Sedimentne stijene

Dva tipa sedimentnih stijena: šejl prekriven krečnjakom.

Sedimente stijene su stijene nastale taloženjem ostataka drugih stijena djelovanjem vode, leda i vjetra, taloženjem kao rezultatom biološke aktivnosti te taloženjem iz otopine. Sedimentne stijene uključuju uobičajene stijene kao što su kreda, krečnjak i šejl. Prekrivaju 75% površine Zemlje.

Postanak

Sedimentne stijene nastaju zbog preopterećenja kako se čestice sedimenta talože iz zraka, leda, vjetra ili vodenih tokova. Kako taloženje sedimenta napreduje, litostatski pritisak ga pritišće u uslojenu krutinu procesom litifikacije (nastanka stijene) pri čemu se istiskuje fluid kojim je donešen. Dijageneza je naziv koji se koristi za opisivanje svih hemijskih, fizikalnih i bioloških promjena, uključujući i cementaciju, kroz koje prolazi sediment nakon taloženja kroz svoju litifikaciju, bez obzira na površinsko trošenje.

Sedimentne stijene su posložene u slojeve. Svaki novi sloj se polaže horizontalno na stariji u procesu zvanom superpozicija. Obično postoje praznine u slijedu koje se nazivaju diskordancije. One predstavljaju razdoblja u kojima nije dolazilo do taloženja ili u kojima su stariji slojevi bili izdignuti iznad razine mora i erodirani.

Sedimentne stijene sadrže važne podatke o historiji Zemlje. U njima su sačuvani fosili iz kojih možemo saznati o razvoju života, a koje nažalost ne možemo naći u magmatskim ili metamorfnim stijenama zato što pritisci i temperature na kojima se formiraju uništavaju fosilne ostatke. Iz sedimentnih stijena također možemo saznati o okolišima u kojima se se taložile.

Prekrivaju veliki dio Zemljine kore, ali njihov ukupni udio je procijenjen na svega 5%, što znači da predstavljaju samo tanku glazuru preko kore koja se sastoji uglavnom od magmatskih i metamorfnih stijena.

Podjela

Sedimentne stijene su podjeljene u tri grupe: klastične, hemijske i biohemijske.

Klastične

Klastične sedimentne stijene građene su od diskretnih fragmenata ili klasta minerala nastalih iz drugih stijena, koji se nalaze u matriksu. Uglavnom se sastoje od kvarca s nekim uobičajenim mineralima uključujući muskovit, feldspate, amfibole, minerale glina i ponekad egzotičnije minerale iz magmatskih i metamorfnih stijena.

Mogu se razmatrati s obzirom na veličinu zrna, s šejlom kao najfinijim s česticama manjim od 0.004 mm, nešto većim siltom (od 0.004 do 0.06 mm), pješčenjakom (od 0.06 do 2 mm) te konglomeratom i brečom kao najkrupnijima sa zrnima od 2 do 256 mm. Razlika između breče i konglomerata je u tome što breča ima oštra zrna, dok konglomerat ima zaobljena zrna što upućuje na zaključak da se sediment duže transportirao. Arenit je naziv za sedimentnu stijenu sa zrnima veličine pijeska.

Podjela klastičnih stijena je složena zbog uticaja mnogo faktora. U obzir moraju biti uzeti veličina zrna (uključujući i prosječnu veličinu i raspon veličina zrna), sastav zrna, cement i matriks (naziv za manje čestice prisutne u prostoru između zrna).

Šejlovi, koji se većinom sastoje od minerala glina, općenito su podijeljeni na temelju sastava i načina na koji su uslojeni.

Krupnozrnate klastične stijene su podijeljene s obzirom na sastav i veličinu zrna. Ortokvarcit je vrlo čist kvarcni pješčenjak, arkoz je pješčenjak s kvarcom i velikom količinom feldspata, grauvaka je pješčenjak s kvarcom, mineralima glina, feldspatima i fragmentima metamorfnih stijena koji su formirani iz sedimenata nošenih turbiditnim strujama.

Sve stijene se dezintegriraju vrlo sporo zbog mehaničkog i hemijskog trošenja.

Mehaničko trošenje je razaranje stijene na manje čestice bez uzrokovanja promjena u hemijskom sastavu minerala u određenom stijeni. Jedan od najvažnijih agensa mehaničkog trošenja je led. Voda ulazi u pukotine i rascjepe u stijeni, zaledi se i širi. Sila uzrokovana ekspanzijom dovoljna je za povećanje pukotina i slamanje dijelova stijene. Zagrijavanje i hlađenje stijene također rezultira u ekspanziji i kontrakciji, što potpomaže proces. Mehaničko trošenje doprinosi daljnjem slamanju stijene povećanjem površinskog područja koje je izloženo hemijskom trošenju.

Hemijsko trošenje je usitnjavanje stijene hemijskim reakcijama. U ovome procesu minerali u stijeni su izmjenjeni su čestice koje vrlo lahko mogu biti odnešene. Zrak i voda su također uključeni u mnoge kompleksne hemijske reakcije. Minerali u magmatskim stijenama mogu biti nestabilni pri normalnim atmosferskim uvjetima. Vrlo često su napadnuti vodom, posebno kiselim ili alkalnim otopinama, i svi uobičajeni minerali koji formiraju magmatske stijene (kvarc je iznimka jer je vrlo rezistentan) su na ovaj način izmjenjeni u minerale glina.

Čestice stijena dalje se transportiraju agensima erozije (obično vodom, rjeđe ledom i vjetrom) na nove lokacije gdje su nanovo taloženi u slojeve, općenito na nižim nadmorskim visinama. Prilikom transporta se smanjuje veličina čestice te se sortiraju po veličini. Sedimenti donešeni potocima i rijekama tvore aluvijalne lepeze, naplavne ravnice, delte, a mogu biti istaloženi i na jezerskom ili okeanskom dnu. Ledenjaci transportiraju i talože velike količine obično nesortiranog materijala kao što je til.

Istaložene čestice na kraju se zbijaju i cementiraju, formirajući klastične sedimentne stijene. Takve stijene sadrže inertne minerale koji su otporni na mehaničko i hemijsko trošenje kao što su kvarc, cirkon, rutil i magnetit. Kvarc je jedan od mehanički i hemijski najotpornijih minerala.

Biohemijske

Biohemijske sedimentne stijene se sastoje od materijala proizvedenih živim organizmima, pa uključuju karbonatne minerale stvorene djelovanjem organizama poput koralja, mekušaca i formanifera, koji prekrivaju okeansko dno s naslagama kalcita koji kasnije može formirati krečnjak. Ugalj je također biohemijska sedimentna stijena.

Evaporiti

Evaporiti se formiraju kada mineralna otopina, kao što je morska voda, isparava. Najčešći evaporitni minerali su halit i gips.

Također pogledajte

• Erozija