Nauka o Zemi
Teoretická část
Primární tělesa magmatických hornin
Zemská kůra je tvořena souborem vyvřelých, sedimentárních a metamorfovaných
hornin. Tyto horniny jsou vymezeny v horninovém prostoru vůči ostatním. Vytváří
geologická tělesa, jejichž tvar, rozměr a poloha v prostoru je spojen s genezí dané
horniny a případnými následnými tektonickými procesy. Tyto parametry sledujeme
pomocí vnějších strukturních znaků. Znalost geneze konkrétních hornin pomůže
identifikovat a omezit primární geologická tělesa. Tvarově i geneticky se od sebe liší
primární geologická tělesa vyvřelých a sedimentárních hornin. V metamorfovaných
horninách existuje analogie struktur hornin vyvřelých a sedimentárních. Míra
podobnosti geologických těles metamorfovaných hornin vůči geologickým tělesům
vyvřelých a sedimentárních hornin závisí na intenzitě metamorfózy a tektonické
modifikaci původních těles. Rozeznáváme tedy pouze primární geologická tělesa
magmatických hornin (vzniklé magmatizmem) a sedimentárních hornin (vzniklé
sedimentací).
Obr. 5-1: Chladnoucí láva, jež je odplyněné magma, které
vystoupilo na zemský povrch.
Magmatizmus je proces spojený s migrací magmatu k zemskému povrchu a vzniku primárních geologických těles
vyvřelých hornin (kapitola 4). Magma - žhavotekutá tavenina, proniká litosférou. Hromadí se v magmatických krbech, kde
tvoří primární geologická tělesa uvnitř litosféry (tělesa hlubinných hornin) nebo vystupuje přímo na povrchu (tělesa
výlevných hornin). Je to tedy proces úzce spojený se vznikem vyvřelých hornin a s obnovou zemské kůry - geologickým
cyklem (viz kapitola 4 - Geologický cyklus).
Magma
Magma je žhavotekutá tavenina vznikající na rozhraní litosféry a astenosféry v důsledku diferenciačních pochodů v zemském
plášti a kůře. Je tvořena převážně silikátovou žhavotekutou taveninou, již vykrystalizovanými rudními či silikátovými minerály (cca
10 %) a fluidní fází (rozpuštěné sopečné plyny a páry - lehká těkavá složka). Množství fluidní fáze v magmatu se odhaduje mezi 1-
5%. Hluboko pod povrchem je magma pod velkým litostatickým tlakem, který zabraňuje uvolnění rozpuštěné fluidní fáze z
magmatu. Při výstupu magmatu k povrchu klesá litostatický tlak a plyny se začínají rozpínat a uvolňovat. Zvětšuje se objem a
migrační schopnost magmatu (fluidní fáze snižuje viskozitu magmatu).
Při vulkanické činnosti uvolněné sopečné plyny a páry mohou obsahovat 30 až 90 % vodní páry. Zbylou část tvoří oxidy síry
(např. oxid siřičitý), fluorovodík, chlorovodík, oxid uhelnatý, methan, fluorid křemičitý, amoniak, oxid uhličitý a mnoho dalších
jako např. karbonylsulfid či radon. Většina těchto plynů je životu nebezpečná. Některé plyny jsou jedovaté, jiné jsou ve velkých
koncentracích nedýchatelné.
Obr. 5-2: Schéma migrace magmatu litosférou
kontinentálního typu k zemskému povrchu a vzniku
kyselého magmatu.
Druhy magmatu
Magma můžeme rozlišovat podle chemického složení nebo podle vzniku.
Z hlediska chemického složení rozlišujeme magmata nejčastěji na základě obsahu SiO2.
•
kyselé (acidní) > 65 % SiO2;
•
neutrální (intermediární) 65-52 % SiO2;
•
bazické 52-44 % SiO2;
•
ultrabazické < 44 % SiO2.
Obsah SiO2 je dán součtem křemičitanové komponenty ze všech přítomných silikátů i oxidu křemíku.
Podle geneze rozlišujeme magma:
•
primární (bazické až neutrální) magma vznikající ve svrchní části pláště nebo v bazaltové vrstvě zemské kůry;
•
sekundární (kyselé) magma vznikající v zemské kůře kontinentálního typu.
