikalne promjene litologija

2. Sastav – sastav i mineralogija sedimentne stijene

3. Struktura – veličina zrna, sortiranje, oblik zrna, potpora, orijentacija zrna

4. Teksture – teksture na slojnim plohama i unutar slojeva; sa posebnom pažnjom na teksture koje ukazuju na smjer paleotransporta

5. Boja – sviježe i trošne stijene

6. Fosili – vrste, distribucija i očuvanje unutar sedimentnih stijena

Geometrija slojeva i sedimentnih tijela

• SLOJEVITOST (deblje od 1cm) iLAMINACIJA (tanje od 1cm) opisuju stratifikaciju sedimentne jedinice

Što opažati i bilježiti (geometrija):1. Izmjerite debljine i opišite

geometriju slojeva (vertikalne i lateralne promjene)

2. Opišite plohe slojeva, i bilo kakve teksture na plohama

3. Opišite laminaciju i izmjerite geometriju lamina unutar tekstura

4. Opišite bilo kakve sustavne varijacije debljina u vertikalnom slijedu

5. Izmjerite smjer i kut nagiba slojeva

Eocen, Annot, JI Francuska

Ciklička izmjena vapnenaca i lapora nastalih kao posljedica promjena marinskoj biološkoj produkciji pod utjecajem Milankovićevih klimatskih ciklusa

Pliocen, Trubi Marls, Sicilija

Izmjena vapnenaca i lapora čiji slojevi istanjuju i pokrivaju („drape”)

mali krpasti greben pri dnu izdanka

Miocen, Pakhna Formacija, Cipar

Onlap i isklinjavanje turbiditnihpješčenjaka uz rub podmorskog kanala

Paleogen, J Kalifornija

Oštri, strmi erozioni rub dubokomorskog kanala koji je ispunjen debritnimkonglomeratom i urezan u tanke turbidite

Miocen, Tabernas Bazen, JI Španjolska

Lećasto konglomeratno tijelo, vjerojatno debrita ispunja kanala. Baza konglomerata je ujedno dio

kutne diskordancije aluvijalno-fluvijalne sukcesije iznad Kredne

vapneno-laporovite sukcesije

Plio–Pleistocen, Sierra Helada,JI Španjolska

Gilbert delta

Pleistocen, Pissouri, J Cipar

Gilbert delta

Pleistocen, Korintski zaljev, Grčka

Različite geometrije slojeva i laminacije Različite plohe i kontakti

Sastav sedimentne stijene

• Proučite nekoliko uzoraka ili dijelova određenog sloja kako bi se utvrdile unutrašnje varijabilnosti –kod većine sedimentnih stijena je neophodna lupa i opažanje iz blizine („nose-to-the-rock!”)

• Terenski geolog bi trebao biti u mogućnosti uz pomoć lupe odrediti sastav i odnose među mineralima, te procijeniti njihove udjele u većini vrsta stijena

• Za polimiktne krupno zrnate stijene može se prebrojati 50+ zrna unutar kvadranta 0.5mx0.5m

• Za karbonate može poslužiti 10% HCl koji snažno reagira sa kalcitom, dok je reakcija puno slabijasa dolomitom; Alizarin Red S oboja kalcit, dok dolomit i kvarc ostaju neobojeni Komparator za

određivanje udjela pojedinih sastojaka

Kopije klasifikacijskih dijagrama za razne vrste sedimentnih stijena je korisno nositi u terenskom dnevniku!

Što opažati i bilježiti (sastav):1. Pokušajte identificirati glavne sastojke; zabilježite glavne,

sporedne i akcesorne sastojke i procijenite postotke

2. Ako je moguće odredite sastav matriksa

3. Uočite vrstu cementa

4. Odredite vrste fosila, raznolikost, fragmentiranost, dijagenetske alteracije

5. Odredite distribuciju fosila unutar slojeva i unutar sukcesije, te obratite pozornost da li su in-situ ili su pretaloženi

Struktura sedimentne stijene

Veličina zrna – uz sastav, veličina zrna je najosnovnija opisna karakteristika sedimentne stijene koju želimo imenovati na terenu

• Na terenu je neophodan komparator koji služi za točnije određivanje veličine zrna kod pješčenjaka

• Za krupnozrnate stijene može poslužiti i metar• Važno je uočiti promjene veličine zrna unutar pojedinog

sloja/sedimentnog tijela

Komparator za određivanje veličine zrna i kristalastihsedimenata

Sortiranost

Zaobljenost i sferičnost

Potpora

Orijentacija

Krupnozrnatisediment

Sitnozrnatisediment

Biogenisediment

Što opažati i bilježiti (struktura):1. Procijenite srednju veličinu zrna i sortiranje koristeći

komparatore; kod krupnoklastičnih stijena odredite raspon veličine zrna i maksimalnu veličinu zrna

