Arkose

Arkose je druh sedimentární hornina vyznačuje se vysokým obsahem minerálních látek živeczejména ortoklasy. Často je považován za typ pískovec, ale jeho odlišnost spočívá v množství živcových zrn, která obvykle tvoří alespoň 25 % horniny. Termín „arkóza“ je odvozen z řeckého slova „arkos“, což znamená „tvrdý“, což odráží trvanlivou a odolnou povahu horniny.

Arkose sedimentární horniny se skládají převážně ze zrn velikosti písku, převážně živce, spolu s křemen, malé, a další minerály. Obsahem živců se arkóza odlišuje od typických pískovců, kde je dominantnější křemen. Barva arkózy se může lišit, ale často se objevuje růžová nebo načervenalá kvůli přítomnosti železo oxidové povlaky na zrnech živce.

Geologický význam:

1. Zdrojový rockový indikátor:
   • Arkose skály jsou často spojovány s kontinentálním prostředím a svědčí o erozi granitických nebo jiných felzických hornin. Přítomnost arkózy může poskytnout vodítka o zdrojových horninách a geologické historii regionu.
2. Tektonická nastavení:
   • Vznik arkózy je běžně spojován s kontinentálními trhlinami, zdvihy a procesy budování hor. Často se vyskytuje v oblastech procházejících tektonickou aktivitou, jako např hora rozsahy a kontinentální riftové zóny.
3. Doprava a uložení:
   • Složení arkózy naznačuje, že sediment byl transportován na relativně krátkou vzdálenost, protože živec není při dlouhém transportu tak odolný jako křemen. To může nabídnout pohled do historie ukládání a energetických podmínek starověkých sedimentárních prostředí.
4. Paleoklimatické indikátory:
   • Arkosa může být také použita jako indikátor minulých klimatických podmínek. Minerální složení a přítomnost specifických minerálů může odrážet klima a zvětrávání podmínky v době uložení.
5. Ekonomický význam:
   • Arkóza může sloužit jako rezervoár podzemní vody a její trvanlivá povaha z ní činí potenciální stavební materiál. Pochopení distribuce a vlastností arkózy může mít ekonomický význam v různých průmyslových odvětvích.

Stručně řečeno, arkózové sedimentární horniny hrají klíčovou roli při odhalování geologické historie regionu. Jejich charakteristické složení a charakteristiky poskytují cenné poznatky o minulých tektonických, klimatických a depozičních podmínkách, což z nich činí důležité ukazatele pro geology studující historii a procesy Země.

Proces formování

Vznik arkózových sedimentárních hornin zahrnuje řadu geologických procesů, od zvětrávání zdrojových hornin až po případné ukládání a litifikaci sedimentů. Zde je přehled procesu formování:

1. Zvětrávání zdrojových hornin:
   • Arkosové horniny typicky pocházejí ze zvětrávání žulových nebo jiných felzických hornin. Živec, který je v těchto horninách běžným minerálem, podléhá chemickému zvětrávání, když je vystaven působení vody a atmosférických plynů. Tento proces zvětrávání vede k rozkladu živce na jílové minerály, křemen a další produkty zvětrávání.
2. Doprava:
   • Zvětralý materiál, včetně živce, křemene, slídy a dalších minerálů, je transportován pryč ze zdrojové oblasti erozními činiteli, jako jsou řeky, vítr nebo ledovce. Během přepravy mohou sedimenty projít tříděním, přičemž jemnější částice jsou díky své nižší hmotnosti unášeny dále od zdroje.
3. Depozice:
   • Usazování sedimentů dochází, když transportní látky ztratí svou energii a zatížení sedimentu již nemůže být udrženo. Běžná depoziční prostředí pro arkózu zahrnují koryta řek, aluviální vějíře a oblasti blízko základny pohoří. Ukládání arkózy je často spojováno s kontinentálním prostředím.
4. Diageneze:
   • Po uložení probíhá sypký sediment diagenezi, která zahrnuje různé procesy vedoucí k přeměně sedimentu na sedimentární horninu. To může zahrnovat zhutňování, cementování a krystalizaci minerálů. Cementovací minerály, často oxid křemičitý popř kalcit, vyplňte póry mezi zrny a spojte je dohromady.
5. Lithifikace:
   • Postupem času, jak diageneze postupuje, sediment se zpevní a změní se na pevnou horninu. Minerály v sedimentární hornině, včetně živcových zrn, jsou zhutněny a stmeleny dohromady, čímž tvoří charakteristickou tvrdou a odolnou povahu arkózy.
6. Zbarvení:
   • Růžová nebo načervenalá barva často spojená s arkózou je způsobena přítomností povlaků oxidu železa na zrnech živce. Toto zbarvení může být důsledkem chemických procesů zvětrávání během tvorby horniny.
7. Nárůst a expozice:
   • Tektonické procesy, jako je zdvih a eroze, mohou vynést horniny arkózy na zemský povrch. Jakmile jsou tyto horniny vystaveny, mohou podléhat dalšímu zvětrávání, což přispívá k sedimentačnímu cyklu.