Primární magma
Ke vzniku primárních bazických magmat dochází ve svrchním plášti v hloubkách 100 až 250 km. Teplota vzniku se odhaduje
na 1300 - 1500 °C a tlak 3 až 6 GPa. Diferenciací plášťového magmatu se na základě nižší hustoty odděluje bazické magma,
které vystupuje do zemské kůry. K výstupu těchto magmat dochází především podél riftových zón (na středooceánských hřbetech
či kontinentálních riftech). Tvoří základ oceánské kůry (obr. 2-20). Těžší peridotity a eklogity zůstávají pod bazickou složkou a
tvoří svrchní část pláště. Bazická magmata jsou bohatá na oxidy železa a hořčíku, naopak chudá na SiO2.
Primární magmata intermediárního složení většinou vznikají přetavením hornin zemské kůry. Mohou vznikat také při velmi
vysokých teplotách vytavováním z hornin svrchního pláště nebo se formují z bazických magmat během diferenciačních procesů
probíhajících v zemské kůře.
Sekundární magma
Výskyt sekundárních magmat je vázán na subdukční zóny typu kontinent - oceán a kolizní zóny (obr. 3-24 a,c). Vznik kyselých
magmat je v současné době vysvětlován dvěmi způsoby. První způsob vysvětluje vznik procesem granitizace, kdy dochází
působením tlaků a teplot k roztavení starších vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních hornin tvořících zemskou kůru.
Tavením těchto hornin vzniká kyselé magma granitového složení. Někdy je označováno za anatektické magma. Ke vzniku
takovéhoto magmatu dochází při teplotě 600 - 800 °C. Předpokládá se, že toto mobilní magma s nízkou hustotou při migraci k
povrchu s klesajícím litostatickým tlakem rychle ztrácelo svoji pohyblivost a tuhlo pod zemským povrchem, kde vytvářelo velká
primární geologické tělesa kyselých vyvřelých hornin.
Kromě tohoto způsobu vzniku kyselého magmatu se předpokládá také vznik spojený s diferenciací magmatu primárního a
mícháním s taveninami bohatými na SiO2. Při procesu migrace magmatu k povrchu, dochází k jeho postupné diferenciaci, kdy se
oddělují bazické složky a zvyšuje se tak podíl SiO2. Vznikají středně kyselá magmata, která postupují blíže k povrchu. Při své
cestě vzhůru natavují okolní hornin (kyselé horniny granitové vrstvy kontinentální kůry) a obohacují se o jejich kyselé složky.
Dochází tak k postupnému míchání středně kyselých magmat s taveninami bohatými na SiO2 (obr. 5-2).
Mobilita magmatu
Mobilita magmatu úzce souvisí s viskozitou, teplotou a množstvím fluidní fáze.
Teplota magmatu se pohybuje v rozmezí hodnot 590 °C až 1400 °C, přičemž závisí na množství rozpuštěné vody v tavenině. Čím menší je podíl vody, tím vyšší jsou teploty. Suchá
magmata mohou dosahovat teploty až 1500 °C. Na obsahu vody závisí i hustota magmatu. Hodnoty hustoty magmatu se pohybují v rozmezí 2,2 až 2,8 g*cm-3. Při erupci (výstupu magmatu na
povrch) se z magmatu uvolní fluidní fáze, čímž se rapidně sníží hustota chladnoucího a krystalizujícího magmatu.
Viskozita magmatu je ovlivněna především obsahem SiO2 a teplotou. Kyselá magmata (bohatá na SiO2) jsou viskóznější. Čím je SiO2 méně, tím je magma tekutější. Proto se bazická
magmata chudá na SiO2 snadno na povrchu rozlévají do okolí v podobě lávových příkrovů. Viskozita magmatu klesá s nárůstem teploty. Teplota magmatu kyselého se zpravidla pohybuje okolo
800 až 900 °C a teplota bazického magmatu dosahuje hodnot až 1300 °C.
Migraci magmatu (intruzi) lze vysvětlit na příkladu subdukční zóny (obr. 3-24 a,b). Horniny podsouvající se desky jsou v hloubce 100-150 km a teplotě 600 až 1000 °C (obr. 3-19) taveny.
Vzniklé magma má mnohem menší hustotu než okolní prostředí v této hloubce a vyšší podíl fluidní fáze. Celý mechanizmus výstupu magmatu v plastickém prostředí svrchní části pláště
funguje na principu rozdílné hustoty a přítomnosti těkavých složek v magmatu. Rozdíl hustot nutí magma migrovat k povrchu (obr. 5-2). Magma se hromadí pod zemskou kůrou. Se zmenšující
se hloubkou klesá teplota a litostatický tlak. Okolní horniny nejsou již tak plastické jako ve spodní části litosféry, nicméně další postup k povrchu je možný díky vyšší teplotě a nižší hustotě
magmatu než mají okolní horniny. Takto se magma dostává až do oblastí, nad kterými jsou horniny již v duktilním až pevném stavu. V těchto zónách se hromadí v tzv. magmatických krbech.
