UPRIS Priručnik za geološku zbirku

Priručnik za geološku zbirku

UPRIS - Udruga za prirodoslovna istraživanja www.upris.hr Stube S. S. Kranjčevića 10 22 000 Šibenik OIB: 98044707798 IBAN: HR432360000 – 1102155112 Autori zbirke i priručnika: Zvonko Bumber, profesor geologije i geografije Medicinska škola u Rijeci Predsjednik UPRIS – a Vicko Sviličić, profesor geologije i geografije Prirodoslovna tehnička škola Split Dopredsjednik UPRIS – a Recenzent priručnika: prof. dr. sc. Josip Halamić, ravnatelj Hrvatskog geološkog instituta

UPRIS se zahvaljuje: projektnom partneru Hrvatskom geološkom institutu i Ministarstvu znanosti, obrazovanja i sporta s čijom je financijskom pomoći ovaj projekt realiziran

2

S I R P U Predgovor

Dragi učenici,

Vaša Geološka zbirka i Priručnik za geološku zbirku jedinstveno su nastavno sredstvo osmišljeno da vam pomogne u učenju o planetu Zemlji.

Prirodna geografija vas prati kroz čitavo školovanje. Čak i kad se uče teme iz društvene geografije nemoguće ih je u potpunosti sagledati bez osvrtaja na reljef, klimu, vode, tlo i biljni pokrov promatranog prostora. Želimo da ovu Zbirku i Priručnik s radošću koristite i uz pomoć vaših nastavnika što bolje proučite. Nadamo se da ćete upoznavanjem geološke prošlosti Zemlje lakše shvatiti njenu sadašnjost u kojoj živimo te razviti ekološku svijest zbog problema koji nas očekuju u budućnosti .

Poštovani kolege,

Želimo da rad s Geološkom zbirkom i vama bude ugodan, da njime nadopunite i što bolje popratite svoj rad u razredu.

Geološka zbirka sastoji se od 24 reprezentativne stijene i minerala sa prostora Republike Hrvatske koje se uče u nastavi geografije.

Pronaći ćete sve tri osnovne vrste stijena: magmatske, sedimentne i metamorfne.

Magmatske su podijeljene na intruzivne i efuzivne.

Sedimentne su podijeljene na klastične, kemogene i biogene.

Metamorfne stijene uglavnom imaju svoju ishodišnu stijenu u zbirci.

Priručnik za geološku zbirku sastoji se od tri poglavlja.

Poglavlje „Geologija“ govori o općenitim pitanjima vezanim za geologiju.

Poglavlje „Geološka zbirka“ donosi kratak opis i sliku svake stijene iz zbirke.

Poglavlje „Vježbe i zadaci“ donosi niz situacija u kojima ćete morati koristiti Geološku zbirku, Priručnik i Geološku kartu Hrvatske.

3

Autori

S I R P U Geologija

4

S I R P U Geologija kao znanost

(grč. gea = Zemlja ; logos = znanost)

Geologija je znanost o postanku, razvoju, građi i dinamici Zemlje. Uz kemiju, fiziku i biologiju ona je četvrta temeljna grana prirodnih znanosti. Može se definirati i kao prirodna znanost koja proučava građu, te vremensku i prostornu dinamiku Zemlje kao cjeline. Uže shvaćeno, geologija je znanost o razvitku, strukturama i dinamici Zemljine kore ili litosfere.

U sklopu geologije nalazi se više ravnopravnih znanstvenih grana koje se međusobno razlikuju u odnosu prema predmetu proučavanja i metodama primijenjenim u istraživanju. Važnije grane geologije su geodinamika, geotektonika, stratigrafska geologija, mineralogija, petrologija, hidrogeologija, geologija mora, inženjerska geologija, geokemija...

Geologija pruža primarne dokaze za tektoniku ploča, povijest života i evolucije na Zemlji kao i za razvoj klime. U moderno doba, geologija je komercijalno važna za eksploataciju mineralnih sirovina i ugljikovodika (nafte, plina i ugljena), javno je važna za predviđanje i razumijevanje prirodnih nepogoda, te igra ključnu ulogu u geotehničkom inženjerstvu.

Naziv geologija prvi put uvodi biskup Richard de Bury 1473. godine. U znanstvenu literaturu naziv je uvršten tek u drugoj polovici 18. stoljeća.

Slika 1. Građa Zemlje

5

S I R P U Povijest geologije

Proučavanje fizičke građe Zemlje, dakle na neki način i povijest geologije, datira iz doba drevne Grčke, kada je Teofrast (372. – 287. prije Krista) napisao djelo „Peri Lithon“ („O kamenju“). U rimsko doba Plinije Stariji opisao je detaljno mnogo minerala i metala koji su se tada koristili i točno je naveo podrijetlo jantara.

Neki moderni znanstvenici, kao što je H. Fielding Garrison, mišljenja su da je moderna geologija počela u srednjovjekovnom islamskom svijetu. Abu alRayhān al-Biruni (973 - 1048) je jedan od najranijih muslimanskih geologa, čiji su radovi uključivali najranije zapise o geologiji Indije u kojima on pretpostavlja da je Indijski potkontinent jednom bio more. Islamski učenjak Ibn Sina (981 - 1037) predložio je detaljna objašnjenja za formiranje planina, podrijetlo potresa te neke druge teme koje su u središtu suvremene geologije.

Naziv geologija u službenoj literaturi prvi je upotrijebio Jean-Andre Deluc 1778. godine. Ocem moderne geologije smatra se danski znanstvenik Nicolas Steno (1638.-1686.) koji je, osim ostalih, uveo i zakon superpozicije na temelju analize fosila (mlađi sedimenti slijede na starije). William Smith (1769 1839) izradio je prve moderne geološke karte i počeo proces stratigrafije, odnosno određivanja redoslijeda nastanka slojeva ispitivanjem fosila koji se nalaze u njima.

Slika 2. Geološka karta Velike Britanije iz 1815. godine

6

S I R P U

James Hutton se često smatra prvim modernim geologom. 1785. godine je predstavio rad pod naslovom „Teorija Zemlje“ pred Kraljevskim društvom u Edinburghu. U svom radu, objasnio je teoriju da Zemlja mora biti puno starija nego što se ranije pretpostavljalo kako bi se omogućilo dovoljno vremena za eroziju planina te nastanak novih stijena na dnu mora.

Sir Charles Lyell je 1830. godine objavio knjigu „Osnove geologije“. Ta knjiga je utjecala i na Charlesa Darwina te je uspješno promovirala teoriju uniformitarijanizma. Ova teorija tvrdi da se spori geološki procesi odvijaju kroz čitavu Zemljinu prošlost te da su na snazi i danas. U 19. stoljeću geolozi su se najviše bavili pitanjem starosti Zemlje.

Na početku 20. stoljeća radiometrijsko datiranje omogućilo je procjenu starosti Zemlje na 2 milijarde godina. Najznačajniji pomaci u geologiji 20. stoljeća bili su razvoj Teorije tektonike ploča čije je temelje postavio Alfred Wegener 1915. godine (općeprihvaćena je tek 1960-ih godina) te određivanje Zemljine starosti na otprilike 4,6 milijardi godina.

Slika 3. Razvoj paleogeografske situacija na Zemlji od perma do danas 7

S I R P U Geolog

Geolog je znanstvenik koji proučava krute i tekuće tvari koje izgrađuju Zemlju, kao i procese u geološkoj prošlosti koji su oblikovali Zemlju. Budući da je geologija više primijenjena nego teoretska znanost, geolog se u svojem proučavanju mora koristiti znanjima iz drugih znanstvenih disciplina kao što su fizika, kemija, biologija i geografija. Geolozi, u usporedbi sa znanstvenicima koji se bave drugim znanstvenim područjima, općenito su više na terenu nego u laboratoriju.

Geolozi se prvenstveno školuju za izradu geoloških karata koje su podloga za sva daljna istraživanja u toj znanstvenoj grani.

Nadalje, oni sudjeluju u istraživanju za rudarske tvrtke u potrazi za vrijednim metalima, naftom, plinom, ugljenom, dijamantima i drugim rudnim bogatstvima Zemlje. Oni se također bave izučavanjem pojava prirodnih opasnosti i katastrofa. Njihov posao je i upozoravanje te ublažavanje posljedica tih opasnosti, proučavanje potresa, vulkanskih aktivnosti, tsunamija, oluja i slično. Njihova proučavanja se koriste za upozoravanje javnosti na pojavu tih događaja. Geolozi su znanstvenici koji danas najviše sudjeluju u raspravama o klimatskim promjenama jer su oni ti koji imaju povijesne dokaze o ovom prirodnom procesu.

Slika 4. Geolog na terenu

8

S I R P U

Budući da dobar dio svoga rada geolozi provode na terenu, moraju za to biti odgovarajuće opremljeni. Standardni terenski geološki pribor čine: geološki čekić, kompas, terenski dnevnik, GPS (instrument za očitavanje geografskih koordinata), lupa i terenska torba.