Během tohoto procesu arkóza poskytuje cenné geologické informace odrážející složení zdrojových hornin, energetické podmínky během přepravy a podmínky prostředí v době depozice. Studium arkózových hornin přispívá k našemu pochopení geologické historie Země a dynamických procesů utvářejících její povrch.

Složení a klasifikace

Složení arkózových sedimentárních hornin:

Arkosové horniny jsou primárně složeny ze zrn o velikosti písku a charakteristickým rysem, který je odlišuje, je množství živce, zejména ortoklasu. Mezi klíčové minerály nalezené v arkóze patří:

1. Živec (ortoklas):
   • Živec je dominantním minerálem v arkóze, tvoří nejméně 25 % horniny. Orthoklas je běžná odrůda živce a dodává charakteristickou růžovou nebo načervenalou barvu mnoha arkózovým horninám.
2. Křemen:
   • Křemen je další hlavní složkou arkózy, i když je obecně přítomen v menším množství ve srovnání se živcem. Přispívá k celkové tvrdosti a odolnosti horniny.
3. Slída:
   • Minerály slídy, jako např moskevský or biotit, jsou často přítomny v arkóze. Tyto minerály přispívají k celkové minerální rozmanitosti horniny a mohou ovlivnit její fyzikální vlastnosti.
4. Další minerály:
   • Arkóza může obsahovat i další akcesorické minerály v závislosti na konkrétních geologických podmínkách jejího vzniku. Ty mohou zahrnovat minerály jako amfibol, granát, a magnetit, mezi ostatními.

Klasifikace arkózových sedimentárních hornin:

Arkóza je obecně řazena do širší kategorie pískovců, ale její výrazné složení bohaté na živce vede ke specifickým klasifikacím na základě jejích mineralogických charakteristik a geologického kontextu. Některé klasifikace zahrnují:

1. Feldspathická arkóza:
   • Tento termín se často používá pro zdůraznění dominance živce v hornině. Feldspathic arkose obsahuje významný podíl živce a termín je někdy používán zaměnitelně s arkose.
2. Subarkóza:
   • Subarkóza je klasifikace používaná pro horniny, které obsahují méně živce ve srovnání s arkózou. Označuje pískovec s obsahem živce mezi 10 % a 25 %.
3. Lithic Arkose:
   • V některých případech může arkóza obsahovat významný podíl úlomků hornin (litické úlomky) pocházejících z eroze již existujících hornin. Tato varianta je označována jako litická arkóza.
4. Graywacke:
   • Graywacke je termín používaný pro typ pískovce, který kromě živce a křemene obsahuje směs jílových minerálů, slídy a dalších minerálů. Zatímco arkóza je výrazná svým složením bohatým na živec, droby představují širší kategorii pískovců s rozmanitější mineralogie.

Tyto klasifikace pomáhají geologům komunikovat specifické vlastnosti arkózových hornin a porozumět geologickým procesům, které vedly k jejich vzniku. Rozdíly v obsahu minerálů a specifické typy přítomných minerálů mohou poskytnout důležitá vodítka o sedimentárním prostředí a tektonických podmínkách během jejich ukládání.