Další postup magmatu k povrchu je možný pouze přes místa oslabení horninového masivu (zlomy, pukliny, atd.).
Podle mobility magmatu lze rozlišit dva základní procesy magmatizmu, které ovlivňují genezi různých vyvřelých hornin a primárních magmatických těles.
Rozlišujeme:
•
Plutonizmus – magma proniká pouze litosférou, zůstává pod zemským povrchem a tvoří primární hlubinná geologická tělesa.
•
Vulkanizmus – magma pronikne až na zemský povrch, kde vytváří primární vulkanická tělesa.
Plutonizmus
Plutonická tělesa vznikají utuhnutím magmatu v magmatických krbech nebo jejich blízkém okolí. Magma, které intrudovalo ze spodních částí
kůry či svrchní části pláště, nemůže již postupovat vzhůru k povrchu a hromadí se v magmatických krbech. Teplo z magmatu odnímá okolní
prostředí a magma chladne. Dochází k diferenciaci magmatu (viz kapitola 4) a k jeho krystalizaci. Jak rychle dochází ke krystalizaci magmatu
záleží na rychlosti poklesu tlaku, teploty a chemické reakce okolního prostředí. Pokud je litostatický tlak nízký a teplotní rozdíl magmatu a
okolních hornin vysoký, magma chladne rychle. Záleží tedy také na hloubce uložení magmatického krbu a jeho velikosti.
Geofyzikální výzkumy potvrdily, že hloubka uložení magmatických krbů je v rozmezí 60-100 km. Podle stádia diferenciace a krystalizace
magmatu je prostor magmatických krbů vyplněn nerovnoměrně. Magma v magmatickém krbu tuhne ze stran do centra a ze spodu nahoru. Na dně
magmatického krbu se ukládají minerály vykrystalizované při vyšších teplotách (obr. 4-6). Ve vyšších partiích magmatického krbu je tavenina
bohatší na kyselé složky a fluidní fáze. Toto zbytkové magma pod tlakem fluidní fáze uniká do blízkého okolí magmatického krbu, kde tuhne. V
některých případech může extrudovat až na zemský povrch (obr. 5-3). Potom již mluvíme o vulkanické činnosti a vzniku primárních povrchových
těles.
Obr. 5-3: Schéma diferenciace magmatu v
magmatickém krbu.
Při styku intrudujícího (migrujícího) magmatu s okolní horninou dochází na styčné
ploše k přeměně (metamorfóze) okolní horniny účinkem vysoké teploty a
agresivních složek magmatu (obr. 5-4). Vzhledem k tomu, že proniká do všech
petrografických typů hornin může částečně měnit svůj chemizmus. Podle pozice
intrudujícího tělesa vůči okolním horninám rozlišujeme intruze konkordatní a
diskordantní (viz kapitola 4).
Obr. 5-4: Schéma intruze magmatu do okolních hornin.
Hlavními kritérii klasifikace plutonických (intruzivních) těles jsou absolutní
rozměr (délka, šířka, mocnost), poměr těchto rozměrů a vztah k okolním horninám,
které intrudující tělesa porušují.
Rozlišujeme tato základní intruzivní tělesa:
•
batolit;
•
pluton;
•
pně;
•
lakolit;
•
žíly a žilné systémy;
•
apofýzy.
Obr. 5-5: Schéma znázorňující oderodované dílčí elevace
batolitu, které se do hloubky spojují.
Batolit
Batolit je hlubinné intruzivní těleso velkých rozměrů. Plošná rozloha přesahuje 40 km2. Batolit má generelně tvar
dómů, obklopených menšími intruzivními tělesy. Povrch batolitu se skládá z místních elevací a depresí. Při malé denudaci
vystupují na povrch malá doprovodná tělesa. Při rozsáhlejší denudaci se odkryje vrcholová část batolitu s propojením na
doprovodná tělesa (obr. 5-5). U batolitů není odkryto podloží, proto je hloubkový dosah neznámý. Do hloubky se batolity
rozšiřují. Jejich kontakt s okolní horninou je diskordantní. Na kontaktu jsou okolní horniny metamorfovány.
