SHARE

Sedimentne stijene su one koje su nastale u procesu sedimentacije ili taloženja, pa su se zbog toga nazivale i taložne stijene. Proces stvaranja sedimentnih stijena se odigrava u opštem slučaju u četiri faze, s tim što neka od njih može i da izostane.

Prva faza je površinsko raspadanje, tj skup egzogenih procesa koji usitnjavaju prvobitnu stijensku masu u površinskim djelovima ili je djelimično ili potpuno rastvaraju pod dejstvom površinskih ili podzemnih voda.  Površinsko raspadanje se može podijeliti na: mehaničko ili fizičko, hemijsko i biogeno (raspadanje stijena pod uticajem živih organizama); međutim biogeno može da se svede na mehaničko ili hemijsko.

1200px-Triassic_Utah

Vjerovatno i presudan faktor na intenzitet i brzinu površinskog raspadanja imaju klimatski faktori, pored naravno same prirode stijena. Od klimatskih karakteristika područja umnogome zavise količina padavina, stepen ogoljenosti terena, . . . Razlikuju se četiri glavna klimatska regiona:

  • Regioni sa nivalnom klimom obuhvataju polarna područja i visoke planine preko 3 000 m nadmorske visine. Padavine u ovim regionima su uglavnom u vidu snijega, a temperatura je niža od 0°C, pa se površinsko raspadanje stijena svodi na mehaničko struganje stijena pri kretanju lednika, a hemijsko raspadanje je gotovo odsutno.
  • Regioni sa humidnom klimom obuhvataju tajge i tropske šume. Tu je veća količina padavina od količine vode koja ispari, pa je vegetacija bujna. Hemijsko raspadanje je intenzivnije od fizičkog u ovim regionima, jer je veoma debeo humusni pokrivač.
  • Regioni sa aridnom klimom obuhvataju pustinjska i polupustinjska područja. Isparavanje je uvijek veće od količine padavina koja se izluči, a temperature su uvijek veoma visoke. Vegetacija je slaba, kao i humusni pokrivač. Fizičko raspadanje je slabijeg intenziteta.
  • Regioni sa sezonskom klimom odlikuju se polugodišnjim smjenjivanjem perioda sa većom i manjom količinom padavina, pa se u skladu sa tim i smjenjuju vidovi raspadanja.

Za proces mehaničkog površinskog raspadanja veoma veliki značaj ima kolebanje dnevnih i površinskih temperatura, dejstvo mraza, rast korijena biljaka, kristalizacija soli u stijenskim pukotinama kao i procesi uslovljeni spoljašnjim silama (vjetrom, tekućom vodom, radom talasa, . . . ).

Najznačajniji vid mehaničkog raspadanja je pod dejstvom temperaturnih promjena. Najbolji primjer za to su dnevne temperaturne promjene u pustinjama koje se mogu kretati i preko 80°C.

Usljed različitih fizičkih osobina minerala kao sastojaka stijene i slabije kohezione sile između kristala vremenom se u stijeni stvaraju pukotine koje se šire i izazivaju degradaciju stijene. Nakon razaranja površinske zone stijena, njeni dublji slojevi su izloženi daljem dejstvu temperaturnih promjena. Ovakvim prodiranjem ovoga procesa u dubinu stijene se ljušte kao da su npr. glavica kupusa ili luka. Taj proces ljušturastog razoravanja stijene se naziva deskvamacija. Deskvamacija se uglavnom veže za aridne predjele, ali je i u manjoj mjeri prisutna i u predjelima bez vegetacije i humusnog pokrivača.

U oblastima gdje dolazi do smjenjivanja vrlo niske i srednje dnevne temperature do izražaja dolazi raspadanje stijena usljed smrzavanja vode u stijenskim pukotinama. Naročito je izražen ovaj proces kod stijena kod kojih nijesu povezane stijenske pukotine, pa voda ne može da cirkuliše i zadržava se u stijeni. Voda koja se smrzava i zadržava u stijeni izlaže samu stijenu vrlo visokim pritiscima, koji se javljaju kada voda pređe u led i poveća svoju zapreminu od 9 do 11%. Maksimalni pritisci na temperaturi od -22°C mogu iznositi oko 22 000 kg/cm² (ili 22 000 atmosfera).

Osjetljivost stijena na mraz je jedna od važnih karakteristika kamena i propisan je metod strogog laboratorijskog ispitivanja prije upotrebe u tehničke svrhe.