Geološki čekić je dio standardne geološke opreme koji služi za odvaljivanje i lomljenje dijelova stijene kako bi se dobio svjež prijelom, geologu potreban za utvrđivanje teksture, strukture, mineralnog i fosilnog sastava stijene, a time i njene relativne starosti. Glava čekića je s jedne strane tupa i njome se udara po dijelu koji želimo odlomiti od matične stijene. Služi i za udaranje po već odlomljenom komadu stijene kako bi ga prepolovili. Druga strana čekića je zašiljena, u obliku pijuka, i s njom se, po principu poluge, odvaljuje napuknuti dio od matične stijene. Pijuk se nikada ne koristi za udaranje po stijeni jer to dovodi do zatupljivanja i oštećivanja pijuka, a na stijenu ne djeluje željenim efektom.

Slika 5. Geološki čekić

Geološki kompas se od uobičajenog geografskog kompasa razlikuje po nekoliko stvari. Na stakalcu su obrnuti položaji sjevera i juga te stupnjevi idu obrnutim slijedom, a poklopac ujedno ima na sebi oznake stupnjeva kuta pod kojim je poklopac položen u odnosu na kućište kompasa. Geološkim kompasom mjeri se pružanje sloja, azimut smjera nagiba sloja i nagib sloja.

Slika 6. Geološki kompas

Slika 7. Geološka lupa

Geološka lupa je optički instrument koji služi za terensko uočavanje sitnih detalja u stijeni koji su nevidljivi golom oku.

9

S I R P U Geološka karta

Geološka karta je tematska karta koja prikazuje geološka obilježja. Ona je grafički prikaz građe terena, starosti stijena, njihova sastava i međusobnih odnosa te ostalih važnih geoloških pojava. Nacrtana je na topografskoj podlozi temeljem rezultata dobivenih geološkim kartiranjem na terenu, kabinetskih radova i laboratorijskih ispitivanja.

Na geološkoj karti moraju biti označene geološke granice, položaji slojeva, strukture, nalazišta fosila, mineralnih sirovina i sl., sve standardiziranim simbolima i grafikom. Ako je karta pobojena, onda se propisanom bojom označuju kartirane kronostratigrafske ili litostratigrafske jedinice, a ako je izrađena crno-bijelom tehnikom, rabe se odgovarajuća sjenčanja.

Geološka karta mora sadržavati legendu kartiranih jedinica i oznaka koje su ucrtane u njoj. U legendi su kartirane jedinice poredane vertikalno po starosti, tako da su najdonje ujedno i najstarije, a prema gore su sve mlađe.

Opis geološke građe i svih evidentiranih geoloških elemenata prikazani su u tumaču geološke karte. Svrha mu je objektivno, cjelovito i pregledno prikazati utvrđene pojave, odnose i zbivanja na istraženom prostoru.

Najstarija sačuvana geološka karta je Torinski papirus. Izrađena je otprilike 1150. godine prije Krista i prikazuje ležišta zlata u Egiptu.

Slika 8. Torinski papirus

10

S I R P U

Geološka karta Hrvatske mjerila 1 : 300 000 izrađena je 2009. godine na temelju 74 lista Osnovne geološke karte mjerila 1 : 100 000 područja Republike Hrvatske. U izradbi je sudjelovalo sedamdesetak kartirajućih geologa, najvećim dijelom iz Hrvatskog geološkog instituta. Osim velike znanstvene i praktične vrijednosti ima i značajnu općekulturnu vrijednost.

Slika 9. Geološka karta Hrvatske 1 : 300 000

11

S I R P U Geološka prošlost Zemlje

Geološko razdoblje je određeni vremenski interval u geološkoj prošlosti Zemlje. Sva geološka razdoblja zajedno čine kontinuirani vremenski slijed kroz geološku povijest. Tablicu geoloških razdoblja koriste geolozi, paleontolozi i drugi znanstvenici za opisivanje veza između događaja u geološkoj povijesti Zemlje.

Zemljinu geološku povijest dijelimo na eone, ere, periode, epohe i doba. Osnovna podjela je na ere i periode. Tako mi danas živimo u eonu fanerozoiku, eri kenozoiku, periodu kvartaru i epohi holocenu.

Kronostratigrafska jedinica

Primjer

eon

fanerozoik

era

mezozoik

period

kreda

epoha

gornja kreda

doba

senon

Tablica 1. Kronostratigrafska podjela geološkog vremena

Dokazi radiometrijskih datiranja pokazuju da je Zemlja stara otprilike 4,6 milijardi godina. Do tih dokaza se nije došlo proučavanjem stijena sa Zemlje jer stijene te starosti na Zemlji ne postoje iz razloga što je Zemlja tektonski aktivna. Pretpostavka je da je cijeli Sunčev sustav nastao u isto vrijeme pa su geolozi proučavajući stijene sa Mjeseca i nekih meteorita došli do starosti Sunčevog sustava, a samim time i Zemlje.

Geološka prošlost Zemlje podijeljena je na različite jedinice prema događajima koji su se odvijali u svakom razdoblju. Granice geoloških razdoblja obično označavaju neki veći geološki ili paleontološki događaji kao što su masovna izumiranja. Najveći dio prošlosti Zemlje otpada na pretkambrij.

12

S I R P U Slika 10. Geološka razdoblja

13

S I R P U Minerali

Minerali su prirodne, čvrste, većinom anorganske tvari definiranog kemijskog sastava i stalnih fizičkih svojstava. Najčešće su pravilne unutrašnje građe izražene kristalnom rešetkom. Stabilni su unutar granica temperature, tlaka i kemijskog sastava okoline. Prema postanku mogu biti magmatskog, sedimentnog ili metamorfnog porijekla. Znanstveno polje koje proučava i razvrstava minerale naziva se mineralogija.

Minerale u prirodi najčešće nalazimo kao kristalizirane tvari - kristale koji imaju pravilnu unutarnju građu, ali ih nalazimo i kao amorfne tvari. Amorfne tvari nemaju pravilnu unutarnju građu te u biti ne zadovoljavaju definiciju minerala. Stoga se nazivaju i mineraloidima.

Minerali mogu biti izotropni i anizotropni. Kod izotropnih minerala značajke (svojstva) su jednake u svim smjerovima, a kod anizotropnih su u različitim smjerovima različite. Kristalizirani minerali mogu biti izotropni ili anizotropni, a mineraloidi ili amorfne tvari su uvijek izotropni.

Jedno od temeljnih svojstava kristala je sposobnost rasta - kristali se povećavaju ili «rastu» pravilnim slaganjem materijalnih čestica usporedno kristalnim plohama.

Najzastupljeniji mineral Zemljine kore je kvarc ili kremen (SiO2), a najzastupljenija grupa minerala feldspati ili glinenci (izgrađuju oko 75% Zemljine kore). Premda ih ima mnogo i kod nas, u Hrvatskoj je ipak najzastupljeniji mineral kalcit (CaCO3) koji izgrađuje našu najčešću stijenu – vapnenac.

Slika 11. Kvarc

Slika 12. Kalcit

14

S I R P U

Minerale upoznajemo i razlikujemo prema njihovim fizičkim i kemijskim svojstvima, kao i prema ponašanju u polariziranom svjetlu. Spomenut ćemo samo neka fizička svojstva, podijeljena u dvije grupe.

1) Kohezijska svojstva – vezana su za kristalnu rešetku minerala. U rešetki djeluje sila kohezije (lat. cohaerere = „držati se skupa“).Utjecaj vanjskih sila remeti ravnotežu i izaziva promjene koje mogu biti tipične za pojedine minerale.

Kalavost je pravilno lomljenje minerala po postojećim ili mogućim kristalnim plohama, ako se mineral udari čekićem. Nastaje kao rezultat slabijih međusobnih kemijskih veza atoma između tih ravnina tj. ploha. To svojstvo imaju minerali kod kojih je kohezija različita u različitim smjerovima (anizotropni minerali). Neki minerali nemaju kalavost (npr. dijamant), neki imaju jedan sustav (npr. biotit), a neki i više sustava kalavosti (npr. andaluzit).

Kalavost može biti: savršena, nesavršena, dobra, jasna, nejasna i slaba.

Lom je nepravilno lomljenje minerala udarenog čekićem, koje nije usporedno s nekom njegovom postojećom ili mogućom plohom. To svojstvo imaju minerali kod kojih je kohezija jednaka u različitim smjerovima (izotropni minerali). Lom može biti: školjkast, neravan, zemljast i iverast.

Elastičnost je svojstvo minerala da se pod pritiskom savija, a prestankom pritiska vraća u svoj prvotni oblik.

Savitljivost je svojstvo minerala da se pod pritiskom savija i pritom deformira, a prestankom pritiska se ne vraća u svoje prvotno stanje.

Kovnost je svojstvo minerala da se stanji bez da puca ako se udari čekićem.