Batolity vznikají v průběhu času postupným spojením více magmatických krbů s mírně chemicky odlišným magmatem.
Proto je jejich chemické složení v prostoru proměnlivé. Petrografické složení odpovídá nejčastěji granitům a
granodioritům. Menší tělesa mohou být tvořena syenity a diority.
Pluton
Pluton je hlubinné těleso nepravidelného tvaru. Je menší než
batolit. Kontakt s okolní horninou je paralelní s vrstevnatostí
nebo foliací (konkordantní) nebo přetíná vrstvy a jde o kontakt
diskordantní. Hloubkový dosah je neznámý. Povrch plutonu je
členitý. Vybíhají zněj menší intruzivní tělesa, která jej
obklopují. Na kontaktu jsou okolní horniny metamorfovány.
Plutony stejně jako batolity vznikají v průběhu času postupným
spojením více magmatických krbů s mírně chemicky odlišným
magmatem (obr. 5-6). Proto je jejich petrografické složení v
prostoru proměnlivé a nejčastěji odpovídá granitům a
granodioritům.
Obr. 5-6: Schéma znázorňující vznik plutonu tvořeného dílčími magmatickými krby. Blokdiagram znázorňuje také dílčí
primární vulkanická tělesa vybíhající z plutonu.
Pně
Pně jsou hlubinná intruzivní tělesa tvořená kyselým agresivním zbytkovým
magmatem bohatým na těkavé složky. Toto zbytkové magma mělo snahu uniknout z
magmatického krbu, a proto intrudovalo do okolní horniny. Pro svůj výstup často
využívají křížení puklin nebo zlomů (zón oslabení horninového masivu).
Pně vytváří dílčí výběžky homolovitého tvaru z batolitů nebo plutonů (obr. 5-7).
Základna těchto pní je oválného nebo elipsovitého tvaru. Výška pní přesahuje jejich
šířku. Boky pní zapadají strmě až svisle. Styk s okolní horninou je diskordantní. Na
kontaktu jsou okolní horniny kontaktně metamorfované.
Lakolit
Lakolit je menší hlubinné intruzivní těleso, které má přibližně čočkovitý tvar.
Vniká mezi většinou horizontálně uložené vrstvy sedimentárních hornin, kde v
důsledku tlaku magmatu vyklenou nadložní horniny (obr. 5-6).
Obr. 5-7: Schéma znázorňující
základní intruzivní a extruzivní
tělesa.
Žíly
Žíly jsou hlubinná intruzivní tělesa, nejčastěji tvořená kyselým agresivním
zbytkovým magmatem bohatým na těkavé složky. Mají deskovitý tvar. Jejich mocnost
(„tloušťka“) je zlomkem jejich délky a šířky. Podle pozice vůči okolním horninám
rozlišujeme:
•
ŽÍLY PRAVÉ, které protínají a porušují okolní horniny (obr. 5-7, 5-8). Pronikají
okolní horninou pomocí puklin a prasklin. Jejich hranice s okolní horninou je
diskordantní.
•
ŽÍLY LOŽNÍ, které jsou ke svému okolí konkordantní, tedy jsou uloženy
paralelně s vrstevnatostí nebo foliací (obr. 5-7, 5-8). Pro svoji intruzi mohou
také využívat tektonické porušení masivu.
Obr. 5-8: Blokdiagram A znázorňuje horninový masiv tvořený vrstevnatou sedimentární horninu, který je porušen
puklinami. Blokdiagram B znázorňuje pravé a ložní žíly po intruzi do oslabeného horninového masivu.
Žilné systémy
Žilné systémy jsou tvořeny shlukem různých typů žil. Jako
všechny žíly jsou zpravidla tvořeny kyselým agresivním
zbytkovým magmatem bohatým na těkavé složky. Podle
vzájemné pozice rozlišujeme:
•
ŽÍLNÍK – shluk nepravidelně se klížicích žil, které se
mohou štěpit nebo se spojovat;
•
ŽILNÉ ROJE - větší množství žil víceméně navzájem
paralelních;
•
RADIÁLNÍ ŽILNÝ ROJ – žíly jsou přibližně vertikální a
rozbíhají se od jednoho místa na všechny strany;
•
PRSTENCOVITÝ ŽILNÝ ROJ – na povrchu jsou žíly
uspořádány do koncentrických kruhů a směrem do
hloubky se spojují.
Prstencovité a radiální žilné roje jsou úzce spjaty s
vulkanickou činností. Jejich intruze je vyvolána velkým tlakem
při výstupu centrální intruze, při vyklenování svrchní části kůry,
nebo při gravitačním kolapsu a vzniku kaldery.
Apofýzy
Apofýzy nebo-li odžilky jsou hlubinná intruzivní tělesa tvořená kyselým agresivním zbytkovým magmatem bohatým na těkavé složky. Zbytkové magma intruduje do okolní horniny na malé
vzdálenosti. V blízkosti magmatického krbu vytváří drobná tělesa jehlicovitého tvaru, které se odštěpují z hlavního tělesa (batolitu, plutonu nebo pně).
Vulkanizmus
Obr. 5-9: Erupce vulkánu.
Vulkanizmus nebo také sopečná činnost je spojena s výstupem magmatu na zemský povrch. Tvar a velikost primárních
vulkanických těles jsou geneticky spojeny s charakterem výstupu magmatu. Ten je závislý na chemickém složení magmatu (zda je
kyselé, intermediální či bazické) a na složení fluidní fáze rozpuštěné v magmatu.
K nejvýraznějším geologickým tělesům vznikajícím vulkanickou činností patří vulkány, lávové proudy a příkrovy, vytlačené kupy či
jehly, kaldery a tělesa vznikající doprovodnou vulkanickou činností.
Obr. 5-10: Schéma vulkánu.
Vulkán
Vulkán nebo-li sopka je povrchové extruzivní
těleso, jehož velikost a tvar závisí na složení
magmatu, charakteru a intenzitě sopečné erupce.
Pokud je magma bazické, volně vytéká na povrch.
Bazické magma je tekuté a proto se rozlévá do
okolí. Explozivita takových vulkánů je nízká. V
případě kyselého magmatu je explozivita
intenzivnější. Při výstupu magmatu k povrchu
dochází k poklesu litostatického tlaku, což
způsobuje uvolnění fluidní fáze z magmatu.
Původně v magmatu rozpuštěné plyny a páry
začínají zvyšovat tzv. tlak fluid. Můžeme si to
přirovnat ke tlaku vodní páry v Papinovým hrnci.
Pokud plyny a páry plynule unikají z magmatického
krbu, k výrazné explozi nemusí dojít.
V případě, že dojde k uzavření sopouchu (např. stěny sopouchu se zhroutí a zasypou jej) začne tlak
fluid narůstat. V momentě kdy tento tlak překročí odpor vytvořené "zátky", dojde k mohutné explozi, která
je často spojena s destrukcí sopečného kužele.
Vulkán se skládá ze (obr. 5-10):
•
sopečného kužele;
•
sopečného komínu (sopouchu) – kanál kudy magma vystupuje na povrch;
•
kráteru;
•
lávových proudů a příkrovů;
•
parazitických kuželů a kráterů.
Podle charakteru erupcí rozlišujeme tyto vulkány:
•
explozivní;
•
efuzivní;
•
stratovulkány.
Explozivní vulkány
Explozivní (tufové nebo pyroklastické) vulkány jsou tvořeny úlomky vyvrhnutého materiálu - pyroklastik (sopečný
prach, písek, popel, kameny, balvany, pumy, atd.), který se vlivem gravitace roztřídil a ukládá na svahy sopečného kužele.
Jemný pyroklastický materiál (sopečný prach a popel) vystupuje do velkých výšek (až do stratosféry) a je unášen větrem
na velké vzdálenosti. Tvar kužele odpovídá volně sypanému materiálu. Sklon svahů je dán úhlem vnitřního tření mezi
pyroklastickými částicemi (cca 30 - 33o). Explozivní činností se vytváří takřka pravidelné sopečné kužely s rovnými svahy a
širokým centrálním kráterem (obr. 5-12). Výška těchto vulkánů většinou nepřesahuje 500 m (obr. 5-16). Často tyto vulkány
mají destruovaný centrální kráter po významné explozi, která "odstřelila" vrcholovou partii vulkánů (již popsáno výše). V
centru tohoto obrovského kráteru roste kužel nový (obr. 5-11).
Obr. 5-11: Explozivní vulkán s destruovanou vrcholovou částí a
rostoucím novým kuželem.
Obr. 5-12: Explozivní vulkán s typicky rovnými svahy a širokým
centrálním kráterem.
Obr. 5-13: Pyroklastický materiál.
Pyroklastika jsou vulkanické sedimenty (obr. 5-13). Je
to materiál vyvržený při explozi z kráteru sopky (sopečný
popel, prach, písek, kameny, balvany, pumy a bomby).
Podle hmotnosti a síly erupce jsou vyvrženy do různé výšky
a vzdálenosti od kráteru. Ve zpevněné podobě se nazývají
tufy nebo tefra.
Podle velikosti dělíme pyroklastika na:
•
popel a prach (pod 0,05 mm);
•
písek (0,05 - 2 mm);
•
lapili (2mm - 3 cm);
•
bomby (3 – 100 cm);
•
bloky ( nad 100 cm).
Efuzivní vulkány
Efuzivní nebo také lávové vulkány jsou tvořeny bazaltovou
lávou, která vytéká přes hranu kráteru. Kolem kráteru je nízký
val. Láva je bazická a proto tekutá. Rozlévá se do okolí a
vytváří lávové proudy a příkrovy, které se na sebe ukládají a
tvoří vlastní těleso vulkánu. V okolí jsou přes sebe naložené
lávové příkrovy různých generací. Tyto vulkány nemají strmé
svahy, mají širokou základnu a nevytváří tak tvarově nápadné
kužely jako vulkány explozivní (obr. 5-16). Přesto se jedná
rozsahem o největší vulkanická tělesa. Havajský typ dosahuje
od mořského dna až 9000 m a je označován za štítový typ (obr.
5-14).
Stratovulkány
Stratovulkány vznikají střídajícími se výlevy lávy s výbuchy pyroklastik. Jsou to
nejrozšířenější typy sopek. Jejich morfologie je složitá. Najdeme zde několik
parazitních kráterů a kuželů. Vrcholová část vulkánu může být velmi členitá.
Některé mohutné exploze vulkánu jsou tak ničivé, že dochází ke zničení kráteru. Na
jeho místě je kaldera, která obklopuje nový kráter uprostřed (obr. 5-15). V kaldeře
nebo na úbočích sopky mohou vznikat parazitní krátery. Výška stratovulkánů na
kontinentu může přesahovat až 5000 m (Kilimandžáro 5970 m). Morfologicky jsou
velmi nápadné a svými rozměry patří na druhou příčku velikosti (obr. 5-16).
Obr. 5-14: Schéma efuzivního typu vulkánu se snímky výstupu lávy
na povrch.
Obr. 5-15: Hora Svaté Heleny je stratovulkán s kalderou ve
vrcholové části, která obklopuje nový kráter uprostřed. Kaldera
vznikla po mohutné explozi v roce 1980.
Obr. 5-16: Srovnání rozměrů efuzivního vulkánu (nahoře),
explozivního vulkánu (uprostřed) a stratovulkánu (dole).
Lávový proud
Lávový proud je proud magmatu, který
vytéká přes okraj kráteru. Po ztuhnutí lávy se
vytvářejí tělesa, u kterých převládá délka nad
šířkou a tloušťkou (mocností). Láva při svém
toku využívá erozních rýh. Rychlost pohybu
lávového proudu je závislá na složení a viskozitě
směsi, sklonu svahu dané sopky, na
charakteristice okolního prostředí (zda v cestě
stojí nějaké překážky) a na množství zdrojového
magmatu. Viskózní kyselé lávy tečou zpravidla
velmi pomalu (cm/h - m/h). Havajské sopky
uvolňují proudy lávy tekoucí o rychlosti 300 m
/h - 3 km/h. Nejrychlejší jsou bazické taveniny,
které mohou dosahovat desítek km/h. Na velmi
strmých svazích až 100 km/h.
Teplota lávového proudu je různá, závisí to
na chemickém složení lávy. U bazického
magmatu je teplota při výstupu z kráteru 900 -
1100 °C.
Teplota v lávovém proudu je nejvyšší uprostřed a směrem ke stranám láva chladne a tuhne. Pokud láva teče
pomalu, může dojit utuhnutí lávového proudu se shora. Na lávovém proudu se vytvoří pevná až několik metrů mocná
vrstva. Láva uvnitř proudu ovšem teče dál. V případě, že veškerá láva z takovéhoto proudu odteče, vzniká lávový tunel
(obr. 5-18).
Pokud láva vytéká na mořskem dně, čelo proudu okamžitě tuhne a vytváří se struktura podobná polštáři. Tento
polštář je odsunut tlakem nově se tlačící lávy z lávového proudu. Vytváří se tak nové čelo, které opět okamžitě tuhne.
Polštáře se postupně hromadí na sebe. Vzniká struktura označovaná jako polštářové lávy (obr. 5-19).
Obr. 5-17: Lávový proud.
Obr. 5-18: Lávový tunel.
Obr. 5-19: Polštářová láva.
Lávový příkrov
Lávový příkrov vzniká pod patou vulkanického kužele, kdy se láva v lávovém proudu rozlije do okolí. Vytváří se
těleso, u kterého dominuje délka a šířka nad mocností (obr. 5-20). Mocnost lávového příkrovu závisí na viskozitě lávy.
Bazické lávy se rozlévají v menších mocnostech na velké vzdálenosti. Příkrovy větších mocností vznikají u kyselejších
magmat.
Obr. 5-20: Čelo lávového příkrovu velmi tekuté (bazické) lávy.
Kaldera
Kaldery vznikají ze zralých
sopečných kuželů. Mají tvar
obrovských kotlovitých depresí, často
vyplněných vodou. Vznikají buď
explozí, která „odstřelí“ vrcholovou
část sopečného kužele (viz obr. 5-15)
nebo gravitačním kolapsem, kdy se po
vyprázdnění magmatického krbu
centrální části sopky pod vlastní váhou
propadne (obr. 5-21). Vzniklá deprese
je častokrát vyplněna vodou (tzv.
kalderové jezero).
Obr. 5-21: Schéma vzniku kaldery gravitačním kolapsem.
Kupa a jehla
Kupa je primární vulkanické těleso vzniklé z kyselého magmatu. Kyselé magma je velmi viskózní, neteče na
velké vzdálenosti, ale kupí se v místě výstupu magma na povrch. Tvar kupy je bochníkovitý s přibližně
oválným půdorysem. Jeho šířka je dvoj až pětinásobkem výšky. Výška kupy se pohybuje od desítek až po
stovky metrů. Pokud je výška dominantní nad ostatními rozměry označujeme toto těleso za jehlu.
Obr. 5-22: Uhynulá zvířata v depresi vyplněné nedýchatelným
plynem těžším než vzduch.
Doprovodné a postvulkanické jevy
K doprovodným a postvulkanickým
jevům patří výrony plynů a par, gejzíry a
výstupy minerálních pramenů. Výrony plynů
a par dělíme podle jejich teploty a
chemického složení na fumaroly, solfatary a
mofety.
Fumaroly vznikají během vulkanické
činnosti, kdy z kráteru, nebo z trhlin na
povrchu lávových proudů, vystupují zbylé
fluidní těkavé složky magmatu. Jedná se
především o NH4Cl, KCl, NaCl, Fe2O3, H3BO3
a S (obr. 5-23). Jejich teplota kolísá mezi
250 až 1000 °C.
Solfatary jsou postvulkanické výrony par a plynů. Jsou složeny převážně ze sirovodíku H2S, SO2, CO2 a vodní páry.
Jejich teplota kolísá mezi 90 až 250 °C.
Mofety dosahují teploty 100 °C a jsou tvořeny suchým CO2.
Tento plyn se může hromadit v depresích nebo suchých kráterech,
kde narůstá jeho koncentrace. Vzduch je pak při zemi nedýchatelný
a může způsobit smrt zadušením (obr. 5-22). Suché krátery s
kumulacemi CO2 se nacházejí například ve Vyšných Ružbachoch na
Slovensku.
Gejzír je minerální pramen charakteristický nepravidelným
vyvržením vodního sloupce a vodní páry do okolí. Vyvržená voda je
zpravidla juvenilní (viz kapitola 7). Vodní sloupec může být vyvržen
do výšky až 90 m (Steamboat Geyser). K vyvržení vody dochází
přehřátím vody akumulované v podzemí.
Vyvržená voda na povrch je často nasycena minerálními látkami
uvolňovanými z magmatu či okolních hornin. Tyto látky se často v
okolí výstupu vysrážejí (obr. 5-24) a vytvářejí malé krátery či
pokrývají vše co do vody spadne.
Obr. 5-23: Desublimovaná síra v blízkostí fumaroly.
Obr. 5-24: Gejzír. Minerální látky obsažené ve vyvrhované
vodě se vysrážely v těsné blízkosti výstupu vody na povrch.
Primární tělesa sedimentárních hornin
Primární geologická tělesa sedimentárních hornin vznikají usazením
(sedimentací) rozrušeného erodovaného materiálu starších hornin (viz kapitola
4). Erodovaný a transportovaný materiál se na vhodném místě usazuje
(sedimentuje) a vytváří sedimentární polohu v podobě souvislého nebo
nesouvislého deskovitého tvaru. Toto těleso vzniká v subhorizontální poloze.