Kristalizacija soli u pukotinama stijena je proces koji se javlja kada u pukotinama i prslinama stijena dođe do kristalizacije soli, a usljed hidratacije dođe do povećanja njene zapremine i povećanja pritiska na zidove stijenskih pukotina. Pritisci na stijenu su manji nego li pri smrzavanju vode, ali ipak dovoljni da izazovu drobljenje stijene.

Primjer svođenja djelovanja bioloških činilaca na mehaničke je rast korijena biljaka. Korijen svojim rastom vrši pritisak na zidove pukotina, doduše manjeg intenziteta, ali ipak dovoljnog da razdrobi stijenu. Dugotrajno djelovanje ovog pritiska neminovno izaziva raspadanje.

Glavni agens hemijskog raspadanja stijena je voda. Ona rastvara komponente stijena u njihovim površinskim djelovima. Tako da karakteristike same vode definišu brzinu i intenzitet hemijskog raspadanja. Takođe, intenzitet i brzina hemijskog raspadanja zavise i od mineralnog sastava stijena. Postoje lako rastvorljivi minerali (hloridi – halit, salivin, . . . ), oni koji se rastvaraju tek posle dužeg djelovanja rastvarača (karbonati – kalcit, dolomit, . . . ), dok su treći praktično rezistentni (otporni) na djelovanje vode (kvarc).

U zavisnosti od vrste raspadanja dobiće se i različiti materijal. Ako je primarna stijena bila zahvaćena mehaničkim raspadanjem, posljedica će biti mehanički zdrobljen materijal, bez ikakvih ili sa minimalnim hemijskim promjenama. Ako je došlo do hemijskog raspadanja primarne stijene, posljedica će biti dvije vrste materijala – rastvor raspadanja (dio stijene koji je rastvoren i odlazi sa rastvaračem i ostatak raspadanja ili mehanički detritus (nerastvoreni dio stijene koji ostaje na mjestu dejstva hemijske erozije i kasnije može biti pretaložen).

Što se tiče transporta mehanički zdrobljenog materijala on može biti prenesen (transportovan) na više načina: silom gravitacije, površinskim tokovima (potocima i rijekama), vjetrom ili glečerima, . . . dok sa druge strane rastvor raspadanja može da bude prenesen samo površinskim ili podzemnim vodama. Dužina transporta zavisiće od snage prenosnog sredstva, veličine i oblika fragmenta koji se prenosi.

Pokretanjem i taloženjem fragmenata koji su produkti mehaničkog raspadanja nastaju razni površinski geomorfološki oblici. Na padinskim stranama se pod uticajem gravitacije, od tih fragmenata formiraju sipari, a ako je u podnožju sipara raskvašena podloga onda nastaju plazevi.

sedimentationPovršinskim tokovima se može prenositi i čvrsti fragmentisani materijal, a i hemijski rastvor. Fragmenti mogu da budu vučeni ili kotrljani po dnu ili da lebde u sredini riječne matice. Površinski tokovi će materijal koji nose istaložiti u meandrima, zatim u obliku ada i na svojim ušćima, tj. tamo gdje snaga vodenog toka slabi.

Eolskim transportom biće zahvaćene sitnije čestice, one koje vjetar svojom snagom može da pokrene. Fragmentisani materijal se u nekim slučajevima može transportovati i na dosta velike daljine, a do taloženja će doći kada vjetar oslabi, tj. kada naiđe na neku prepreku.

U predjelima sa nivalnom klimom (gdje temperatura nije veća od 0°C), gdje se stvaraju firnovi (zrnasti agregati leda) doći će do mehaničke erozije usljed pokretanja te ledene mase niz padinu pod uticajem gravitacije. Usljed kliženja firna niz padinu dolazi do odkidanja komada stijena od podloge. Glečer ovaj materijal vuče po podlozi i izaziva dalje raspadanje stijena. Na ovaj način se može prenositi materijal različitih dimenzija, od sasvim sitnog do blokova težine i po nekoliko tona. Taloženje materijala koji glečeri nose se počinje dešavati kada ta ledena mase dođe u prostore gdje je temperatura veća od 0°C; izuzeci su kada se taj materijal može dalje prenijeti površinskim tokovima koji nastaju nakon otapanja glečera.

U sledećoj fazi stvaranja sedimentih stijena – dijagenezi (litifikaciji, okamenjavanju), od rastresitih nastaju čvrste stijene.

Dijageneza sedimenata nastalih iz rastvora se odvija uglavnom sinhrono sa sedimantacijom ( osim u slučajevima kada je za dešavanje ovoga procesa potrebna dodatna temperatura i dodatni pritisak da bi se odstranio višak vode).

Vezivanje sedimenata istaloženih u čvrstom stanju se najjednostavnije obavlja taloženjem neke materije iz rastvora koji su cirkulisali kroz stijenu. Ova materija prouzrokuje nastanak čvrste stijene, jer predstavlja vezivo koje spaja fragmente.

P104110

Iz navedenih činjenica, očigledno je da sedimentne stijene možemo podijeliti na:

  • One koje nastaju taloženjem čvrstih fragmenata – mehaničke ili klastične
  • Sedimenti nastali taloženjem iz hemijskih rastvora – hemijske
  • One koje su formirane taloženjem nerastvorenih organskih ostataka – organogene ili biogene
  • One koje su nastale taloženjem vulkanskog materijala spadaju u posebnu kategoriju i nazivaju se vulkanoklastične.

Minerale sedimentnih stijena dijelimo u dvije grupe:

-Alotigeni sastojci – minerali koji su ranije formirani i na mjesto sedimentacije dospijevaju u čvrstom stanju.

-Autigeni – minerali koji nastaju prilikom formiranja same stijene.

Na primjer, fragmenti u klastičnim stijenama su alotigeni, a vezivna masa autigena.

U formiranju sedimentnih stijena učestvuju razni minerali: kvarc, muskovit, feldspati, kalcit, dolomit, minerali glina, razni sulfati, haloidi i slično.

Što se tiče strukture sedimentnih stijena, klastične sedimentne stijene imaju klastične strukture. One se sastoje od fragmenata alotigenih zrna, koji mogu, a i ne moraju da budu vezani nekim vezivom. Klastične strukture se dijele na:

  • Psefitske – veličina zrna preko 2 mm
  • Psamitske – sa zrnima 2-0, 05 mm
  • Alveritske – 0, 05-0, 005 mm
  • Pelitske – zrna manja od 0, 005 mm.

Hemijski sedimenti najčešće imaju kristalaste strukture, koje se odlikuju sraslim zrnima autigenih materijala. Prema veličini zrna ove strukture mogu da budu mikrokristalaste (kada se kristali ne vide golim oko) i makrokristalaste (kada se kristali vide golim oko). Interesantan vid strukture hemijskih sedimenata su oolitske. Njihova odlika je pojava sferoidnih oblika koncentrične građe. U centru oolita se nalazi odlomak neke stijene oko kojeg se materijal iz rastvora koncentrično taloži.

Teksturni oblik karakterističan za sedimentne stijene je slojevitost. Sloj je geološko tijelo homogenog sastava, malog vertikalnog i velikog horizontalnog rasprostiranja. Sloj je ograničen dvijema paralelnim površinama, povlatnom (gornjom) i podinskom (donjom). Debljina sloja može da bude različita; od nekoliko milimetara (liske), pa sve do 2 m (banci). Ako debljina sloja pređe 2 m, tada se radi o masivnim stijenama.

Tokom taloženja mogu da se pojave varijacije u materijalu koji se deponuje ili male promjene dubine sedimentnog basena, tada se unutar jednog sloja mogu zapaziti lamine – slojići (laminacija). Ovo mali slojevi mogu da budu paralelni, kosi ili talasasti u odnosu na slojne površine.

1200-626702682-sedimentary-rocks

Kada se u okviru jednog sloja može konstatovati promjena veličine fragmenta, ova pojava se naziva gradaciona slojevitost.

Kod hemijskih sedimenata, usljed promjene primjesa u rastvoru iz kojeg se taloži materijal, smjenjuju se trake različitih boja. Ova tekstura se naziva trakasta.

Izumiranjem biljnih organizama oko kojih se taloži materija iz rastvora u stijeni zaostaju šupljine, pa se pojavljuje šupljikava struktura.

Kod klastičnih sedimentnih stijena, klasifikacija se zasniva na veličini fragmenata od kojih je stijena izgrađena kao i na stepenu dijageneze. Prema tome klastične sedimentne stijene mogu da se podijele na:

Nevezane Poluvezane Vezane
PSEFITI

drobina

šljunak

PSEFITOLITI

breča

konglomerat

PSAMITI

pijesak

PSAMITOLITI

pješčari

ALEVRITI

prah

ALEVROLITI
PELITI

mulj

 

Glina

PELITOLITI

glinac

 

Pripremio: Marko Drašković

Literatura:
Jovanović V., Srećković D. – Batoćanin (2006): Osnovi geologije. Zavod za udžbenike, Beograd.
Petković K. V., Nikolić P. S. (1981): Osnovi geologije ­ Geologija l; Naučna knjiga, Beograd
www. geolsoc. org. uk
www. britannica. com

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here