Tvrdoća je otpor čvrstog tijela (minerala) prema djelovanju mehaničke sile, i to prema utiskivanju, brušenju ili paranju. Mohsova ljestvica tvrdoće minerala je skala relativne tvrdoće prema kojoj se tvrdoća čvrstih supstanci određuje u usporedbi s 10 referentnih minerala, rangiranih od 1 do 10. Mineral veće tvrdoće može ogrebati površinu minerala koji se na Mohsovoj skali nalaze ispod njega.

Slika 13. Minerali Mohsove ljestvice tvrdoće

15

S I R P U Mineral

Mohs

Karakteristike

talk

1

paraju se noktom

gips

2

kalcit

3

fluorit

4

apatit

5

ortoklas

6

kvarc

7

topaz

8

korund

9

dijamant

10

paraju se željeznom iglom, komadićem prozorskog stakla i čeličnim nožem

paraju staklo, a ne mogu se parati niti čeličnim nožem

Tablica 2. Mohsova ljestvica tvrdoće

2) Optička svojstva – ovise o svjetlosti, bilo to o refleksiji svjetlosti od površine minerala, o apsorpciji svjetlosti u mineralu ili o prolasku svjetlosti kroz mineral.

Prozirnost je svojstvo minerala da propušta ili ne propušta svjetlost. Neprozirni ili opâki minerali potpuno apsorbiraju svjetlost, a prozirni minerali potpuno propuštaju svjetlost.

Boja je posljedica refleksije svjetlosti od površine minerala. Bezbojni minerali podjednako reflektiraju sve valne duljine, a obojeni minerali različito reflektiraju različite valne duljine ili boje bijele svjetlosti. Prema boji minerali mogu biti idiokromatski – obojeni vlastitom bojom elemenata od kojih su građeni, te alokromatski – njihova boja je posljedica uklapanja drugih mineralnih vrsta u procesu nastanka minerala.

16

S I R P U

Sjaj minerala ovisi o refleksiji svjetlosti s površine minerala, a može biti: voštan, smolast, svilenkast, biseran, mastan, staklast, dijamantan, polumetalan i metalan.

Ogreb ili crt je jednostavan pokus na mineralu koji služi utvrđivanju izvorne boje minerala. Zaparamo mineralom po hrapavoj tvrdoj porculanskoj pločici i mineral ostavi na pločici praškasti trag svoje karakteristične boje. Boja ogreba većinom se ne podudara s vanjskom bojom minerala. Tako na primjer mineral hematit, koji je tamnosiv do crn, ima crvenu boju ogreba.

Danas je poznato oko 3500 minerala. Oni se razvrstavaju u skupine s obzirom na njihov kemijski sastav i strukturnu građu. Najjednostavnija podjela minerala je na silikate (temeljna strukturna jedinica silikata je [SiO4]4- tetraedar u čijem se središtu nalazi ion Si 4+, a na vrhovima ioni O2-) i nesilikate.

Složenija podjela dijeli minerale u skupine: samorodni elementi, sulfidi, sulfati, oksidi, karbonati, halogenidi i silikati.

Slika 14. Fluorit

17

Slika 15. Sumpor

S I R P U Stijene

Stijena je sastavni dio litosfere, određenog načina geološkog pojavljivanja, teksture, strukture i mineralnog sastava. Pojmovi „stijena“ i „kamen“ imaju različita značenja. Naime, stijena je čvrsta masa koja gradi litosferu, a kamen je prirodno ili umjetno odvaljeni dio stijene.

Sve stijene litosfere, ovisno o načinu postanka, razvrstavaju se u tri glavne skupine. To su: magmatske stijene, nastale kristalizacijom magme ili lave, sedimentne stijene, nastale u vodi ili na kopnu kao rezultat taloženja materijala koji potječe od razaranja površinskih dijelova litosfere, i metamorfne stijene, nastale metamorfozom (preobrazbom) magmatskih, sedimentnih i već postojećih metamorfnih stijena.

Minerali su građevne jedinice stijena. Stijena je agregat sastavljen od jednog ili više minerala, odnosno stijene u prirodi mogu biti monomineralne – agregat samo jedne mineralne vrste, i polimineralne – agregat više minerala. Polimineralne stijene su češće.

Slika16. Monomineralna stijena

Slika 17. Polimineralna stijena

Ovisno o količinskom udjelu i važnosti minerala koji izgrađuju stijene, minerale dijelimo na: bitne (prevladavaju i o njima ovise svojstva stijene kao cjeline), sporedne (nalaze se u manjim količinama) i akcesorne ( nalaze se rijetko i u zanemarivim količinama).

Kod stijena razlikujemo njihovu strukturu i teksturu. Struktura stijena definirana je stupnjem kristaliniteta te veličinom, oblikom i međusobnim odnosom minerala, a ovisi o načinu postanka stijene. Tekstura označuje način na koji su minerali zauzeli prostor u stijeni, a ovisi o utjecaju vanjskih faktora, bilo prilikom nastanka stijene ili nakon toga.

18

S I R P U

Ovisno o krupnoći minerala koji ih izgrađuju, stijene se mogu podijeliti na: fenokristalne (ako se minerali mogu razlikovati okom ili povećanjem do 10 puta), mikrokristalne (ako se minerali mogu razlikovati samo mikroskopom, u specijalno pripremljenim izbruscima) i kriptokristalne (ako se minerali ne mogu razlikovati ni mikroskopom povećanja do 1000 puta).

Stijenski ciklus je temeljni koncept u geologiji koji opisuje dinamični prijelaz u geološkom vremenu između tri glavne vrste stijena: magmatskih, sedimentnih i metamorfnih. Stijenski ciklus nam pokazuje i objašnjava vezu između Zemljine unutrašnjosti i površinskih procesa.

Svaka stijena se mijenja ili uništava kada se promijene uvjeti u kojima je ta stijena nastala. Dakle, svaka stijena stabilna je samo u uvjetima u kojima je nastala. Promjenom tih uvjeta, nužno se mijenja i stijena.

U stijenskom ciklusu se između pojedinih vrsta stijena nalaze procesi koji su veza među njima. Stijene izložene pojedinom procesu se, uslijed promjene uvjeta, mijenjaju i prelaze u drugu vrstu stijene.

Primjerice, stijenski ciklus nam govori da sve stijene izložene taljenju prelaze u magmu, a hlađenjem te magme u magmatsku stijenu. Sve stijene izložene površinskoj eroziji se troše, prenose i talože tvoreći sediment koji litifikacijom postaje sedimentna stijena. Sve stijene izložene visokom tlaku i temperaturi mijenjaju se i postaju metamorfne stijene.

Stijenski ciklus nema smjera već je sudbina stijene određena dominatnim procesom.

Slika 18. Stijenski ciklus

19

S I R P U Magmatske stijene

Magmatske stijene nastaju hlađenjem i očvršćivanjem (kristalizacijom) magme ili lave. Magmatske stijene čine približno 95% Zemljine kore (1 – 2% u Hrvatskoj), ali njihovo obilje skriveno je na Zemljinoj površini relativno tankim, ali raširenim slojem sedimentnih i metamorfnih stijena. Opisano je preko 700 vrsta magmatskih stijena, većinom nastalih ispod površine Zemlje. Dijelimo ih prema mjestu postanka, kiselosti i mineralnom sastavu.

Prema mjestu nastanka, magmatske se stijene dijele na dubinske ili intruzivne, površinske ili efuzivne i žične ili hipabisalne.

1) Intruzivne (dubinske ili plutonske) magmatske stijene nastaju iz magme koja se hladi i skrutnjava unutar Zemlje. Okružena s već postojećim stijenama, magma se polagano hladi, što rezultira u krupnozrnatosti ovih stijena. Najčešće se mineralna zrna u ovakvim stijenama mogu razlikovati golim okom i sva su približno iste veličine – zrnata struktura. Najčešća intruzivna magmatska stijena je granit.

Slika 19. Zrnata struktura

Slika 20. Granit

20

S I R P U

2) Efuzivne (površinske ili izljevne) magmatske stijene nastaju hlađenjem i skrućivanjem lave na kopnenoj površini Zemlje ili na morskom dnu.

Dolazi do naglog hlađenja lave uslijed nagle promjene temperature te nastaju sitnozrnati kristali. Već kristalizirana krupnija mineralna zrna nastala u dubini Zemlje ostaju nepravilno razasuta u sitnozrnatoj kristaliziranoj masi – porfirna struktura. Najčešća efuzivna stijena je bazalt.

Slika 21. Porfirna struktura

Slika 22. Bazalt

21

S I R P U

3) Žične (hipabisalne ili žilne) magmatske stijene su prijelazni oblik između intruzivnih i efuzivnih stijena. Njihova struktura je ofitska. Najčešća žična stijena je dijabaz.