Fyzikální charakteristiky arkózových sedimentárních hornin

1. Barva:
   • Horniny arkózy často vykazují růžovou nebo načervenalou barvu, což je připisováno přítomnosti povlaků oxidu železa na zrnech živce. Barva se však může lišit a arkóza se může také jevit jako šedá, hnědá nebo hnědá, v závislosti na faktorech, jako je minerální složení a povětrnostní vlivy.
2. Velikost zrna:
   • Arkóza je klasifikována jako pískovec a jako taková se vyznačuje zrny velikosti písku. Jednotlivá minerální zrna mají typicky průměr mezi 0.0625 mm a 2 mm. Velikost a třídění těchto zrn může poskytnout pohled na energetické podmínky během přepravy a ukládání.
3. Textura:
   • Textura arkózy je často popisována jako písčitá nebo písčitá kvůli hrubozrnné povaze horniny. Do sebe zapadající uspořádání minerálních zrn přispívá k celkové tvrdosti a odolnosti arkózy.
4. Minerální složení:
   • Charakteristickým rysem arkózy je vysoký obsah živců, zejména ortoklasu. Křemen je také hlavní složkou spolu se slídou (muskovitem nebo biotitem) a potenciálně dalšími minerály, jako je amfibol, granát nebo magnetit.
5. Tvrdost:
   • Arkóza je obecně tvrdá a odolná hornina díky přítomnosti křemenných a živcových minerálů. Díky své tvrdosti je vhodný pro různé aplikace, včetně stavebních materiálů.
6. Pórovitost a propustnost:
   • Pórovitost a propustnost arkózy se může lišit v závislosti na faktorech, jako je velikost zrna, třídění a stupeň cementace. Obecně mají pískovce jako arkóza mírnou pórovitost, což umožňuje pohyb tekutin skrz jejich póry.
7. Cementace:
   • Prostory mezi minerálními zrny v arkóze jsou vyplněny cementačními minerály, běžně oxidem křemičitým (křemičitý cement) nebo kalcitem. Tento proces cementace přispívá k litifikaci sedimentu a vytvoření pevné horniny.
8. Odolnost proti povětrnostním vlivům:
   • Arkóza je známá svou odolností vůči povětrnostním vlivům, zejména ve srovnání s jemnozrnnými sedimentárními horninami. Trvanlivá povaha minerálů křemene a živce přispívá ke schopnosti horniny odolávat povětrnostním vlivům a erozi.
9. Sedimentární struktury:
   • Arkosa může vykazovat různé sedimentární struktury, jako je křížové lože, které svědčí o původním loži nebo vrstvení, ke kterému došlo během ukládání. Tyto struktury mohou poskytnout informace o dávných prostředích, ve kterých byl sediment uložen.
10. Fosílie:
    • Zatímco arkóza samotná nemusí typicky obsahovat fosilie, okolní sedimentární sekvence nebo vrstvy, ve kterých se arkóza nachází, by mohly zachovat fosilie v závislosti na depozičním prostředí.

Pochopení těchto fyzikálních charakteristik je pro geology zásadní pro interpretaci historie ukládání, podmínek prostředí a tektonických procesů spojených s arkózovými sedimentárními horninami. Jedinečná kombinace minerálů a textur v arkóze poskytuje cenné vodítka o geologických událostech, které v minulosti utvářely zemský povrch.

