Struktura Zemlje

• • • •

Zemlja kot nebesno telo Zemlja kot toplotni stroj

- toplotna energija iz notranjosti proti površju - sončna energija in gravitacija

Struktura Zemlje -

jedro (notranje, zunanje) - plašč (spodnji, zgornji) - astenosfera (zgornji plašč pod litosfero) – tekoča, plastična - litosfera - skorja (trdna, hladnejša) - skorja (oceanska, celinska – kontinentalna)

Teorija tektonika plošč

- v plošče razlomljena litosfera - stiki med ploščami - divergentni (sr. oceanski grebeni z izlivi magme - konvergentni (subdukcija, kolizija s predorninami itd.

- transformni (potresi)

Sedimentologija

–

sedimentacijski bazeni

•

KLASTIČNI SEDIMENTI

–

erozija in transport

–

akumulacija

–

usedanje - sedimentacija

–

značilnosti sedimentacijskih bazenov

–

diageneza

•

KEMIČNI SEDIMENTI

–

pojem kemičnih sedimentov

–

karbonati, biogeni karbonati

–

evaporiti, fosfati

•

AKUMULACIJA ORGANSKIH SNOVI

Geološki čas

•

Fosilni ostanki (Paleontologija)

– Kaj so fosili?

– Vodilni fosili •

Geokronologija

– radioaktivni elementi – radioaktivni razpad, hitrost, razpolovni čas – Primeri za tritij, ogljik, Sr/Rb, U/Pb; Pb/Pb •

Geološke dobe

– Arhaik-Predkambrij, Paleozoik, Mezozoik, Kenozoik

Paleozoik:

– Kambrij, Ordovicij, Silur, Devon, Karbon, Perm

Mezozoik:

– Trias, Jura (lias, doger, malm), Kreda

Kenozoik:

– Terciar (paleogen, neogen), Kvartar (pleistocen, holocen)

Geološka karta

• Geološka karta je vrsta geografske karte, na katero nanesemo geološke podatke. Zajema geološke značilnosti terena do globine okrog 1 m.

• Poznamo: – Splošne ali

pregledne

karte (do 1:200.000) –

Specialne

geološke karte (1:100.000 in 1:25.000). V Sloveniji imamo geološko karto 1:100.000, ki jo je izdelal GeoZ in tudi del na 1:25.000) –

Geološke načrte

(od 1:25.000 navzgor)

(

n.pr

. Rudniške geološke karte

) – Geološko karto pogosto kombiniramo z geološkimi

profili

, ki podajo presek geoloških podatkov do večjih globin. (Odvisno od podatkov, ki jih pridobimo z vrtinami).

Geologija Slovenije 1

• Najstarejši dokazani sedimenti v Sloveniji so

devonski

(~ 400 mlj.let) grebenski apnenci na Stegovniku pri Storžiču.

• • • Starejše so verjetno metamorfne kamnine Pohorja in Strojne, a ni dokazov.

Karbonski

skrilavci so znani na Javorniškem rovtu, peščenjaki pa n.pr. na Golovcu, Rožniku.

Sp. perm

–

trogkofelski

rdeči, beli ali sivi apnenci •

Sr. perm

–

grödenski

skladi (peščenjaki, konglomerati – dreči in sivi) •

Zg. perm

–

žažarski

skladi (črni apnenci in dolomiti Zelo lep razvoj Perma je viden v

Dolžanovi soteski pri Tržiču

Geologija Slovenije 2

Mezozoik 

Trias

(230-200) • • •

Sp. trias

– dolomiti in sivi apnenci ( Horjul, Tržič, Karavanke, Julijci)

Sr. trias

– dolomiti in delno tudi apnenci v Logarski dolini, na Dolenjskem, Karavankah. Vulkanizem z diabazi in tufi (pietra verde).

Zg. trias

– dolomiti in tudi grebenski apnenci v Borovnici, Baški grapi, Hotavljah (Hotaveljski apnenec-”marmor”)... Najbolj znani so dachsteinski dolomiti in apnenci na Blegošu, Turjaku, Kaninu, Triglavu ..

• • 

Jura

(200-140) je bila razvita v dveh razvojih: globokovodnem alpskem in plitvovodnem.

Alpski razvoj

– apnenec, laporovec na Pokljuki, Krnu, Begunjščici, ...

Mediteranski (plitvovodni

) razvoj – apnenci in dolomiti. Sivi apnenec z litiotidnimi školjkami z južne strani Ljubljanskega barja je znan pod imenom

podpečan

ali napačno “podpeški marmor”.

Geologija Slovenije 3

• • •  Kreda (140-65) dva razvoja – apneni in flišni

Apneni razvoj

je v Zrečah, Slovenj gradcu, Nanosu, Sabotinu, Banjški planoti, Bela krajina, Kras (kamnolomi Lipica, ..). Značilna fauna so

rudisti

.

Flišni razvoj

v Vipavski dolini, Koperskem, Goriška brda (cementarna Anhovo) •  Terciar (65-2) • bituminozni apnenci na Krasu.

• rdeči apnenčevi skrilavci – podsabotinske plasti ali

scaglia

(

foraminifere

Logatcu, Kočevju ...

) pri Sabotinu, Banjščici, • nadaljevanje razvoja

fliša

– od Soške doline do slovenske obale

Oligocenske plasti

so iz konglomeratov, peščenih glinavcev in laporjev; obdobje označuje

vulkanizem

(Smrekovev) z andezitom, tufi in tufiti. Znana je še oligocenska morska glina – sivica.

Neogen

je razvit predvsem z nevezanimi sedimenti (Panonska nižina)

Geološka zgradba Slovenije



Magmatske kamnine (3 %)

• globočnine – granodiorit, tonalit, čizlakit, pegmatit (Pohorje, V Karavanke) • predornine – diabazi (Velunja), porfirji, keratofirji (Jelovica), daciti in andeziti (Smrekovec), bazalti (Grad) 

Metamorfne kamnine (4 %)



Sedimentne kamnine (93 %)

• Klastični razvoj • Kemijska sedimentacija 

Orogeneza in tektonika

• •

Alpska orogeneza (

od sredina Mezozoika do konca Terciara)

Tektonika

– Periadriatski šiv (lineament), •

Tektonska meja

med Alpami in Dinaridi • Savski in Idrijski prelom (premiki med orogenoma – skupaj do 200 km (savski 25 km in Idrijski 12 km.)

ZEMELJSKO POVRŠJE

•

Atmosfera

(zrak) •

- dušik, kisik, CO 2 , argon, voda

Hidrosfera

(voda) •

- oceani, jezera, reke, led, padavine

Preperina

(vpliv vode in zraka) •

- razpadanje kamnin, akumulacija

Biosfera

(živa bitja) •

- nastanek kisika, vgradnja CO 2

Tehnosfera

ali Antroposfera •

- vpliv človeka – izraba in odpadki

Energijski tok (x 10*

17

J/dan)

- sonce - 155.000 , termalni viri - 28,

plimovanje 2,5.

ATMOSFERA

• Plinski ovoj okrog zemlje. Je dinamičen sistem – veter. Modrino neba in tudi modri izgled iz vesolja dajeta Zemlji zrak in voda • Sestava zraka v pasu od 0 do nekaj 100 m.

dušik kisik argon ogljikov dioksid drugi plini voda • Zračni ovoji: Troposfera Tropopavza 0-8 (10) km 10 (16) km Stratosfera Stratopavza Mezosfera Termosfera Eksoafera 16-50 km 50 km 50-100 km 85-700 km 700 km 78,02 % 21,95 % 0,95 % 0,03 % 0,01 % 0 do 5 % 20 do –70oC -70 – narašča stalna ali narašča 0oC – pada -120oC temp. narašča temp. narašča

HIDROSFERA in PREPERINA

• HIDROSFERA • Juvenilna in vadozna voda ((hidrološki ciklus) • Lastnosti vode (faze, gostota, topilo ...) • V morjih je 97 % vode, sladke pa 3 % • ledu je 2,4 % (sladka, slana), podtalnica 0,4 %, jezera, reke 1 % • PREPERINA • Tla (veda pedologija), ostale oblike preperevanja • kemično in mehansko preperevanje, delovanje biosfere – predvsem rastlin • ovoj nad trdno, primarno kamnino • vrste tal • akumulacija