Slika 23. Ofitska struktura

Slika 24. Dijabaz

22

S I R P U

Prema kiselosti, odnosno količini silicijske komponente, magmatske stijene dijele se na kisele, neutralne, bazične i ultrabazične.

Kiselost kisela neutralna bazična ultrabazična

Udio SiO2

Stijena

> 65 %

granit, riolit

52 – 65 %

andezit

45 – 52 %

gabro, bazalt

< 45 %

peridotit, dunit

Tablica 3. Magmatske stijene prema kiselosti

Slika 25. Gabro

Slika 26. Riolit

23

S I R P U Sedimentne stijene

Sedimente stijene su stijene nastale taloženjem ostataka drugih stijena djelovanjem vode, leda i vjetra (klastične), taloženjem kao rezultatom biološke aktivnosti (biogene) te taloženjem iz otopina (kemogene). Prekrivaju 75% površine Zemlje, a 95 – 96% površine Hrvatske.

Postanak sedimentnih stijena rezultat je složenog i dugotrajnog procesa koji sadrži nekoliko faza: 1) erozija, odnosno mehaničko i kemijsko trošenje postojećih magmatskih, sedimentnih i metamorfnih stijena, 2) transport ili prijenos usitnjenih dijelova stijene i otopljenih tvari, 3) taloženje ili sedimentacija rastrošenog materijala, 4) litifikacija ili okamenjivanje sedimenta.

Prema načinu postanka sedimentne stijene dijelimo na: klastične ili mehaničke, kemogene i biogene.

A) Klastične (mehaničke) sedimentne stijene nastaju mehaničkim skupljanjem fragmenata (klasta) nastalih trošenjem ranije stvorenih stijena. Između klasta se nalaze sitni minerali glina koji služe kao vezivo (cement).

Klastične stijene se najčešće razlikuju prema veličini klasta u njima. U krupnozrnatim sedimentima prevladavaju dijelovi stijena (valutice i kršje), u srednjezrnatim pješčenjacima zrna kvarca, a u sitnozrnatim minerali glina.

Slika 28. Breča

Slika 27. Konglomerat

24

S I R P U

Sediment (nevezani) valutica kršje pijesak silt glina

Veličina čestica

Sedimentna stijena konglomerat

krupnozrnata 256 – 2 mm

breča

srednjezrnata 2 – 0,063 mm

sitnozrnata

pješčenjak

0,063 – 0,004 mm

siltit

< 0,004 mm

glinjak, šejl, lapor

Tablica 4. Veličina sedimentnih čestica i tipovi stijena koje izgrađuju

Slika 29. Pješčenjak

Slika 30. Lapor

25

S I R P U

B) Kemogene sedimentne stijene nastaju kemijskim taloženjem materijala (sedimenta) otopljenog u morskoj ili jezerskoj vodi. Najčešći kemogeni sedimenti su evaporiti – nastaju pretežno u plitkim i poluzatvorenim bazenima (npr. morske lagune) u uvjetima suhe klime. Isparavanjem (evaporacijom) morske vode povećava se koncentracija soli otopljenih u njoj te dolazi do taloženja niza minerala iz tako prezasićene otopine – taloži se: halit NaCl, gips CaSO4 x 2 H2O... Među kemogene stijene ubrajaju se i karbonatne stijene koje se talože u spiljama – sige, te u krškim rijekama – sedra.

Druga po značaju od kemogenih stijena je rožnjak, koji je bio vrlo važna mineralna sirovina u kamenom dobu za izradu oruđa i oružja.

Slika 31. Dolomit

Slika 32. Gips

26

S I R P U

C) Biogene sedimentne stijene nastaju taloženjem uginulih organizama. Ovisno o tome koji organizmi se talože te koji se dijelovi sačuvaju razlikujemo dva načina nastanka: 1) nakupljanjem organske tvari - u močvarama i tresetištima ostaci biljaka se karboniziraju zbog nedostatka kisika te nastaju treset i ugljen 2) nakupljanjem anorganskih tvari - u morima se na dnu talože ostaci ljušturica i kostura morskih organizama Vapnenac je najčešća biogena stijena. Nastaje taloženjem ostataka različitih organizama (jednostaničnih algi, mekušaca, koralja...) koji svoje skelete izgrađuju od kalcita CaCO3. U zbirci se nalazi uzorak biogenog (numulitnog) vapnenca.

Slika 33. Vapnenac

Slika 34. Ugljen

27

S I R P U Metamorfne stijene

Metamorfna stijena nastaje kao rezultat preobrazbe (metamorfoze ili transformacije) već postojeće vrste stijene koja se naziva protolit ili ishodišna stijena. Metamorfne stijene nastaju metamorfozom magmatskih, sedimentnih ili već postojećih metamorfnih stijena. Protolit je podvrgnut djelovanju topline i tlaka što uzrokuje duboke fizikalne i/ili kemijske promjene. Protolit, dakle, može biti sedimentna stijena, magmatska stijena ili čak neka druga metamorfna stijena.

Metamorfne stijene izgrađuju veliki dio Zemljine kore, a klasificirane su prema strukturi i teksturi te kemijskom i mineralnom sastavu. Nastaju na više načina, od kojih su neki: 1) duboko ispod površine Zemlje pod djelovanjem visokih tlakova i temperatura - dinamotermalni (regionalni) metamorfizam; 2) prodiranjem magme u okolno stijensko tijelo, na njihovom kontaktu dolazi do "prženja" - kontaktni metamorfizam; 3) djelovanjem dinamičkog tlaka (npr. smicanje dvaju blokova stijena) - kataklastički metamorfizam; 4) udarima meteorita i kometa – impaktni metamorfizam.

Proučavanjem metamorfnih stijena, izloženih na Zemljinoj površini (2 – 3% u Hrvatskoj) zbog procesa izdizanja i djelovanja erozije, dobivaju se vrlo vrijedne informacije o temperaturama i tlakovima koji se javljaju na velikim dubinama unutar Zemljine kore.

Primjeri metamorfnih stijena su gnajs, slejt, filit, mramor te škriljavci.

Slika 35. Gnajs

28

Slika 36. Amfibolit

S I R P U Geološka zbirka

29

S I R P U

Zbirka je sastavljena od 24 reprezentativna uzorka te sadrži osnovne tipove stijena i minerala koje nalazimo na području Hrvatske, raspodjeljene u tri osnovne skupine: 1) sedimentne; 2) magmatske; 3) metamorfne.

Sedimentne stijene broje najviše uzoraka. Zbirka se nalazi u specijaliziranoj i prenosivoj vitrini izrađenoj od aluminija i drva.

Za svaki uzorak u vitrini navedeno je ime za vrstu stijene.

Osnovne informacije o samoj zbirci mogu se steći kroz narednih par stranica priručnika gdje se nalaze: kartirani lokaliteti uzorkovanja na geološkoj karti, određena starost pojedinih uzoraka i označena na geološkoj tablici vremena te tablica s popisom i točnim položajem svih uzoraka iz zbirke.

Slika 37. Geološka zbirka

30

S I R P U Slika 38. Geološka karta Hrvatske s označenim lokalitetitma uzoraka iz zbirke (žute boje su sedimentne, crvene magmatske, a zelene metamorfne stijene)

31

S I R P U Slika 39. Starost uzoraka iz zbirke označena na pojedinim geološkim razdobljima (žute boje su sedimentne, crvene magmatske, a zelene metamorfne stijene) 32

S I R P U Stijena: Sedimentna Skupina: Klastična Vrsta: Breča ili Kršnik

Stijena: Sedimentna Skupina: Kemogena Vrsta: Dolomit

1

Stijena: Sedimentna Skupina: Klastična Vrsta: Konglomerat ili Valutičnjak

Stijena: Metamorfna Vrsta: Migmatit

Kvarc ili kremen SiO2

7

Stijena: Sedimentna Skupina: Biogena Vrsta: Ugljen

13

Stijena: Magmatska Skupina: Efuzivna Vrsta: Andezit

19

Stijena: Metamorfna Vrsta: Filit

20

2

Stijena: Sedimentna Skupina: Klastična Vrsta: Pješčenjak

8

Stijena: Sedimentna Skupina: Biogena Vrsta: Vapnenac

3

Stijena: Sedimentna Skupina: Klastična Vrsta: Lapor

14

Stijena: Magmatska Skupina: Efuzivna Vrsta: Bazalt

9

15

Stijena: Magmatska Skupina: Efuzivna Vrsta: Plovućac

Crvenica

4

Stijena: Metamorfna Vrsta: Mramor

21

Stijena: Metamorfna Vrsta: Zeleni škriljavac

10

22

16

Stijena: Sedimentna Skupina: Kemogena Vrsta: Sedra

Stijena: Magmatska Skupina: Intruzivna Vrsta: Gabro

Boksit

Stijena: Metamorfna Vrsta: Amfibolit

11

5

Stijena: Sedimentna Skupina: Kemogena Vrsta: Gips

17

Stijena: Magmatska Skupina: Intruzivna Vrsta: Granit

Kalcit CaCOȝ

6

12

Tablica 5. Popis stijena iz zbirke 33

23

Stijena: Metamorfna Vrsta: Gnajs

18

24

S I R P U Breča je klastična sedimentna stijena.