Geografické rozdělení

Sedimentární horniny arkózy se nacházejí v různých geologických prostředích po celém světě a jejich rozšíření je často spojeno se specifickými tektonickými, klimatickými a depozičními prostředími. Zde jsou některé obecné oblasti, kde lze arkózu běžně nalézt:

1. Horské oblasti:
   • Arkóza je často spojována s horskými oblastmi a oblastmi procházejícími tektonickou činností. Erozí žulových nebo felzických hornin v pohořích mohou vznikat arkózové sedimenty. Příklady zahrnují Skalnaté hory v Severní Americe a Alpy v Evropě.
2. Kontinentální riftové zóny:
   • Arkóza může být přítomna v trhlinových zónách, kde se kontinenty oddělují. Jak kůra prochází rozšiřováním a trhlinami, sedimenty pocházející z eroze kontinentálních hornin se mohou hromadit v riftových pánvích. Východoafrický rift je příkladem tektonického prostředí, kde lze nalézt arkózu.
3. Aluviální fanoušci:
   • Náplavové vějíře, které jsou kuželovitého tvaru vklady sedimentů, které se tvoří na úpatí horských oblastí, jsou běžnými místy pro ukládání arkózy. Vysokoenergetické podmínky v blízkosti zdroje sedimentu přispívají k transportu a ukládání hrubozrnné arkózy.
4. Pouštní prostředí:
   • Pouštní oblasti s významnou větrnou erozí, jako je jihozápad Spojených států, mohou mít ložiska arkózy. Vítr může přenášet zrna o velikosti písku na velké vzdálenosti, a pokud jsou zdrojové horniny felzické, výsledné sedimenty mohou být arkózní.
5. Starověké kontinentální štíty:
   • Naleziště arkózy jsou také spojena se starověkými kontinentálními štíty, což jsou stabilní oblasti odkryté kontinentální kůry. Tyto oblasti mohou zachovat arkózové formace z minulých geologických epoch.
6. Cenozoické pánve:
   • Sedimentární pánve vytvořené během kenozoické éry, zejména ty spojené s aktivními tektonickými procesy, mohou obsahovat ložiska arkózy. Příklady zahrnují pánve na západě Spojených států, jako je pánev a oblastní provincie.
7. Paleozoické a mezozoické sedimentární sekvence:
   • Arkóza může být součástí sedimentárních sekvencí z období paleozoika a druhohor. Tyto sekvence lze nalézt v různých geologických prostředích, včetně kontinentálních šelfů, pobřežních plání a vnitrozemských pánví.
8. Archeánské a proterozoické terény:
   • V některých případech lze arkózu nalézt ve starověkých terénech pocházejících z archeanských a proterozoických eonů. Tyto horniny poskytují pohled do rané geologické historie Země.

Je důležité poznamenat, že konkrétní distribuce arkózy se může v rámci těchto obecných kategorií lišit a přítomnost horniny je ovlivněna faktory, jako je místní geologie, klima a tektonická historie. Geologické mapování a podrobné terénní studie jsou nezbytné pro pochopení přesné distribuce a kontextu arkózy v různých oblastech.

Význam ve stratigrafii

Významný význam mají sedimentární horniny arkózy stratigrafie, obor geologie, který se zabývá studiem horninových vrstev (vrstev) a jejich uspořádáním v čase. Přítomnost arkózy v geologickém záznamu poskytuje cenné informace pro pochopení historie Země, paleoprostředí a tektonických procesů. Zde je několik aspektů významu arkózy ve stratigrafii:

