Kryształy w procesach geologicznych. Cz. 2. Agregaty i akumulacje kryształów 1300-WKPG2W
Ogólna charakterystyka kryształów i procesów krystalizacji. Morfologia i budowa wewnętrzna kryształów jako zapis historii ich rozwoju. Krystalizacja z roztworu wodnego, magmy (ciekłego stopu), i w stałym stanie skupienia. Krystalizacja swobodna i wzrost kryształów przytwierdzonych do podłoża (kryształy wrosłe i narosłe). Kryształy pojedyncze, agregaty kryształów i nagromadzenia (akumulacje) kryształów. Zarodkowanie i transport kryształów w roztworach wodnych, solankach i magmie. Aglomeracja i agregacja kryształów. Druzy, szczotki krystaliczne, geody i inne formy skupień kryształów rosnących na podłożu. Współzawodniczący (konkurencyjny) wzrost, selekcja geometryczna. Stadia wzrostu: wzrost izolowany, konkurencyjny i równoległy. Dyspersja tempa wzrostu a morfologia powierzchni kompromisowych (prążkowanie indukcyjne). Mechanizmy współzawodniczącego wzrostu: selekcja geometryczna, selekcja wywołana kształtem podłoża, wcześniejszym zarodkowaniem, selekcja przypadkowa (przykłady ze skał ewaporatowych i żyłowych). Współzawodniczący wzrost gałęzi dendrytów. Syntaksjalny i niesyntaksjalny rozwój minerałów. Kryształy rozwijające się na ścianach innych kryształów; wzrost równoczesny i nierównoczesny. Granit napisowy. Współzawodniczący wzrost sferulitów. Sferulity rosnące na ścianach innych kryształów. Rozwój groniastych (nerkowatych, botrioidalnych) skupień kryształów. Żyły mineralne i ich geneza. Żyły wypełnienia, z wypierania i z zastępowania: kryteria ich rozpoznawania. Żyły z symetrycznym i asymetrycznym wypełnieniem. Sukcesja mineralna (równoczesność, nakładanie się i następstwo krystalizacji). Krystalizacja syntektoniczna (syndeformacyjna). Żyły i agregaty minerałów włóknistych. Fronty wzrostu. Wzrost syntaksjalny, antytaksjalny symetryczny i asymetryczny, złożony (mieszany) i niesystematyczny. Żyły ataksjalne, syntaksjalne i antytaksjalne. Żyły bi- i unitaksjalne. Mechanizm pękania-wypełniania. Wstęgi i szlaki inkluzji. Rekonstrukcja przebiegu deformacji na podstawie analizy żył minerałów włóknistych. Oulofolity (kwiaty jaskiniowe) i ich geneza (włosy solne). Krystalizacja w środowisku jaskiniowym (utwory naciekowe, speleotemy). Stalaktyty, stalagmity, heliktyty. Tratwy kalcytowe w misach naciekowych. Naskorupienia barytu, kalcytu i aragonitu w gorących źródłach (trawertyny), oraz wprost na dnie morskim. Środowisko krystalizacji minerałów solnych w basenach ewaporacyjnych. Diagramy nasycenia. Pojęcie ścieżki krystalizacji, punktu eutonicznego i reakcyjnego. Kolejność krystalizacji z roztworów i wody morskiej (sekwencja Usiglio, ścieżka krystalizacji dla wody morskiej). Wytrącanie i wzrost kryształów na powierzchni i w kolumnie solanki oraz na dnie zbiornika. Tratwy halitowe, kumulaty ewaporatowe (halitowe, gipsowe, aragonitowe). Grzyby i parasole halitowe. Osady selenitowe. Powierzchnie synsedymentacyjnego rozpuszczania i wzrost syntaksjalny. Kryteria pierwotnego (synsedymentacyjnego) wzrostu kryształów. Ziarna akrecyjne. Ziarna powleczone (obleczone) chemicznie. Ooidy i ich budowa (koncentryczna, radialna, mieszana). Ooidy węglanowe współczesne i kopalne, aragonitowe i kalcytowe. Pizoidy, perły jaskiniowe. Ooidy mikrytowe, powierzchniowe, asymetryczne, ekscentryczne, połamane i regenerowane, mózgowate i złożone. Geneza ooidów – mechanizm kuli śniegowej, stadium uśpienia i stadium ruchu (akrecji i abrazji). Ścieranie jako źródło zarodków kryształów. Pojęcie fabryki ooidów (przykłady współczesne). Ooidy zniekształcone (zdeformowane), ooidy półksiężycowe, wciski w ooidach. Lepisfery krzemionkowe i ich geneza. Framboidy pirytowe, ich budowa, występowanie i geneza. Sekrecje i konkrecje. Konkrecje syngenetyczne, cementacyjne i z zastępowania (metasomatyczne); kryteria