Naziv je dobila po latinskoj riječi breccia koja u prijevodu znači lomljeni kamen. Hrvatski naziv za ovu stijenu je kršnik.

Breča je krupnozrnata (> 2 mm) sedimentna stijena. Nastaje vezivanjem kršja većim od 2 mm (nezaobljenih odlomaka stijena) prirodnim vezivom (karbonatno, silicijsko i dr.). Fragmenti breče unutar iste stijene obično su vrlo različitih dimenzija. U brečama se ponekad nalaze i fragmenti skeleta i ljuštura organizama, a neke breče su čak sastavljene isključivo od takvih fragmenata. Boja breče zavisi kako od boje valutica, tako i od boje vezivne tvari te je ovu stijenu moguće naći ovu stijenu u svim nijansama. Podjela breča vrši se na osnovu sastava fragmenata na: vapnenačke, dolomitske, mramorne, heterogene... Breče se ponešto razlikuju od tipičnih sedimentnih stijena jer su uglavnom neuslojene što je posljedica njihovog nastanka.

Uzorak iz zbirke potječe iz sa srednjeg Velebita (prostor tzv. Jelar breča), a njegova starost je eocen/oligocen (34 Ma).

34

S I R P U Konglomerat je klastična sedimentna stijena.

Naziv je dobio od latinske riječi conglomerare koja u prijevodu znači nagomilavati.

Konglomerat je krupnozrnata (> 2 mm) sedimentna stijena. Nastaje vezivanjem valutica šljunka većim od 2 mm (zaobljenih odlomaka stijena, valutica) nekim od prirodnih veziva u čvrstu stijenu. Vezivna tvar može biti različita – karbonatna, silikatna, laporovita... Boja konglomerata zavisi kako od boje valutica tako i od boje vezivne tvari. Stoga mogu biti bijeli, sivi, šareni, crveni (kada su vezani željezovitim cementom)... Po mjestu postanka, razlikujemo riječne i obalne konglomerate, dok se konglomerati vulkanskog porijekla nazivaju aglomerati.

Uzorak iz zbirke potječe iz okolice Drniša, a njegova starost je eocenska (56 – 34 Ma).

35

S I R P U Pješčenjak je klastična sedimentna stijena.

Naziv duguje upravo svom sastavu (pijesak – pješčenjak).

Pješčenjak je srednjezrnata (0,063 – 2 mm) sedimentna stijena. Nastaje vezivanjem (cementacijom) zrna pijeska koje vezuje muljni cement (vezivna tvar). U sastavu se najčešće nalaze kvarc, feldspati i tinjci.

Pješčenjak je obično porozna stijena što znači da fluidi u tim stijenama mogu slobodno teći. To svojstvo čini ih jednim od najvažnijih ležišta nafte, plina te vode. Inače, pješčenjaci su jedna od najvažnijih vrsta sedimentnih stijena, jer su nastajali u gotovo svim geološkim razdobljima. Ova stijena ima široku paletu boja koja ovisi o sastavu te je možemo naći u svijetlo žutim do intenzivno zlatnim tonovima, te blijedo ružičastim i svijetlo zelenim nijansama. Uzorak iz zbirke sadrži minerale tinjce karakteristične po svom sjaju.

Uzorak iz zbirke potječe iz okolice Knina, a njegova starost je donji trijas (251 – 245 Ma).

36

S I R P U

Lapor je sedimentna stijena. U Hrvatskoj se koristi i naziv tupina.

Lapor je sitnozrnata (< 0,063 mm) sedimentna stijena. Nastajao je u jezerskom i morskom okolišu iz glinovitog taloga uz istodobno odvajanje kalcijeva karbonata. Po sastavu je miješana karbonatno-glinovita stijena sastavljena od kalcita i minerala gline. Dio kalcita u laporu je kemogenog podrijetla (nastao izlučivanjem iz vodenih otopina), a dio je klastičan.

Stoga je i lapor dijelom klastična, a dijelom kemogena sedimentna stijena.

Lapor je mekana i nepotpuno litificirana (očvrsnula) stijena. Boje je sive ili žućkaste. Slojevi lapora u izmjeni s krupnije klastičnim stijenama tvore fliš. Lapor se koristi se kao sirovina za proizvodnju cementa.

Uzorak iz zbirke potječe iz okolice Knina, a njegova starost je donji trijas (251 – 245 Ma).

37

S I R P U Sedra je kemogena sedimentna stijena.

Sedra je šupljikava stijena i u potpunosti je izgrađena od kalcijevog karbonata (CaCO3). Nastanak sedre vezan je uz mjesta prelijevanja riječnih voda koje dolaze iz podzemlja te su stoga bogate otopljenim karbonatima.

Prirodna voda vrlo često sadrži ugljikov dioksid koji povećava topivost kalcita. Takva je otopina relativno nestabilna. Ugljikov dioksid, budući da je plin, izlazi iz otopine ako padne njegov parcijalni tlak u okolnoj atmosferi. Time se remeti ravnoteža u otopini, a kako bi se ponovno uspostavila, taloži se višak kalcijeva karbonata po vlatima mahovine, cijanobakterijama, vodenom bilju i potopljenom drveću. Boja sedre ovisi o primjesama tako da može imati razne nijanse bijele, žute, sive i crvene boje. Sedra tvori barijere preko kojih se prelijeva voda iz višeg jezera u niže. Rastom barijera podiže se i razina vode u pojedinom jezeru. Na taj način nastaje jedna od najvažnijih krajobraznih pojava u Nacionalnom parku „Plitvička jezera“ – brojni slapovi.

Uzorak iz zbirke potječe iz okolice Knina. Njegova starost nije utvrđena, ali geološki gledano ona sigurno nije velika (od 50 do nekoliko stotina godina), pošto je ova sedra recentni sediment.

38

S I R P U Gips je kemogena sedimentna stijena.

Naziv duguje mineralu gipsu (CaSO4 x 2H2O) od kojeg je građena. U Hrvatskoj se koriste i nazivi sadra ili sadrenac.

Nastanak gipsa se najčešće veže za topla i plitka mora i jezera s jakom evaporacijom (isparavanjem) što uzrokuje povećanje koncentracije raznih soli. Na dnu takvih bazena sedimentiraju se minerali gipsa koji kasnije litifikacijom (očvršćavanjem) stvaraju stijene. Nastanak gipsa je vrlo sličan nastanku solnih naslaga (halit NaCl) te se stoga često prate. Zajednički naziv za ovako nastale stijene je evaporiti. Gips je uglavnom bijele boje, nekad žute, sive, crvene ili smeđe. Koristi se u građevinarstvu, često kao građevni ili izolacijski materijal.

Uzorak iz zbirke potječe iz okolice Knina, a njegova starost je permska (299 – 251 Ma).

39

S I R P U Dolomit je kemogena sedimentna stijena.

Dolomit je dobio naziv po poznatom mineralogu D.G. de Dolomie-u (dao mu ga je N. de Saussure 1796. godine). Dolomiti u Alpama su dobili naziv po dolomitu koji ih uglavnom i gradi.

Dolomit nastaje tijekom dijageneze (promjene) iz vapnenca izmjenom minerala kalcita (CaCO3) u mineral dolomit (CaMg(CO3)2). Taj proces se naziva dolomitizacija, a dolomitom se smatra stijena s više od 50% minerala dolomita. Dakle, uglavnom je sastavljen od kalcita i dolomita.

Dolomitizacija se događa zbog ugradnje magnezija u kristalnu rešetku kalcita. Primarni dolomiti nastaju procesima ranodijagenetske dolomitizacije nelitificiranih (neočvrsnulih) vapnenačkih sedimenata tijekom sedimentacijskih procesa ili ubrzo nakon njih. Sekundarni dolomiti nastaju procesima kasnodijagenetske dolomitizacije već očvrsnulih vapnenaca i na većoj dubini. Boje dolomita su razne nijanse sive.

Uzorak iz zbirke potječe s Medvednice, a njegova starost je gornji trijas (228 – 217 Ma).

40

S I R P U Ugljen je biogena sedimentna stijena.

Naziv potječe od ugljika (C) jer on pretežito izgrađuje stijenu.

Prirodni ugljen nastaje od biljaka procesom karbonizacije ili pougljenjivanja i koji traje milijunima godina. Karbonizacija je kompakcija biljnog materijala koji nije sasvim istrunuo zbog manjka kisika.

Djelomično truljenje obilnog biljnog materijala potroši sav kisik u jezeru ili priobalnom dijelu mora koje se pretvara u močvaru te tako nastaje treset.