2. Zabilježite pojavu graduiranih slojeva, te sistematične vertikalne i lateralne promjene veličine zrna i sortiranosti

3. Procijenite zaobljenost i sferičnost zrna, te obratite pozornost na površinu zrna

4. Uočite imbrikaciju, izmjerite orijentaciju izduženih klastakompasom

5. Uočite da li je biogeni materijal u orijentaciji rasta ili ne

6. Odredite da li je sediment klast ili matriks potporni

Imenovanje stijena• Tijekom rada na terenu je potrebno svaku vrstu

stijena koju susretnemo imenovati odgovarajućim terenskim imenom (petrologija sedimenata)

• Terensko ime treba ukazivati na mineralni sastav i vrstu stijene, strukturu, teksturu, veličinu zrna, boju

• Primjer punog naziva: Sitnozrnati masivni sivi kvarcni pješčenjak - pojavu pojedine vrste stijena možemo na terenskoj karti označiti skraćenicom ili inicijalima

Teksture sedimentnih stijena

Što opažati i bilježiti kod erozijskih tekstura:

1. Opiši oblik teksture u tri dimenzije (koliko je moguće)

2. Izmjeri dimenzije teksture (dubina, širina, dužina)

3. Odredi orijentaciju erozijskih formi i gdje je moguće izmjeri smjer paleotoka

4. Kod većeg broja erozijskih tekstura koje se međusobno presijecaju opiši karakter presijecanja i kronologiju

Što opažati i bilježiti kod taložnih tekstura:1. Odredi tip i uzrok laminacije

(orijentacija zrna, veličina zrna, sastav, boja, itd.)

2. Odredi razmjer teksture – debljina sloja, setova lamina/slojeva, kao i pojedinih kosih lamina i slojeva

3. Odredi oblik koso uslojenih setova (tabularno, koritno, klinasto, kompleksno)

4. Izmjeri smjer i maksimalni nagib forseta na više mjesta

5. Zabilježi maksimalnu i srednju veličinu zrna, graduiranje i sortiranje

6. Odredi stil kose stratifikacije

Što opažati i bilježiti kod graduiranih slojeva:

1. Prvo odredi granice slojeva, te da li je graduiranje prisutno kroz cijeli ili dio sloja

2. Opiši tip graduiranja

3. Izmjeri varijacije u maksimalnoj i srednjoj veličini zrna

4. Pripazi na asocirano graduiranje u boji i sastavu

5. Pripazi na prisutnost određene sekvence (poput Bouma, Stow)

U tektonski poremećenim terenima nije uvijek lako razlikovati elemente koji su nastali tijekom taloženja ili rane dijageneze (dok sediment još nije bio litificiran) od strukturnih elemenata nastalih nakon litifikacije kao posljedica tektonike

Uz površno opažanje mnoge sinsedimentacijskedeformacije mogu imati vrlo sličan izgled tektonskim elementima:

• Klizanje (Slump)• Sinsedimentacijski rasjedi• Sinsedimentacijski klivaž

Razlikovanje sinsedimetacijskih „bora” od tektonskih bora

Oligo–Miocen, S Sicilija, Italija

Miocen, Tabernas Bazen, JI Španjolska

Dio relativno tanke (4-5 m) i lateralno ekstenzivne (25km2) klizno-slumpiranejedinice unutar sukcesije karbonatne padine. Visina izdanka je10m.

Miocen, J Cipar

INDIKATORI SINSEDIMENTACIJSKIH BORA

Slojevi iznad i ispod nisu poremećeni

Ubušivanje organizama koje presijeca boru

Sinsedimentacijsko bježanje vode koje presijeca boru

Nedeformirani klasti i fosili

Bore bez osnog klivaža, ili presječene sa klivažem kasnije tektonske deformacije

Osne plohe su često raznoliko orijentirane unutar „envelope” klizišta

Dominantne polegle bore, geometrija u pravilu nije u skladu sa okolnim tektonskim sklopomKompresijske i ekstenzijske pojave bez naknadno ispunjenih žila, iako pukotine mogu biti ispunjene remobiliziranim sedimentom

Sinsedimentacijski klivaž

Razlikovanje sinsedimetacijskih rasjeda od tektonskih rasjeda

INDIKATORI SINSEDIMENTACIJSKIH RASJEDA

Tipično ne zahvaćaju cijeli slijed sedimenata, te ih prekrivaju nerasjednutisedimenti u konkordantnom taložnom odnosu

Tipično su listričkog oblika

Trase rasjeda (gledano odozgo) su često nepravilnog, zaobljenog oblika

Vrhovi spuštenih blokova su često ispunjeni klinastom ispunom sedimenta

Nedostaju žile i rasjedne breče

Rasjedne plohe nisu glatke, već često pune sitnih nepravilnosti sa utisnutim sedimentom duž rasjedne ploheČesto su povezani sa sinsedimentacijskim klizištima i poremećenim sedimentima uslijed bježanja vode, konvolutne laminacije i sedimentnih vulkana