ich rozpoznawania. Mechanizmy wzrostu konkrecji. Septarie i ich geneza (kukiełki lessowe). Przykłady konkrecji węglanowych i krzemionkowych (krzemienie). Róże pustyni i kalcyt z Fontainebleau. Kryształy w procesach diagenezy. Krystalizacja w przestrzeniach porowych. Cementacja i cementy. Rozwój cementów węglanowych i krzemionkowych. Rozpuszczanie pod ciśnieniem. Kriosfera i kryształy lodu w przyrodzie. Lód gruntowy strefy peryglacjalnej. Lód włóknisty, porowy (cementacyjny, interstycjalny), segregacyjny (lód Tabera). Lód iniekcyjny, żyłowy, intruzyjny (kliny lodowe, hydrolakolity). Lód ekstruzyjny (pokrywa zamarzniętej wody, naledź, zlodzenie). Lód kopalny. Deformacje wywołane krystalizacją lodu gruntowego (zamróz, krioturbacje i inne). Kopalne ślady po lodzie gruntowym. Przeobrażenie (metamorfoza) śniegu w firn i lód lodowcowy. Kryształy w procesach magmowych. Środowisko krystalizacji w komorach magmowych i wulkanicznych. Kształty i rozmiary ziaren minerałów magmowych. Porządek krystalizacji i rozmieszczenie minerałów w skałach magmowych. Krystalizacja równowagowa i frakcyjna. Kumulokryształy i kumulaty magmowe. Tekstury kumulatów. Korozja (resorpcja) magmowa. Tekstury kuliste skał magmowych. Orbikule, ich wykształcenie i geneza. Agregaty i akumulacje kryształow w skałach wylewnych i subwulkanicznych. Komatyty i tekstury spinifex. Wzrost kryształów w procesach pomagmowych (pegmatyty, miarole, przerosty pismowe). Kryształy w procesach metamorficznych. Procesy determinujące kształt i rozmiary ziaren w skałach metamorficznych. Rozmieszczenie minerałów w skałach metamorficznych. Procesy formujące granice ziaren i granice międzyfazowe. Przekrystalizowanie i rekrystalizacja. Neomorfizm. Terminologia metalurgiczna w petrologii. Wyżarzanie rekrystalizujące, zdrowienie, rekrystalizacja pierwotna i rozrost ziaren. Poligonizacja - tworzenie subziaren i przekształcenie splotów dyslokacji w granice wysokokątowe podczas zdrowienia. Zdrowienie dynamiczne (podczas deformacji) i statyczne (po deformacji). Rekrystalizacja pierwotna (po zdrowieniu). Rozrost ziaren: normalny (ciągły) i anormalny (nieciągły). Siły napędzające rozrost ziaren. Rola swobodnej energii powierzchniowej. Ewolucja kształtu granic ziaren podczas rozrostu, linie styków granic ziaren (trójzłącza). Migracja granic ziaren w warunkach hydrostatycznego i nie-hydrostatycznego stanu naprężeń. Kryształy w deformacjach tektonicznych. Świadectwa eksperymentalne. Mechanizmy deformacji. Deformacje typu kruchego i podatnego. Odkształcenia plastyczne kryształów. Powstawanie i rozmnażanie dyslokacji podczas odkształcenia plastycznego (źródło dyslokacji Franka-Reada). Odkształcenie przez poślizgi i bliźniakowanie. Elementy petrotektoniki. Krystalizacja pre-, syn- i postkinematyczna. Bliźniaki mechaniczne jako zapis dawnych pól naprężeń masywów skalnych. Analiza lamelek bliźniaczych kalcytu. Kryształy halitu w procesach halokinezy i diapiryzmu solnego. Mechanizmy deformacji halitu: pełznięcie deformacyjne, pełznięcie przez rozpuszczanie-wytrącanie, pełznięcie przez rozwój mikrospękań. Płynięcie lodu lodowcowego i ruch „lodowców” solnych. Syntektoniczny (syndeformacyjny) rozwój porfiroblastów w strefach ścinania. Kumuloblasty i glomeroblasty. Porfiroblasty pre-, syn- i posttektoniczne. Cienie ciśnienia i obwódki ciśnieniowe. Obwódki syntaksjalne i antytaksjane. Obwódki ciśnieniowe i cienie ciśnienia o wzorze S i Z. Symetryczne i asymetryczne cienie ciśnienia. Zrotowane porfiroblasty z wydłużonymi cieniami ciśnienia typu σ (sigma) i δ (delta). Tekstury i struktury minerałów charakterystyczne dla metasomatozy. Skupienia i akumulacje kryształów w złożach surowców mineralnych (tekstury rud) oraz ich wykorzystanie dla rozpoznania genezy złóż (przykłady ze złóż siarki rodzimej, cynku i ołowiu i in.).
