Što su sedimentne stijene?
Sedimentne stijene nastaju naknadnim cementiranjem i taloženjem taložnog materijala unutar vodenih tijela i na površini zemlje. Procesi koji uzrokuju da se organske ili mineralne čestice talože na mjestu kolektivno se nazivaju sedimentacija. Sedimenti su čestice koje kroz nakupljanje tvore sedimentne stijene. Od izvornog područja, sedimenti nastaju ili erozijom ili vremenskim uvjetima prije nego što se deponiraju negdje drugdje. Sedimenti se zatim transportiraju do mjesta taloženja posredstvom sredstava denudacije koji su masovno kretanje, voda, ledenjaci, led ili vjetar. Drugi način da se taloženje odvija je kada se školjke vodenih organizama slegnu iz suspenzije ili kada se minerali talože iz vodenih otopina. U znanosti je sedimentologija disciplina koja uključuje proučavanje podrijetla i svojstava sedimentnih stijena; dio je fizičke geografije i geologije. Sedimentologija se također preklapa s drugim disciplinama znanosti o zemlji, uključujući geokemiju, pedologiju, strukturnu geologiju i geomorfologiju.
Pregled
Vjeruje se da sedimentne stijene pokrivaju oko 73% sadašnje zemlje na površini Zemlje. Međutim, njihov ukupni doprinos iznosi oko 8% ukupnog volumena kore. Sedimentne stijene čine samo tanki sloj Zemljine kore koji se uglavnom sastoji od metamorfnih i magmatskih stijena; odlažu se kao furniri slojeva i tvore strukturu poznatu kao posteljina. Važno je proučavati slojeve stijena i sedimentne stijene jer su informacije neophodne za građevinarstvo. Primjerice, takve se informacije koriste u izgradnji tunela, cesta, kanala i kuća među ostalim strukturama. Prirodni resursi kao što su pitka voda, ugljen, rude ili fosilna goriva proizvode se iz sedimentnih stijena. Glavni izvor razumijevanja povijesti Zemlje je proučavanje niza slojeva sedimentnih stijena koji uključuju povijest života, paleogeografiju i paleoklimatologiju. Osim Zemlje, bilo je i viđenja sedimentnih stijena na planetima poput Marsa.
Klasifikacija sedimentnih stijena
Sedimentne stijene mogu se klasificirati prema procesima formiranja i mogu se podijeliti u četiri različite skupine, koje uključuju kemijske sedimentne stijene, klastične sedimentne stijene, druge sedimentne stijene i biokemijske ili biogene sedimentne stijene. Klastične sedimentne stijene se dalje dijele ovisno o njihovoj dominantnoj veličini čestica i sastavu drugih čestica stijena koje su izvorno cementirane silikatnim mineralima. Klastične sedimentne stijene uglavnom se sastoje od fragmenata stijena, tinjca, kvarca, minerala gline i feldspara. Vrste klastičnih sedimentnih stijena uključuju mudrokse, pješčenjake, konglomerate i breče. Biokemijske sedimentne stijene nastaju kada organizmi koriste materijale koji se otope u vodi ili zraku za izgradnju tkiva. Vrste biokemijskih sedimentnih stijena uključuju ugljen, naslage rožnjaka i većinu vrsta vapnenca. Kemijske sedimentne stijene nastaju kada se mineralni sastojci u otopinama neorganski talože nakon što su prezasićeni; primjeri uključuju barit, halit, gips i stilit. Ostale sedimentne stijene spadaju u skupinu sedimentnih stijena koje tvore neuobičajeni procesi kao što su vulkanske breče, udarne breče i piroklastični tokovi, među ostalima.