Bez kisika proces truljenja se zaustavlja. Donos klastičnog materijala i njegova sedimentacija (taloženje) zatrpava biljni materijal i stavlja ga pod pritisak čime dolazi do postupnog istiskivanja vode i plinova te do povećanja udjela ugljika. S obzirom na stupanj karbonizacije, odnosno udio ugljika, razlikuju se treset, smeđi ugljen (lignit) i kameni ugljen (antracit).

Po sastavu je to smjesa tvari koje se sastoje od ugljika te malih količina spojeva dušika i sumpora. Boja ugljena je uglavnom crna, a tamnije nijanse ukazuju na veći udio ugljika. On spada u fosilna goriva (ugljikovodike) čija kvaliteta ovisi o udjelu ugljika (lignit 30%, antracit 98%).

Uzorak iz zbirke potječe iz okolice Drniša, a njegova starost je eocenska (56 – 34 Ma).

41

S I R P U Vapnenac je klastična, kemogena ili biogena sedimentna stijena.

Naziv je dobio prema riječi vapno koja označava građevinsko vezivni materijal dobiven iz vapnenca.

Uzorak iz zbirke je biogenog postanka i njegov naziv je numulitni vapnenac. Nastao je taloženjem uginulih foraminifera roda Nummulites na morskom dnu. Njihove ljušturice građene su od minerala kalcita ili aragonita (CaCO3) koji postaje osnovni građevni mineral nastale vapnenačke stijene. Vapnenac je jako topiv u kontaktu s vodom bogatom ugljičnom kiselinom. Proces otapanja vapnenca naziva se korozija, a tipičan reljef koji nastaje korozijom vapnenaca naziva se krš. Ovisno o mineralnim nečistoćama boja vapnenca varira: bijel je kad je čist, a može biti i sive, žute, smeđe, crvene, plave i crne boje.

Uzorak iz zbirke potječe s planine Učka, a njegova starost je eocenska (56 – 34 Ma).

42

S I R P U Crvenica je tip tla koji nastaje na krškim terenima.

Naziv potječe od boje tla koja je karakteristično crvena. Koristi se i talijanski naziv „terra rossa“.

Crvenica nastaje topljenjem vapnenca i dolomita te donosom materijala zrakom i njegovog taloženja na karbonatnim stijenama. Ustvari, ona je rezidij jer je sastavljena od dijelova ovih stijena koji nisu bili topivi i donesenog materijala, dakle ona je netopivi ostatak. Crvenica je glinovita, mrvičaste strukture. Sadržaj humusa je jako nizak, svega 1-3%. Unatoč tome, lako upija i dugo zadržava vodu što omogućava biljkama preživljavanje suhih mediteranskih ljeta. U svom sastavu sadrži okside željeza i aluminija što joj i daje tipično crvenu boju.

Uzorak iz zbirke potječe iz zapadne Istre, tzv. Crvene Istre.

Jurske je starosti (200 – 145 Ma).

43

S I R P U

Boksit je mineralni materijal sastavljen od aluminijevih hidroksida.

Naziv potječe od mjesta Le Baux u Francuskoj gdje je pronađen 1821., premda je dokazano da je on prvi puta opisan 1808. i otkopavan u dolini rijeke Mirne nedaleko Buzeta u Istri (rudnici Minjera).

Boksit je sastavljen od četiri osnovna minerala: dijaspora, bemita, sporogelita i hidrargilita koji su aluminijevi hidroksidi. Ta četiri minerala nakupljaju se u gustu zemljastu masu koja je mjestimično prilično čvrsta, gotovo kao kamen. Pri svome razvoju boksit je upio određenu količinu željeza zbog čega je crvene boje. U nekim uzorcima zna biti toliko željeza da čine prijelaz u željeznu rudu limonit.

Boksit je veoma važan mineralni materijal za dobivanje elementarnog aluminija. Ustvari, drugog minerala u većim količinama za dobivanje tog elementa ni nemamo.

Uzorak iz zbirke potječe iz okolice Knina.

Trijaske je starosti (251 – 200 Ma).

44

S I R P U

Kalcit je je izgrađen od kalcijeva karbonata (CaCO3) i on je vrlo raširen mineral na prostoru Republike Hrvatske iz razloga što pretežito izgrađuje krške stijene.

Naziv mu potječe od kalcija, odnosno od činjenice da je po kemijskom sastavu kalcijev karbonat (CaCO3).

Kalcit kristalizira u trigonskom sustavu. Nastaje kristalizacijom iz vodenih otopina u kristalima romboedrijske hemiedrije heksagonskog sustava i u kristalnim agregatima od kojih je najpoznatiji vapnenac. Građen je od kalcijevog karbonata u obliku heksagonskih kristala.

Kalcit je bezbojan ili bijel. Sjaj mu je staklast do biserast na plohama kalavosti. Ogreb mu je bijele boje. Na Mohsovoj ljestvici ima tvrdoću 3.

Uzorak iz zbirke potječe s otoka Visa. Nepoznate je starosti.

45

S I R P U Kvarc ili kremen kontinentalnoj kori.

je

najrasprostranjeniji

mineral

u

Zemljinoj

Naziv potječe iz starogermanskog od riječi „quarz“ ili „twarz“ koja je značila tvrdo. Hrvatska riječ kremen vjerojatno ukazuje na njegova piroelektrična svojstva.

Kvarc kristalizira u heksagonskom sustavu. Po kemijskom sastavu je silicijev dioksid (SiO2). Uobičajeno je oblika šesterostrane prizme pri čemu su vrhovi šesterostrane piramide. U prirodi dolazi u više boja pa shodno tome ima i posebne nazive za varijetete: bezbojan (gorski kristal – prozirac), ljubičastoj (ametist), ružičastoj (rozenkvarc), bijeloj (mliječnjak), sivoj (čađavac), smeđoj, crnoj, žutoj (citrin), zelenoj.

Kvarc prema Mohsovoj ljestvici ima tvrdoću 7. Sjaj mu je staklast, a ogreb bijele boje. Potpuno formirani kristali mogu narasti do nekoliko metara u dužinu te težiti nekoliko stotina kilograma. Kvarc je osnovni sastojak mnogih sedimentnih, magmatskih i metamorfnih stijena.

Uzorak iz zbirke potječe s Medvednice. Nepoznate je starosti.

46

S I R P U Andezit je efuzivna magmatska stijena.

Naziv je dobio prema južnoameričkim Andama gdje se u nekim dijelovima javlja kao karakteristična stijena.

Andezit je sitnozrnata magmatska stijena. Boja mu je tamnosiva, tamnozelena ili sivozelena. Budući da je efuzivna stijena, karakterizira ga porfirna struktura nastala kao posljedica brzog hlađenja lave. U sastavu se uglavnom nalaze plagioklasi, zatim pirokseni i/ili amfiboli (npr.hornbelnda). Akcesorni minerali mogu biti: magnetit, cirkon, apatit, ilmenit i biotit.. Klasifikacija andezita se često vrši prema krupnozrnatom mineralu (fenokristalu) kojeg ima najviše u stijeni. Primjer je uzorak iz zbirke u kojem je najčešća pojava fenokristala amfibola (tamnije boje) pa se ovaj tip stijene naziva amfibolski andezit. Karakterističan je za subdukcijske zone, odnosno konvergentne granice tektonskih ploča.

Uzorak iz zbirke potječe iz Senjske Drage, a njegova starost je gornji trijas (228 – 217 Ma).

47

S I R P U Bazalt je vrlo česta efuzivna magmatska stijena.

Naziv duguje Pliniju Starijem koji je prvi upotrijebio naziv basalt, a vjeruje se da ima etiopsko porijeklo te da znači "crna stijena".

Bazalt je sitnozrnata magmatska stijena što je posljedica brzog hlađenja lave koja izbija na Zemljinu površinu, ili na kopnu ili pod morem. Tamnih je boja, uglavnom sive do crne. Najčešće ima porfirnu strukturu što znači da sadrži veće kristale u sitnozrnatoj stijenskoj osnovi. U sastavu bazalta nalaze se minerali plagioklasi, piroksen i magnetit. Zbog prisustva minerala magnetita bazalt ima jaka magnetna svojstva tijekom hlađenja što nam omogućava proučavanje paleomagnetizma Zemlje, ali i paleogeografije Zemlje. Bazalt spada u bazične magmatske stijene (45 – 52 % SiO2).

Uzorak iz zbirke potječe s Medvednice, a njegova starost je srednja do gornja jura (174 – 145 Ma).

48

S I R P U Plovućac je magmatska vulkanska stijena.

Naziv je dobio jer zbog izvanredne šupljikavosti često pluta (plovi) na vodi. Nakon eksplozije vulkana Krakataua na Tihom oceanu su i dvije godine nakon erupcije plutali komadi plovučca dugi i do 25 metara. Na nekima su čak rasle palme i druga vegetacija.

