Sedimentární hornina
Obsah boxu
Sedimentární hornina, též usazená hornina, je jeden ze tří základních typů hornin (společně s magmatickými a metamorfovanými horninami). Vzniká usazováním a následným zpevněním (diagenezí) materiálu, který se nazývá sediment. Tento materiál může pocházet ze zvětrávání a eroze starších hornin (klastické sedimenty), z chemických procesů (chemogenní sedimenty) nebo z pozůstatků živých organismů (organogenní sedimenty).
Sedimentární horniny pokrývají přibližně 75 % povrchu zemských kontinentů, ale tvoří jen asi 8 % celkového objemu zemské kůry. Jsou nesmírně důležité, protože obsahují téměř všechny světové zásoby ropy, zemního plynu a uhlí. Jsou také hlavním zdrojem informací o historii života na Zemi, neboť jako jediné běžně obsahují fosilie.
⚙️ Vznik a procesy (Sedimentace)
Proces vzniku sedimentárních hornin se nazývá sedimentace a zahrnuje několik klíčových fází, které přeměňují nezpevněný materiál na pevnou horninu.
🏔️ Zvětrávání a eroze
Vše začíná rozrušováním existujících hornin na zemském povrchu. Tento proces se nazývá zvětrávání a může být:
- Fyzikální (mechanické) zvětrávání: Rozpad horniny na menší úlomky bez změny chemického složení. Příkladem je mrazové zvětrávání (pukání hornin vlivem zamrzající vody), teplotní změny nebo činnost kořenů rostlin.
- Chemické zvětrávání: Rozklad minerálů v hornině prostřednictvím chemických reakcí, jako je rozpouštění (krasové jevy ve vápenci), oxidace (rezivění železitých minerálů) nebo hydrolýza.
- Biologické zvětrávání: Kombinace fyzikálních a chemických procesů způsobených živými organismy.
Uvolněný materiál je následně odnášen procesem zvaným eroze.
🚚 Transport
Úlomky hornin a rozpuštěné látky jsou přenášeny na jiná místa pomocí různých médií:
- Voda: Nejběžnější transportní médium. Řeky, mořské proudy a vlny přenášejí částice na obrovské vzdálenosti. Během transportu se úlomky omílají, zakulacují a třídí podle velikosti.
- Vítr: Větrná eroze je významná zejména v suchých, pouštních oblastech, kde přenáší písek a prach (vznik spraší a dun).
- Ledovec: Ledovce mají obrovskou unášecí sílu a mohou transportovat materiál všech velikostí, od jemného prachu po obrovské balvany (bludné balvany). Materiál transportovaný ledovcem je typicky netříděný.
- Gravitace: Přímý pohyb materiálu po svahu, například při skalních říceních nebo sesuvech půdy.
📥 Usazování (Depozice)
Když transportní energie poklesne, materiál se začne usazovat. Tento proces se nazývá depozice (nebo sedimentace v užším smyslu). Místo, kde k usazování dochází, se nazývá sedimentační prostředí. Mezi hlavní prostředí patří:
- Mořské prostředí: Oceány a moře jsou největšími sedimentačními pánvemi. Usazují se zde jak úlomky přinesené řekami, tak schránky mořských organismů.
- Jezerní prostředí: V jezerech se usazují jemnozrnné sedimenty.
- Říční prostředí: V řekách a jejich deltách se ukládá písek a štěrk.
- Pouštní prostředí: Typické je ukládání písků větrem.
- Ledovcové prostředí: Ukládání netříděného materiálu v podobě morén.
💎 Diageneze (Zpevňování)
Po uložení prochází nezpevněný sediment procesem zvaným diageneze, který ho mění na pevnou horninu. Hlavní diagnetické procesy jsou:
- Kompakce (stlačování): Váha nadložních vrstev stlačuje sediment, zmenšuje pórovitost a vytlačuje vodu.
- Cementace (tmelení): Voda cirkulující v pórech sedimentu sráží minerální látky (nejčastěji kalcit, křemen nebo oxidy železa), které fungují jako tmel a spojují jednotlivá zrna dohromady.
- Rekrystalizace: Některé minerály mohou měnit svou krystalickou strukturu, například přeměna aragonitu na stabilnější kalcit.
📋 Dělení sedimentárních hornin
Sedimentární horniny se dělí do tří hlavních skupin podle původu jejich materiálu.
🧱 Klastické (úlomkovité) sedimenty
Jsou složeny z úlomků (klastů) starších hornin a minerálů. Dělí se primárně podle velikosti zrna.
- Psefity (štěrkovité): Zrna větší než 2 mm.
- Psamity (písčité): Zrna o velikosti 0,063–2 mm.
- Aleurity (prachovité): Zrna o velikosti 0,004–0,063 mm.
- Pelity (jílovité): Zrna menší než 0,004 mm.
