VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ
TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA

METODY STUDIA HORNIN

Současná petrologie využívá celou řadu rozmanitých metod, z nichž některé jsou univerzální a některé jsou významné jen pro určitou skupinu hornin. Hrubě lze metody rozdělit na terénní a laboratorní, s tím, že některé metody mohou být v obou skupinách.

Terénní metody

Základem úspěšné aplikace všech petrologických metod je dokonalá znalost geologického postavení zkoumaných hornin. Jen vzorky odebrané z dokonale popsané geologické pozice lze vzájemně srovnávat a podrobovat nákladným a často časově náročným zkouškám. Každý odebíraný vzorek musí být řádně zdokumentován. Musí být jasné jaká, byla jeho pozice v terénu, a co reprezentuje.

Lokalizace musí být co nejpřesnější, optimálně zakreslená v mapě, popsaná v deníku a zaměřená pomocí GPS souřadnic. Geologickou pozici v masivu je třeba popsat co nejpodrobněji. Je vhodné ji i zakreslit do schematického náčrtu nebo fotografie výchozu. U vrtů nesmí chybět metráž.

Laboratorní metody

K běžným laboratorním petrografickým metodám patří makroskopický a mikroskopický popis a celá řada instrumentálních metod pro stanovení minerálního a chemického složení.

Makroskopický popis by měl zahrnovat co nejpřesnější popsání barvy horniny a to jak při pohledu z dálky, tak z blízka. U nehomogenních hornin popsat barvu jednotlivých fází. Dále je nutné stanovit zrnitost horniny, popsat všechny makroskopicky rozeznatelné minerály, patrné strukturní a texturní znaky. Také je vhodné popsat charakter povrchu foliace, lomné plochy a lomné hrany, čerstvost a stupeň přeměny.

Účelem mikroskopického popisu je detailně popsat všechny minerály obsažené v hornině a jejich poměrné zastoupení. Dále pak popsat strukturu a texturu horniny. Na základě těchto skutečností společně s makroskopickým popisem se na závěr určí přesné petrografické označení horniny.

Popis jednotlivých minerálů se provádí v pořadí:podstatné (hlavní), vedlejší, akcesorie, sekundární.

U porfyrických hornin se popíší zvlášť vyrostlice a zvlášť základní hmota. U porfyroblastickýchhornin se popíší zvlášť porfyroblasty a zvlášť základní tkáň. U sedimentárních hornin se popíše zvlášť klastický materiál a zvlášť mezerní hmota.

Velikost zrna se měří minimálně na sto zrnech v deseti různých částech výbrusu při odpovídajícím zvětšení. Do protokolu se uvede maximální velikost, minimální velikost a průměrná velikost zrna. Popíše se tvar zrna, omezení zrna u sedimentů opracování klastů. Jsou-li na minerálu patrny deformační vlivy, je nutné je uvést (undulózní zhášení, granulace zrn, anomální zdvojčatění, protoklaza, kataklaza).Vyskytují-li se v hornině živce, je nutné je blíže určit, je-li to možné a napsat metodu, která byla použita.Vypíší se všechny zvláštní morfologické změny, jako jsou srůstové zákony, štěpnost, zonálnost, uzavřeniny.Barva se uvede detailně s přesným popsáním odstínu. Dále se popíše pleochroismus, charakteristické odchylky zhášení atd.U sedimentů se uvede stupeň vytřídění a opracování klastického materiálu, charakter tmelu.

Pro stanovení modálního složení horniny se provádí planimetrická analýza na bodovém integrátoru. Výbrus se posunuje po vzájemně rovnoběžných liniích vždy o určitou konstantní vzdálenost, takže směr osy mikroskopu protíná plochu výbrusu v bodech, které jsou od sebe stejně vzdáleny. Při každém posunutí pozorujeme, do kterého minerálu tento bod padá. Stiskneme-li páčku počítače, kterou jsme přisoudili minerálu, který máme právě ve středu zorného pole, popojede výbrus zároveň o určenou konstantní vzdálenost. Opět pozorujeme, který minerál je ve středu zorného pole a stiskneme páčku jemu určenou. Tak postupně přejedeme v mnoho řadách celý výbrus. Z počtu bodů je možno vypočítat objemová procenta pro jednotlivé minerály.

U všech hornin se napíše struktura a textura. Na základě všech zjištěných skutečností se určí co nejpřesnější název horniny a uvede se klasifikace, podle které byla hornina pojmenována.

Optickou mikroskopii je v některých případech doplnit elektronovou mikroskopií, která umožňuje pozorování ve větším rozlišení a ve spojení s vhodným analyzátorem umožňuje i rychlou a poměrně přesnou chemickou bodovou analýzu.

Z fázových instrumentálních metod je asi nejvýznamnější prášková rentgenová difrakční analýza (XRD), a pro řadu materiálů také diferenční termická analýza (DTA)nebo infračervená spektroskopie (IRS), které umožňují stanovit charakter obsažených minerálů.

Pro stanovení chemického složení vzorků lze použít tradiční silikátovou analýzu tzv. mokrou cestou, která však bývá nahrazována řadou moderních instrumentálních metod, jako jsou rentgenová fluorescenční spektrometrie (XRF), spektrometrie s indukčně vázanou plazmou (ICP), atomová absorpční spektrofotometrie (AAS) a celá řada dalších.

V sedimentární petrografii má velký význam granulometrická analýza, která se velmi hrubozrnných materiálů provádí pomocí sady sít a mikrometrického měřítka (valounová analýza), u jemnozrnnějších (písky) pomocí sady sít a u velmi jemnozrnných (pod 0,063 mm) pomocí metod založených na závislosti mezi velikostí částic a rychlostí sedimentace (např. pipetovací metoda).