Plovućac je visoko mjehurasta vulkanska stijena koja nastaje pri erupcijama vulkana. Šupljine nastaju od plinova iz lave koji se oslobađaju prilikom njenog izbacivanja u zrak iz kratera. Poroznost stijene može biti i do 90%. Stijena je obično svjetlijih boja, najčešće bijele ili sive. Plovućac je kiselog do neutralnog sastava, amorfan i smatra se staklom jer nema kristalne strukture. Najčešće se koristi u proizvodnji laganih betona za specijalne namjene te za izbjeljivanje tkanina.

Uzorak iz zbirke potječe s otvorenog mora s južne strane Hvara, a vjerojatno je produkt erupcije nekog sredozemnog vulkana.

49

S I R P U Gabro je intruzivna magmatska stijena.

Naziv duguje njemačkom geologu Christianu Leopoldu von Buchu koji mu je naziv dao prema talijanskom gradiću Gabbro u Toskani.

Gabro je krupnozrnata magmatska stijena. Zelenkaste je do tamnosive boje.

Većinom se sastoji od kalcijem bogatih plagioklasa (otprilike 60%) i klinopiroksena. Gabro nastaje sporim hlađenjem, odnosno sporom kristalizacijom magme bazaltnog sastava. Najveći dio oceanske kore načinjen je upravo od gabra, proizvedenog bazaltnim magmatizmom na srednjeoceanskim hrptovima. Gabro spada u bazične magmatske stijene (45 – 52 % SiO2).

Uzorak iz zbirke potječe s Medvednice, a njegova starost je srednja do gornja jura (174 – 145 Ma).

50

S I R P U

Granit je učestao i veoma raširen tip intruzivnih magmatskih stijena.

Naziv dolazi od latinske riječi granum koja označava zrno, a granit ima zrnatu strukturu.

Granit je krupnozrnata magmatska stijena. Bojom može biti ružičast do tamnosiv, što ovisi o njegovom kemijskom i mineralnom sastavu. U sastavu granita nalazimo najmanje 20% kvarca, feldspate te tinjce (listićavce) biotit (crne boje) i/ili muskovit (bez boje). Granit se pojavljuje u obliku batolita koji mogu izgrađivati i čitave kontinente. Nastaje sporim hlađenjem magme u unutrašnjosti Zemlje što mu daje zrnatu strukturu.

Granit je gotovo uvijek masivan, čvrst i tvrd, zbog čega je vrlo raširena njegova uporaba kao građevinskog (tehničkog) i arhitektonskog (ukrasnog) kamena. Granit spada u kisele (> 65% SiO2) magmatske stijene.

Uzorak iz zbirke potječe s Moslavačke gore. Njegova starost je u rasponu donji/srednji paleozoik, odnosno ordovicij - devon (488 – 359 Ma).

51

S I R P U

Migmatit je heterogena, odnosno miješana magmatsko-metamorfna stijena.

Naziv potječe od grčke riječi migma koja u prijevodu znači smjesa.

Migmatit nastaje pod ekstremno visokim temperaturama (visoki stupanj metamorfizma) zbog kojih dolazi do djelomičnog taljenja u protolitu (ishodišnoj stijeni). U sastavu se, dakle, nalazi svjetliji magmatski dio (leukosom) nastao kristalizacijom iz taljevine te tamniji metamorfni dio (melanosom) nastao rekristalizacijom. Migmatiti mogu biti slojeviti i trakasti, a leukosom (svjetliji dio) može stvarati mrežu žila.

Uzorak iz zbirke potječe s Moslavačke gore, a njegova starost je u rasponu donji/srednji paleozoik, odnosno ordovicij – devon (488 – 359 Ma).

52

S I R P U Filit je metamorfna stijena.

Naziv duguje listićavoj teksturi koja se naziva folijacija (lat. folium = list).

Filit je stijena niskog stupnja metamorfizma što znači da nastaje preobrazbom na niskim vrijednostima tlaka i temperature. Protoliti (ishodišne stijene) filita su stijene bogate mineralima glina. Izgrađen je od minerala sericita, kvarca i klorita. Boje su mu razni tonovi sive do zelene.

Pokazuje i svilenkast sjaj na plohama folijacije zbog istovrsno orijentiranih minerala filosilikata (sericit).

Uzorak iz zbirke potječe s Medvednice, a njegova starost je srednji/gornji paleozoik, odnosno devon/karbom (416 – 299 Ma).

53

S I R P U Mramor je metamorfna stijena.

Naziv potječe od grčke riječi marmaron koja znači „svjetlucajući kamen“.

Mramor nastaje metamorfozom (preobrazbom) karbonatnih stijena.

Protoliti (ishodišne stijene) su mu vapnenac ili dolomit. Mramor zadržava kemijski sastav protolita tako da je po sastavu kalcit (CaCO3) i/ili dolomit (CaMg(CO3)2). Čisti bijeli mramor posljedica je metamorfoze vrlo čistih protolita vapnenaca i dolomita. Karakteristične šare obojenih mramora posljedica su mineralnih nečistoća u protolitima. Te nečistoće su najčešće minerali glina, silta, pijeska... Boja im varira ovisno o tim nečistoćama te postoji mnogo obojanih vrsta mramora. Mogu biti bijeli, sivi, crni, žuti, ružičasti.

Mramor se rabi u kiparstvu i graditeljstvu, lako se reže, obrađuje i polira. U likovnoj umjetnosti je cijenjen zbog svoje mliječne boje i kvalitete.

Uzorak iz zbirke potječe s Medvednice, a njegova starost je srednji/gornji paleozoik, odnosno devon/karbon (416 – 299 Ma).

54

S I R P U Zeleni škriljavac je metamorfna stijena.

Naziv duguje svojoj zelenoj boji i škriljavoj teksturi.

Zeleni škriljavac je stijena niskog stupnja metamorfizma što znači da nastaje preobrazbom na niskim vrijednostima tlaka i temperature. Pod utjecajem tlaka i temperature oblikovali su se listićavi minerali koji su nalijegali jedan na drugi i što stijeni daje škriljav (listićav) izgled. Protolit (ishodišna stijena) može biti magmatska stijena ili grauvaka (vrsta pješčenjaka). Ako je protolit magmatska stijena onda iz nje nastaje zeleni ortoškriljavac, a ako je npr. grauvaka onda iz nje nastaje zeleni paraškriljavac. U sastavu zelenog škriljavca nalaze se minerali klorit, aktinolit, epidot i albit. Zelenu boju duguje prvim trima nabrojenim mineralima koji su zelene boje.

Uzorak iz zbirke potječe s Medvednice, a njegova starost je srednji/gornji paleozoik, odnosno devon/karbon (416 – 299 Ma).

55

S I R P U Amfibolit je metamorfna stijena.

Naziv potječe iz njenog sastava u kojem su najzastupljeniji amfibolski minerali.

Amfiboliti su škriljavci srednjeg do visokog stupnja metamorfizma što znači da nastaju metamorfozom (preobrazbom) dublje u Zemljinoj unutrašnjosti, u uvjetima vrlo visokih tlakova i temperatura. Protoliti (ishodišne stijene) su najčešće bazične magmatske stijene (nastaju ortoamfiboliti) ili nečiste vapnenačke i dolomitične stijene (nastaju paraamfiboliti). U sastavu se nalaze minerali hornblende i plagioklasa, s manjim udjelom epidota, biotita i kvarca. Boje ove stijene su tamne nijanse sive i zelene, ovisno o mineralnom sastavu.

Uzorak iz zbirke potječe s Moslavačke gore, a njegova starost je u rasponu donji/srednji paleozoik, odnosno ordovicij – devon (488 – 359 Ma).

56

S I R P U Gnajs je metamorfna stijena.

Naziv dolazi od njemačke riječi gneist koja znači iskriti, odnosno asocira na to da stijena svjetluca.

Gnajs nastaje procesom metamorfoze (preobrazbe) iz neke od ishodišnih stijena (protolita). Protoliti mogu biti granit (magmatska stijena) ili peliti (sedimentne stijene bogate mineralima glina). Gnajs je uobičajena i široko zastupljena metamorfna stijena. Trakasti izgled posljedica je mineralnog sastava i pritisaka koji dovode do nastanka stijene. Naime, prilikom metamorfoze dolazi do odvajanja tamnih minerala (biotit, hornblenda, pirokseni) i svijetlih minerala (kvarc, muskovit, feldspati) što u konačnici rezultira tamnim i svijetlim trakama u stijeni. Smjer pružanja traka ukazuje na smjer pritiska. Pretežno je sivih nijansi.

Uzorak iz zbirke potječe s Moslavačke gore, a njegova starost je u rasponu donji/srednji paleozoik, odnosno ordovicij – devon (488 – 359 Ma).

57

S I R P U Vje탑be i zadaci

58

S I R P U

Vježbe i zadaci su podijeljeni u tri grupe:

A) Prva grupa zadataka namijenjena je radu sa stijenama iz zbirke. Pitanja se mogu riješiti koristeći zbirku stijena.