Poloha uložení závisí na úhlu vnitřního tření mezi sedimentovanými zrny. Na souši
je tento úhel přibližně 30° (obr. 5-16 uprostřed), ale ve zvodnělém prostředí
(jezer, moří, atd.) tento úhel klesá na 2° (obr.5-25). Pokud lze podle
petrografického a chemického složení, barvy, mocnosti, stáří, příměsí, atd.
zřetelně omezit jednu stejnou polohu horniny, pak ji označujeme za VRSTVU.
Obr. 5-25: Schéma subhorizontálního uložení sedimentů
v mořském nebo jezerním prostředí.
Vrstva
Vrstva je deskovité těleso velkého horizontálního dosahu, ale malé tloušťky. Je omezena ze spod spodní
vrstevní plochou a ze shora svrchní vrstevní plochou. V ideálním případě jsou tyto dvě plochy paralelní.
Nejkratší vzdálenost mezi těmito plochami se označuje za pravou mocnost (obr. 5-26). Tento údaj je důležitý
například u ložisek sedimentárních surovin (např. uhlí) pro výpočet zásob. Ne vždy je ovšem v důsledku pozdějších
geologických pochodů v původní subhorizontální pozici. Pokud je vrstva nakloněná, potom vzdálenost mezi svrchní
a spodní vrstevní plochou ve vertikálním směru označujeme za mocnost vertikální a v horizontálním směru za
mocnost horizontální. Z obou lze při znalosti úklonu uložení vrstvy vypočítat pomocí trigonometrických funkcí
pravou mocnost. Ne vždy je ovšem nutné vyjadřovat mocnost přesně. V praxi se běžně setkáváme s určením
přibližné mocnosti (tab. 5-1).
Obr. 5-26: Schéma zobrazující vrstvu sedimentů a vysvětlující pravou,
vertikální a horizontální mocnost.
Tab. 5-1: Tabulka označení přibližné mocnosti
sedimentární vrstvy.
Mocnost vrstvy nemusí být v celé své ploše stálá.
Svrchní nebo spodní vrstevní plocha může být
zprohýbaná (obr. 5-27d). V případě, že se vrstevní
plochy přibližují a mocnost se snižuje na 0, vrstva tzv.
vykliňuje (obr. 5-27b). Pokud je tomu naopak, pak
vrstva nasazuje (obr. 5-27c). Pokud vrstva nasazuje a
vzápětí vykliňuje jedná se o čočku (obr. 5-27a).
Speciálním případem vyklínění je tzv. rozmrštění, kdy
se vrstva rozdělí na jazykovité výběžky, které
samostatně vyklíní (obr. 5-27e).
Obr. 5-27: Schéma zobrazující různé varianty nepravidelné
mocnosti vrstvy.
Vrstva vznikla nepřerušenou sedimentací jednoho druhu materiálu za nezměněných fyzikálně –
chemických podmínek. Vrstvy sedimentárních hornin se od sebe mohou lišit nejen mocností a
petrografickým složením, ale také charakterem a množstvím minerálních a organických příměsí,
barvou, stářím, velikostí a tvarem úlomků, strukturními a texturními znaky, atd. (obr. 5-28). Typickým
strukturním znakem komplexu sedimentárních hornin je vrstevnatost.
Odlišné vrstvy hornin, které jsou mladší a tedy uložené nad svrchní vrstevní plochou se označují za nadloží (obr. 5-29). Vrstvy starších hornin uložených
pod spodní vrstevní plochou se označují za podloží. Soubor vrstev stejného litologického charakteru označujeme za souvrství. Soubor souvrství
označujeme za skupinu (sérii).
Obr. 5-29: Vymezení vrstvy,
nadloží, podloží a souvrství.
Vrstva je chápána jako
petrograficky jednotné těleso. V přírodě
často lze pozorovat odchylky od tohoto
pojetí, kdy jedna vrstva horniny
přechází plynule do vrstvy jiné a tedy
nelze určit vrstevní spáru (rozhraní mezi
těmito vrstvami).
Pokud se složení mění ve
vertikálním směru jedná se o
změnu složení vrstvy (změna v cm
až dm). Pokud se změna projeví v
horizontálním směru mluvíme o
změně facie (změna v délce až
kilometrů).
Obr. 5-28: Monoklinálně uložené vrstvy pískovců na první
pohled odlišitelné nejen barvou a mocností, ale i
texturními znaky.