- Nezpevněné: Jíl
- Zpevněné: Jílovec, jílovitá břidlice (vyznačuje se deskovitou odlučností)
🧪 Chemogenní (chemické) sedimenty
Vznikají vysrážením z roztoků, nejčastěji z mořské nebo jezerní vody.
- Karbonáty: Nejrozšířenější chemogenní sedimenty.
- Evapority: Vznikají odpařováním vody v uzavřených pánvích.
- Sůl kamenná (halit): Složena z halitu (NaCl).
- Sádrovec: Složen z minerálu sádrovce (CaSO₄·2H₂O).
- Silicity: Horniny tvořené převážně oxidem křemičitým (SiO₂).
- Železné rudy: Sedimentární ložiska železa, například oolitické železité rudy.
- Fosfority: Horniny bohaté na fosfáty.
🌿 Organogenní (organické) sedimenty
Vznikají nahromaděním zbytků těl rostlin a živočichů.
- Uhelná řada (kaustobiolity): Vznikají z rostlinného materiálu v močálech a bažinách.
- Rašelina → Lignit → Hnědé uhlí → Černé uhlí → Antracit
- Ropa a zemní plyn: Nevznikají jako pevné horniny, ale jsou produktem přeměny organické hmoty (planktonu) v sedimentech.
- Biogenní vápence: Vznikají nahromaděním schránek organismů.
- Křemelina (diatomit): Sypká hornina tvořená schránkami jednobuněčných řas rozsivek.
✨ Charakteristické znaky
Sedimentární horniny mají několik typických znaků, které je odlišují od ostatních typů hornin.
- Vrstevnatost: Nejvýraznějším znakem je přítomnost vrstev, které se od sebe liší barvou, velikostí zrna nebo složením. Každá vrstva představuje jednu epizodu usazování. Studiem sledu vrstev se zabývá stratigrafie.
- Textura: Popisuje velikost, tvar a uspořádání zrn v hornině. Může být klastická (z úlomků), krystalická (u chemogenních hornin) nebo amorfní.
- Sedimentární struktury: Jsou to útvary vzniklé během usazování, které poskytují informace o tehdejším prostředí. Patří sem:
- Šikmé zvrstvení: Vzniká v tekoucí vodě nebo větru (např. v dunách).
- Gradované zvrstvení: Velikost zrn se ve vrstvě postupně zmenšuje odspodu nahoru, typické pro usazování z kalných proudů.
- Čeřiny: Vlnkovité útvary na povrchu vrstev vytvořené vlněním vody nebo větrem.
- Bahenní praskliny: Vznikají vysycháním bahna a svědčí o periodickém zaplavování a vysychání.
- Fosilie: Zbytky nebo stopy organismů zachované v hornině. Jsou klíčové pro paleontologii a datování hornin.
🌍 Význam a využití
Sedimentární horniny mají zásadní geologický i ekonomický význam.
- Geologický archiv: Jsou jako stránky v knize historie Země. Z jejich studia lze vyčíst informace o minulých klimatematech, prostředích, geografii a vývoji života.
- Ekonomický význam:
- Energetické suroviny: Obsahují drtivou většinu světových zásob uhlí, ropy a zemního plynu.
- Stavební materiály: Pískovec a vápenec jsou tradičními stavebními a dekoračními kameny. Štěrky a písky jsou nezbytné pro výrobu betonu. Jíly jsou základní surovinou pro cihly a keramiku.
- Průmyslové suroviny: Sůl kamenná se používá v potravinářství a chemii, sádrovec ve stavebnictví (sádrokarton), vápence při výrobě cementu a vápna.
- Hydrogeologie: Pórovité sedimentární horniny, jako jsou pískovce a štěrky, tvoří významné zvodně (kolektory podzemní vody) a jsou klíčovým zdrojem pitné vody.
🔬 Pro laiky: Jak poznat sedimentární horninu?
Na rozdíl od často jednolitých magmatických nebo krystalických metamorfovaných hornin mají sedimentární horniny několik poznávacích znaků, které může identifikovat i laik:
- Hledejte vrstvy: Nejlepším vodítkem je vrstevnatost. Pokud hornina vypadá jako na sebe naskládané desky nebo pláty (někdy různobarevné), je to téměř jistě sediment. Může to připomínat listové těsto nebo knihu s mnoha stránkami.
- Hledejte zrna: Mnoho sedimentárních hornin je tvořeno viditelnými zrny. V pískovci můžete cítit i vidět jednotlivá zrnka písku. Ve slepenci jsou jasně patrné spojené oblázky a kamínky.
- Hledejte fosilie: Pokud v kameni najdete otisk mušle, listu nebo kosti, držíte v ruce sedimentární horninu. Fosilie se v jiných typech hornin nacházejí jen velmi vzácně.
- Test tvrdosti a reakce s octem: Mnoho sedimentů (jako jílovec nebo křída) je relativně měkkých a lze do nich rýpnout nožem. Pokud kápnete na horninu ocet (nebo slabou kyselinu) a začne šumět, jedná se o vápenec.