B) Druga grupa zadataka namijenjena je radu s geološkom kartom. Za rješavanje ovih pitanja, uz korištenje geološke karte, preporuča se koristiti i geografske karte Hrvatske.

C) Treća grupa zadataka opća su pitanja vezana za geologiju. Za odgovore na ova pitanja dovoljno je koristiti ovaj priručnik.

Vježbe i zadatke iz priručnika smatrajte samo okvirom za rad. Geološka zbirka pruža vam mnogo mogućnosti za improvizaciju u nastavi.

Neka vas priručnik usmjerava, a mašta vodi kroz učenje geologije.

Sretno!

59

S I R P U

A) Sljedeće zadatke riješite koristeći vašu geološku zbirku:

1. Koje vrste stijena ima najviše u zbirci? Imaj na umu da je najdostupnija ona vrsta stijena koja nastaje na površini Zemlje.

2. Sjeti se podjele sedimentnih stijena. Pronađi jednu klastičnu, jednu kemogenu i jednu biogenu te objasni razliku među njima, odnosno objasni kako pojedini tip sedimentne stijene nastaje.

3. Pronađi u zbirci breču i konglomerat i objasni kako ih razlikuješ. Nek te usmjerava i činjenica da breča pretežito nastaje na kopnu, a konglomerat u vodenom oklišu.

4. Pronađi u zbirci ugljen i objasni kako i od čega nastaje. Razmisli koja je sve njegova upotreba u kućanstvima, a koja u industriji.

5. Pronađi u zbirci vapnenac i mramor. Što im je zajedničko, a što različito?

6. Pronađi u zbirci jednu klastičnu sedimentnu stijenu. Pokušaj objasniti procese kroz koje je prošla ta stijena pri svom nastanku.

7. Sjeti se podjele klastičnih sedimentnih stijena. Pronađi u zbirci jednu krupnozrnatu, jednu srednjezrnatu i jednu sitnozrnatu stijenu te u tablici pogledaj granične vrijednosti za dimenzije klasta.

60

S I R P U

8. Sjeti se podjele stijena na monomineralne i polimineralne. Pronađi u zbirci jednu monomineralnu i jednu polimineralnu stijenu.

Koristi se činjenicom da su monomineralne najčešće i jednobojne, a polimineralne višebojne stijene.

9. Pronađi u zbirci jednu magmatsku stijenu i objasni kako si je prepoznao.

10. Sjeti se podjele magmatskih stijena. Pronađi jednu intruzivnu i jednu efuzivnu te objasni razliku među njima. Imaj na umu da sporo (dubinsko) hlađenje daje više vidljivih kristala od brzog (površinskog) hlađenja.

11. Pronađi u zbirci jednu sedimentnu stijenu i objasni kako si je prepoznao.

12. Pronađi u zbirci jednu metamorfnu stijenu i objasni kako si je prepoznao.

13. Sjeti se stijenskog ciklusa. Poredaj u krug po jednu magmatsku, sedimentnu i metamorfnu stijenu iz zbirke te pokušaj objasniti procese između njih koji vode prelasku iz jedne vrste stijena u drugu.

14. Pronađi kremen (kvarc) u zbirci. Odredi njegovu relativnu tvrdoću prema Mohsovoj ljestvici.

15. Pronađi gips u zbirci. Odredi njegovu relativnu tvrdoću prema Mohsovoj ljestvici.

61

S I R P U

16. Razred se podijeli u tri grupe i svakoj se grupi podijele sve stijene jedne vrste (može jedan red jedna vrsta stijena). Zadaci mogu biti različiti:

a) Svaka grupa mora utvrditi vrstu stijena koja joj je dodijeljena. Dozvolite da učenici dodiruju stijene kako bi mogli uočiti detalje

važne za determinaciju.

b) Nakon što grupa koja ima magmatske stijene ispravno odredi vrstu koja im je dodijeljena, mora se podijeliti na podskupine: intruzivne, efuzivne i žične. Ako je potrebno, ponovite pojmove magma i lava, dubinsko i površinsko hlađenje.

c) Nakon što grupa koja ima sedimentne stijene ispravno odredi vrstu koja im je dodijeljena, mora se podijeliti na podskupine: klastične, kemogene i biogene. Ako je potrebno, ponovite pojmove erozija, transport, taloženje i cementacija.

d) Svaka grupa mora objasniti kroz koje procese prolazi njihova vrsta stijena prilikom prelaska u drugu (stijenski ciklus).

Neka to bude igra između redova.

17. Razred se podijeli u tri grupe i svakoj se grupi podijeli jedan uzorak iz niza okršavanja (vapnenac – crvenica – boksit).

Zadaci mogu biti različiti: a) Svaka grupa mora utvrditi uzorak koji joj je dodijeljen.

b) Svaka grupa se mora izjasniti koji po redu stadij u nizu okršavanja predstavlja njihov uzorak.

c) Nakon što su obavljene ranije analize, neka svaka grupa objasni položaj i proces koji odgovara njihovom uzorku u stijenskom ciklusu.

62

S I R P U

B) Sljedeće zadatke riješite koristeći vašu geološku kartu:

1. Pronađite mjerilo karte. Ukratko ga objasnite na način da objasnite pojam mjerila na karti te odredite da li je brojčano ili linijsko.

2. Usporedite geološku kartu Hrvatske i opću geografsku kartu Hrvatske – koje su razlike, a koje sličnosti među njima?

3. Objasnite boje na vašoj geološkoj karti. Za ovaj zadatak bi bilo dobro da pri rješavanju koristite i geološku tablicu vremena.

4. Pronađite najstarije i najmlađe stijene koje izgrađuju Republiku Hrvatsku. Pri rješavanju ovog zadatka koristite dosad usvojena znanja te poznavanje stijenskog ciklusa.

5. Koja je najčešća vrsta stijena u Hrvatskoj? Imajte na umu da su na geološkoj karti prikazane stijene koje izdanjuju, odnosno imaju kontakt s površinom.

6. Uz pomoć opće karte Hrvatske pronađite mjesto gdje živite na vašoj geološkoj karti. Na kojoj vrsti stijena je vaše mjesto izgrađeno i koliko su te stijene stare?

7. Promotrite samo prostor vaše županije i utvrdite koje su najčešće stijene koje izgrađuju taj prostor.

63

S I R P U

8. Pronađite područja Hrvatske gdje ima metamorfnih stijena.

9. Pronađite područja Hrvatske gdje ima magmatskih stijena.

10. Pronađi hrvatske otoke koji imaju magmatske stijene.

11. Dobro promotrite naslage na prostoru Hrvatske uz velike hrvatske rijeke Savu, Dravu i Dunav. Utvrdite starost tih naslaga i primijetit ćete da i nisu toliko stare, u geološkim terminima. Pokušajte to objasniti.

64

S I R P U

C) Odgovorite na sljedeća pitanja:

1. Objasnite pojam geologija.

2. Osim u znanosti, gdje sve geologija ima vrlo važnu primjenu?

3. Objasnite tko je geolog te što čini njegov osnovni terenski pribor.

4. U kojim sve djelatnostima rade geolozi?

5. Što čini osnovni geološki pribor za terenski rad?

6. Opiši geološki čekić i objasni čemu služi?

7. Po čemu se geološki kompas razlikuje od običnog?

8. Što se mjeri geološkim kompasom?

9. Čemu služi geološka lupa?

10. Što je geološka karta?

11. Što se smatra najstarijom pronađenom geološkom kartom?

12. U čemu se razlikuju opća geografska karta i geološka karta?

13. Što su minerali?

14. Nabroji i objasni neka svojstva minerala.

15. Nabroji tri glavne vrste stijena i objasni kako nastaju.

65

KORIŠTENA LITERATURA: - Bahun, S. (1993): Geološko kartiranje. Školska knjiga.

- Bucković, D. (2006): Historijska geologija 1. Prekambrij i paleozoik. eBook - Bucković, D. (2006.): Historijska geologija 2. Mezozoik i kenozoik. eBook - Herak, M. (1990): Geologija. Postanak, tektonika i dinamika Zemlje. Razvojni put Zemlje i života.

Geološka građa kontinenata i oceana. Školska knjiga.

- Hrvatski geološki institut (2009): Geološka karta Republike Hrvatske, M 1:300 000, HGI, Zagreb.

- Marušić, R., Sakač, K., Vujec, S. (1993): Four centuries of bauxite mining. Rudarsko geološko naftni zbornik - Slovenec, D., Bremanec, V. (2003): Sistematska mineralogija. Mineralogija silikata. Denona.

- Šestanović, S. (2001): Osnove geologije i petrografije. Građevinski fakultet.

- Šestanović, S. (1990): Osnove geologije i petrografije – primjena u građevinarstvu. Školska knjiga.

- Šikić, D. (1974): Geologija. Rudarsko-geološko-naftni fakultet Sveučilišta u Zagrebu i Viša geotehnička škola u Varaždinu.

66