Rodzaj przedmiotu
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Wykład uczy rozumienia procesów wzrostu i przeobrażeń kryształów naturalnych (minerałów), oraz rozpoznawania (interpretacji) zapisu tych procesów w widocznych makroskopowo cechach morfologicznych i budowie wewnętrznej kryształów, ich agregatów oraz nagromadzeń. Wykład uczy rozumienia polskiej i anglojęzycznej terminologii naukowej.
Kryteria oceniania
Test zaliczeniowy lub kolokwium ustne sprawdzający stopień opanowania wiedzy przekazanej na wykładzie.
Praktyki zawodowe
brak
Literatura
Bard J.P., 1986. Microtextures of Igneous and Metamorphic Rocks. D. Reidel Publ. Comp., Dordrecht (tłum. wyd. franc., Masson, Paris, 1980).
Barker A.J., 1998. Introduction to Metamorphic Textures and Microstructures, 2 ed. Stanley Thornes (Publishers) Ltd., Cheltenham, UK.
Bastin E.S., 1950. Interpretation of Ore Textures. The Geological Society of America Memoir, 45, 1-101.
Best M.G., 2003. Igneous and Metamorphic Petrology, 2 ed. Blackwell Science Ltd., Malden, MA, USA.
Blenkinsop T., 2002. Deformation Microstructures and Mechanisms in Minerals and Rocks. Kluwer Academic Publishers, New York.
Blicharski M., 2009. Wstęp do inżynierii materiałowej, wyd. 3, zmienione (dodruk). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
Cox K.G., Bell J.D., Pankhurst R.J., 1979. The Interpretation of Igneous Rocks. Chapman & Hall, London.
Fettes D., Desmons J., eds., 2007. Metamorphic Rocks: A Classification and Glossary of Terms, Recommendations of the International Union of Geological Sciences. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Gill R., 2010. Igneous Rocks and Processes: A Practical Guide. Wiley-Blackwell, Chichester.
Glikin A.E., 2009. Polymineral-Metasomatic Crystallogenesis. Springer, Berlin (tłum. z ros., Zhurnal Neva, St. Petersburg, 2004).
Higgins M.D., 2006. Quantitative Textural Measurements in Igneous and Metamorphic Petrology. Cambridge University Press, Cambridge, UK, and New York.
Jamtveit B., Meakin P., eds., 1999. Growth, Dissolution and Pattern Formation in Geosystems. Kluwer Academic Publishers, and Springer-Science+Business Media, B. V.
Kelly A., Knowles K.M., 2012. Crystallography and Crystal Defects, 2 ed. John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, UK.
Krasnova N.I., Petrov T.G., 1995. Geneza mineralnych indywiduów i agregatów. Nevskii Kur’er, Sankt-Petersburg (po ros.).
Leubner I.H., 2010. Precision Crystallization: Theory and Practice of Controlling Crystal Size. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, London, New York.
Mackenzie W.S., Donaldson C.H., Guilford C., 1982. Atlas of Igneous Rocks and Their Textures. ELBS (English Language Book Society), London.
Majerowicz A., Wierzchołowski B., 1990. Petrologia skał magmowych. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
Maliejew M.N., 1971. Właściwości i geneza przyrodniczych włóknistych kryształów i ich agregatów. Nauka, Moskwa (po ros.).
Nédélec A., Bouchez J.-L., 2015. Granites. Petrology, Structure, Geological Setting, and Metallogeny. Oxford University Press, New York (uaktualnione tłum. wyd. franc., Pétrologie des granites – Structure – Cadre géologique, Editions Vuibert, Paris 2011, wykonane z udziałem P. Bowdena).
Passchier C.W., Trouw R.A.J., 2005. Microtectonics, 2 enlarged ed. Springer, Berlin.
Philpotts A., 1989. Petrography of Igneous and Metamorphic Rocks. Pearson Education Inc., USA.
Poirier J.P., 1995. Creep of Crystals. High-temperature Deformation Processes in Metals, Ceramics and Minerals. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Przybyłowicz K., 2007. Metaloznawstwo, 8 wyd., zmienione. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
Ramsay J.G., Huber M.I., 1984. Modern Structural Analysis, v. 1. Strain Analysis. Academic Press, London.
Rong J., Wang F., 2016. Metasomatic Textures in Granites: Evidence from Petrographic Observation. Science Press Ltd., Beijing; Springer Science+Business Media Singapore.
Ryka W., Maliszewska A., 1991. Słownik petrograficzny, wyd. 2. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
Spry A., 1969. Metamorphic Textures. Pergamon Press, Oxford, 1-350.
Vernon R.H., 2018. A Practical Guide to Rock Microstructure, 2 ed. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Żabin A.G., 1979. Ontogeneza minerałów. Agregaty. Nauka, Moskwa (po ros.).
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: