HORNINY

Hornina = heterogenní anorganická přírodní látka, která tvoří zemskou kůru

- skládají se z různých minerálů, někdy i organických složek a vulkanického skla

Monominerální horniny = horniny, tvořené pouze jedním minerálem (např. hornina mramor je tvořena pouze minerálem kalcitem)

Polyminerální horniny = horniny skládající se z několika minerálních druhů

Kámen = kus pevné horniny, opracovaný ale i surový

Skála = výchoz nebo podloží z kompaktní horniny

- horniny zemské kůry vytvářejí větší, geneticky definovatelné celky

Základní rozdělení hornin

- na vyvřelé a přeměněné horniny připadá přibližně 95 %, na horniny usazené asi 5 % celkového objemu zemské kůry

- vyvřelé a přeměněné horniny budují spíše hlubší části zemské kůry a na zemský povrch tak vystupují asi jen na čtvrtině plošné rozlohy pevnin

- zbývající 3/4 plochy pevnin, dna oceánů a moří jsou pokrývány sedimentárními horninami různé mocnosti

Základní vlastnosti hornin

- lze charakterizovat jejím minerálním složením, chemickým složením a stavbou

Minerální složení hornin

- z dvou až tří tisíc hlavních minerálů podílejících se na stavbě zemské kůry se pouze jen několik desítek (asi 40) uplatňuje ve výraznější míře na složení hornin - tzv. horninotvorné minerály - křemičitany, některé oxidy, uhličitany a fosforečnany

Horninotvorné minerály rozdělujeme:

1. Podle kvantitativního zastoupení na minerály:

hlavní - v hornině jsou zastoupeny v množství nad 10 obj. %, zásadní význam pro základní klasifikační zařazení dané horniny - křemen, živce, foidy, amfiboly, pyroxeny, slídy, olivín
vedlejší - v hornině jsou zastoupeny v množství pod 10 obj. %, slouží k upřesnění klasifikace dané horniny - turmalín, granát
akcesorické - v hornině bývají zastoupeny jen ve velmi malém množství - max. do 5 obj. %, poskytují cenné informace o genezi horniny a podmínkách jejího vzniku, zpravidla zjistitelné pouze mikroskopicky -zirkon, apatit, titanit, magnetit, hematit, pyrit,

2. Podle barvy na minerály:

světlé (salické) - s převahou SiO2 a Al2O3 - křemen, živce, foidy

tmavé (mafické) - s převahou MgO a FeO - pyroxeny, amfiboly, slídy, olivín

3. Podle původu na minerály:

primární - jsou zastoupeny v horninách, které po svém vzniku nepodléhaly dalším přeměnám, tyto minerály se tvořily v době, kdy vznikala samotná hornina
sekundární - vznikají různými změnami - nejčastěji zvětráváním, na úkor minerálů primárních, tvoří se pozdějším působením ovzduší, horké vody, par, plynů, vysoké teploty a tlaku na původní minerály, jejich přítomnost v horninách často vyvolává jejich charakteristické zbarvení

Chemické složení hornin

- výzkum chemického složení hornin je v řadě případů podkladem pro jejich klasifikační třídění a posuzování vzájemné příbuznosti

- vzhledem k látkové a stavební nehomogenitě se chemické složení hornin mění ve značně širokém rozmezí

- chemické složení horniny udáváme na základě sumárního obsahu hmotnostních procent základních horninotvorných oxidů, stanovených chemickou silikátovou analýzou - tyto oxidy reprezentují standardní řadu, zahrnující převážnou většinu "makroprvků" podílejících se na složení zemské kůry

- uvedená řada neobsahuje stopové prvky a prvky vzácných zemin, které je třeba analyzovat samostatnými speciálními postupy

- základní oxidy, zastoupené ve většině hornin: SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O a P2O5 - tato řada je v některých analýzách doplněna stanovením např. SO3, CO2, Li2O

- mezi minerálním a chemickým složením horniny existuje vzájemně úzký vztah

- z kvantitativního minerálního složení horniny - relativně dosti přesně vypočítat složení chemické

- z chemického složení horniny nelze určit přesné složení minerální, a to zejména proto, že jednotlivé prvky mohou být zastoupeny ve více horninotvorných minerálech a na genezi hornin se navíc uplatňují i další faktory - teplota a tlak

Stavba hornin

- důležitým diagnostickým znakem pro jejich určení a bližší poznání podmínek jejich vzniku

- struktura a textura horniny

1. Struktura

- určena tvarem, velikostí a vzájemným sepětím minerálů

- závisí obvykle na chemickém složením a na fyzikálních podmínkách prostředí, zejména teplotě, tlaku a době tuhnutí magmatu

2. Textura

- podmíněna prostorovým uspořádáním minerálních součástí

- shrnuje všechny znaky, na jejichž utváření se podílejí vnější faktory - gravitace, proudění magmatu

- možné ve většině případů pozorovat již makroskopicky ve vzorku horniny nebo přímo na odkryvu v terénu

Fyzikální vlastnosti hornin

- kromě základních vlastností se u hornin, především pro technické účely, zjišťují i některé fyzikální vlastnosti

1. Hustota

- závisí na jejich minerálním složení

horniny složené ze světlých minerálů mají hustotu menší než 2,8 g/cm3
horniny s převahou tmavých minerálů větší než 2,8 g/cm3

- u vyvřelých hornin stoupá hustota od hornin kyselých k bazickým až ultrabazickým

- hustotu některých hornin může snižovat jejich pórovitost

2. Pevnost

- je odpor, který hornina klade při oddělení její části

- pevnost v tlaku, tahu, ohybu

- závisí na jejich čerstvosti, struktuře a textuře

3. Tvrdost

- je odpor proti vnikání jiné hmoty

- její stupeň závisí na tvrdosti součástek, na struktuře, na pevnosti spojení zrn, velikosti, tvaru zrn a stupni čerstvosti

4. Nasáklivost

- je poměr mezi hmotností suché horniny v kg a přírůstkem hmotnosti po nasáknutí vodou (vyjadřuje se v %)

- je důležitá zejména pro vodní stavby

- malá nasáklivost zvyšuje hodnotu a technickou použitelnost horniny

5. Opotřebitelnost

- je stupeň odolnosti proti nárazům a tření

- zjišťuje se ztrátou na hmotě při otlukové zkoušce nebo zkoušce obrusnosti

- uplatňuje se zejména při zpracování, broušení a leštění hornin. Závisí na minerálním složení, tvrdosti, štěpnosti nebo lomnosti nerostů, pevnosti spojení zrn, na struktuře, textuře a čerstvosti horniny

6. Barva

- závisí na barvě nerostných součástek, na poměru světlých a tmavých nerostů, jejich velikosti a na struktuře

- jestliže v hornině některý minerál převládá, převládá zpravidla i jeho barva

7. Leštitelnost

- je dána leštitelností jednotlivých minerálů a dále ji ovlivňuje stupeň čerstvosti a struktura

- nejlepší leštitelnost - křemen, nejhorší - slídy

- tmavé minerály nabývají po vyleštění vysoký lesk

- optimálních výsledků se při leštění dosahuje u hlubinných vyvřelin a krystalických vápenců

8. Odlučnost

- představuje jejich dělitelnost podle puklin - vznikají u vyvřelin chladnutím již utuhlého magmatu, u sedimentů v etapě jejich zpevňování, u přeměněných hornin působením horotvorného tlaku