BIOSFERA in TEHNOSFERA

• BIOSFERA • Predstavlja svet organizmov na Zemlji. Samo ljudi je več kot 6 miljard. • Osnovni pogoji in procesi za nastanek in obstoj živih bitij • Osnovni kemijski gradniki – ogljik, vodik, kisik (žveplo, dušik, kov. kationi .....) • Ekosistem • Pogostost naselitve (večina v pasu 1 km – 200 pod morjem in 800 na kopnem). Celoten pas pa je 20.000 m.

• TEHNOSFERA • Človekov vpliv -

antropogen

• Poraba surovin, obdelovanje kmetijskih površin, izgradnja objektov • Antropogena erozija, preperevanje, sprememba klime

GEOTEHNIČNE IN GEOFIZIKALNE METODE

• •

Jamska dela, vrtanja Udarno in rotacijsko vrtanje in jedrovanje

• Udarno vrtanje Z dletom udarjamo vrtino na dnu vrtine in z žlico čistimo dno vrtine. Med vsakim postopkom moramo dvigniti in spustiti drogovje. Proces ni kontinuiren • Rotacijsko vrtanje Z rotirajočo glavo drubimo kamnono na dnu vrtine in jo z vrtalno tekočino (izplako) stalno čistimo, zato je postopek kontinuiren. Najboljša pa je kombinacija rotacijskega in udarnega vrtanja • Vrtanje na jedro Vrtana glava in drogovje je prirejeno tako, da ima v sredini odprtino in rezila na zunanjem robu. Od kamnine ločeno jedro se vriva v drogovje. Na določene intervale je treba drogovje dvigniti in jedro arhivirati •

Geofizikalne metode

• Metode Gravitacijska, Geomagnetna, Telurijska, Geotermija, Radiometrija, Seizmika, Geoelektrika • Vrste preiskav spontane – vzbujene – v vrtinah

NAHAJALIŠČA MINERALNIH SUROVIN

• kovine, nekovine, organske

surovine

• nastanek ekonomsko

pomembnih nahajališč nekaterih surovin

• postopki raziskav

NMS (porazdelitev med geologi in rudarji)

• ekonomika

pridobivanja mineralnih surovin • mineralne surovine v

Sloveniji

GEOKEMIJA - splošno

• -

osnove geokemijskih raziskav

(kem. sestava vesolja, zemlje in posameznih območij) • -

regionalne raziskave

• -

geokemijski procesi (Termodinamika)

• -

izotopska geokemija

(stabilni in radiogeni izotopi)

GEOKEMIJA-

Termodinamika 1

• • Termodinamski sistem določajo: –

EKSTENZIVNE

ali

kapacitivne lastnosti

: masa, prostprnina in entropija –

odvisne od količine snovi v sistemu

–

INTENZIVNE lastnosti

: temperatura, tlak, kemijski potencial –

količine snovi v sistemu.

neodvisne od

PRVI ZAKON TERMODINAMIKE

.

(energije ni mogoče ne ustvariti ne uničiti) Notranja energija (E) Δ E = E 2 – E 1 če sistem sprejme toploto (q) in odda delo (w) Δ E = q – w infinitezimalno dE = dq – dw če je delo (dw) sprememba volumna (dV) glede na tlak (P) → dw = PdV dE = dq - PdV

GEOKEMIJA-

Termodinamika 2

•

DRUGI ZAKON TERMODINAMIKE

(v vsakem reverzibilnem (obrnjivem) procesu se meri sprememba entropije (dS) s toploto (dq)).

ENTROPIJA

(S) dS = dq/T oziroma je neergija dE = TdS – PdV

ENTALPIJA

(H) H = E + PV oziroma dH = dE + PdV + VdP Helmholzova prosta energija (A): A = E + TS

Gibbsova prosta energija

(G) G = E – TS + PV • Pri reverzibilni reakciji je ob dG = 0 sistem v

ravnotežju.

IZOTOPSKA GEOKEMIJA

FIZIKALNA GEOKEMIJA