Svojstva sedimentnih stijena
Postoji nekoliko čimbenika koji pomažu klasificirati sedimentne stijene, a uključuju fosile, mineralogiju, teksturu, boju i primarne i sekundarne sedimentne strukture. Tekstura sedimentnih stijena sastoji se od njihove orijentacije, veličine i oblika. Unatoč tome što je tekstura mala svojstva sedimentnih stijena, ona može pomoći u određivanju drugih velikih svojstava kao što su propusnost, gustoća i poroznost. Fosili se najčešće nalaze u sedimentnim stijenama u odnosu na magmatske i metamorfne stijene. Za razliku od druge dvije vrste stijena, sedimentne stijene nastaju pri pritiscima i temperaturama koje ne brišu ostatke fosila. Međutim, takvi se fosili u većini slučajeva ne mogu vidjeti od strane ljudskog oka, ali se mogu vidjeti samo pod mikroskopom. U prirodi, mrtvi organizmi se često brzo uklanjaju erozijom, bakterijama, čistačima ili truljenjem. Međutim, sedimentacija je glavni čimbenik u posebnim okolnostima u kojima takav prirodni proces ne može funkcionirati, što dovodi do fosilizacije.
Boja je glavno svojstvo sedimentnih stijena i obično se identificira željezom i njegova dva glavna oksida koji su željezo (II) oksid i željezo (III) oksid. Na primjer, željezo (II) oksid ili FeO tvore samo u okolnostima koje sadrže nizak kisik, također poznat kao anoksičan, čime se stijeni daje zelenkasta ili siva boja. S druge strane, željezo (III) oksid ili Fe2O3 koji se obično nalazi u obliku hematita, minerala koji se nalazi u okolišu koji je bogatiji željezom, sadrži više kisika. Stoga su sedimentne stijene u takvom okruženju smeđe ili crvenkaste boje. Minerologija se odnosi na mineralne strukture koje se nalaze u stijenama. Veliki broj sedimentnih stijena sastoji se od kalcita ili kvarca. U usporedbi s metamorfnim i magmatskim stijenama, sedimentne stijene obično sadrže niske razine različitih značajnih minerala. Ipak, podrijetlo minerala u sedimentnim stijenama ima tendenciju da bude složenije nego u magmatskim stijenama. Minerali u sedimentnim stijenama se ili formiraju dijagnozom ili taloženjem tijekom sedimentacije.
Primarne sedimentne strukture također su druga svojstva koja se koriste za identifikaciju sedimentnih stijena. Sedimentne strukture sadrže obilježja velikih razmjera koja se lakše proučavaju u polju, za razliku od tekstura, oni se koriste za ukazivanje na nešto o sedimentnom okolišu. Na primjer, sedimentne strukture mogu pomoći odrediti koja je strana sedimentne stijene isprva suočena s okolinom u kojoj su tektonici ili prevrnuli ili nagnuli sedimentne fasete. Sekundarne sedimentne strukture su sedimentna struktura koja se formira tek nakon taloženja, te se strukture formiraju unutar sedimenta kroz biološke, kemijske i fizikalne procese. Takvi postupci mogu ukazivati na različite okolnosti nakon taloženja i mogu se čak koristiti kao geopetalni pokazatelj.
Brzina sedimentacije
Sedimenti se talože različitim brzinama, uglavnom ovisno o mjestu gdje se nalaze. Na primjer, taloženje na dubokom dnu oceana akumulira samo nekoliko milimetara sedimenta svake godine, dok taloženje na kanalu koji se nalazi u plimama plime može rezultirati nakupljanjem nekoliko metara sedimenata u jednom danu. Međutim, postoji razlika između sedimentacije koja je posljedica katastrofalnih procesa i normalne sedimentacije. Prvi se sastoji od svih vrsta iznenadnih posebnih procesa, uključujući poplave, masovne pokrete ili stijene. Takvi procesi mogu dovesti do naglog taloženja sedimenata u velikim količinama odjednom. Dok u drugim sredinama s sedimentnim stijenama dominira stalna ili normalna sedimentacija, većina sedimentnih stijena nastala je kao rezultat nekih katastrofalnih procesa.