1. Indikátor složení zdrojového rocku:
   • Arkosa je často odvozena ze zvětrávání a eroze žulových nebo felsických hornin. Jeho přítomnost v sedimentární sekvenci indikuje složení zdrojových hornin v regionu během doby ukládání. Tyto informace jsou klíčové pro rekonstrukci paleogeografie a pochopení geologického vývoje oblasti.
2. Tektonické nastavení a Tektonika desek:
   • Výskyt arkózy může poskytnout pohled na tektonické nastavení regionu. Například arkóza nalezená v horských oblastech nebo kontinentálních trhlinových zónách naznačuje tektonickou aktivitu, jako je zdvih nebo trhlina. To pomáhá stratigrafům interpretovat deskové tektonické procesy, které ovlivnily ukládání sedimentů.
3. Sekvenční stratigrafie:
   • Vrstvy arkózy přispívají k identifikaci a korelaci sedimentárních sekvencí ve stratigrafickém sloupci. Variace v obsahu arkózy, velikosti zrna a dalších charakteristik lze použít k definování stratigrafických jednotek a identifikaci hranic sekvencí, což napomáhá při konstrukci sekvenčních stratigrafických rámců.
4. Paleoenvironmentální rekonstrukce:
   • Depoziční prostředí arkózy, ať už v aluviálních vějířích, říčních kanálech nebo jiných prostředích, poskytuje informace o paleoprostředí v době depozice. To pomáhá při rekonstrukci minulé krajiny, klimatických podmínek a dynamiky sedimentárních systémů.
5. Historie sedimentů a diachronní ložiska:
   • Vrstvy arkózy lze použít ke studiu diachronní povahy sedimentární ložiska. Přítomnost arkózy v různých stratigrafických řezech může naznačovat odchylky v načasování ukládání a lze ji použít ke sledování sedimentární historie v průběhu času.
6. Korelace a regionální stratigrafie:
   • Charakteristické mineralogické a texturní vlastnosti arkózy z ní činí užitečné markerové lože pro korelaci na velké vzdálenosti. Stratigrafové používají tato markerová lůžka k regionální korelaci horninových jednotek ak vytvoření regionálního stratigrafického rámce.
7. Datování podle věku a chronostratigrafie:
   • Vrstvy arkózy lze použít ve spojení s jinými datovacími metodami ke stanovení stáří sedimentárních sekvencí. To přispívá k rozvoji chronostratigrafie, která zahrnuje rozdělení historie Země do časových jednotek na základě stáří hornin.
8. Rockový potenciál nádrže:
   • V některých případech mohou arkózové vrstvy sloužit jako zásobní horniny pro podzemní vodu nebo uhlovodíky. Pochopení stratigrafické distribuce arkózy je zásadní pro posouzení jejího potenciálu jako rezervoáru a pro průzkum zdrojů.

Stručně řečeno, význam arkózy ve stratigrafii spočívá v její schopnosti působit jako klíčový indikátor minulých geologických procesů, depozičních prostředí a tektonických událostí. Studium vrstev bohatých na arkózu zlepšuje naše chápání historie Země a přispívá k rozvoji komplexních stratigrafických rámců.

Pozoruhodné geologické útvary s horninami Arkose

Po celém světě existuje několik pozoruhodných geologických útvarů, kde jsou výrazné arkózové horniny. Tyto útvary nabízejí pohledy do geologické historie, tektonických procesů a paleoprostředí oblastí, kde se nacházejí. Zde je několik příkladů:

1. Fountain Formation (Colorado, USA):
   • Fontána formace, která se nachází v Předním pohoří Skalistých hor v Coloradu, sestává ze sedimentárních hornin, včetně arkózy, které byly uloženy během pozdního prekambria až raného paleozoika. Tento útvar poskytuje cenné informace o tektonické a sedimentární historii regionu.
2. Cheshire Křemenec (Spojené království):
   • Cheshire Quartzite je skalní útvar v severozápadní Anglii a zahrnuje arkosické pískovce. Tyto sedimentární horniny jsou součástí sekvence raného karbonu a jsou spojeny s variskou orogenezí, tektonickou událostí, která ovlivnila velkou část Evropy během paleozoické éry.
3. Formace Blomidon (Nova Scotia, Kanada):
   • Formace Blomidon, která se nachází v záliv Fundy oblast Nového Skotska, sestává z usazených hornin triasu, včetně arkózy. Tato formace je známá svými červenými vrstvami a poskytuje pohled na podmínky prostředí a sedimentaci během raného druhohorního období.
4. Český masiv (střední Evropa):
   • Český masiv, který se rozkládá na území Německa, Rakouska, České republiky a Polska, obsahuje různé sedimentární sekvence s arkózovými horninami. Tyto horniny jsou spojeny s variským vrásněním a poskytují záznam tektonických událostí a sedimentace během paleozoické éry.
5. Uddevalla Field (Švédsko):
   • Pole Uddevalla ve Švédsku obsahuje sedimentární horniny, včetně arkózy, z raného paleozoika. Vznik je spojen s kaledonskou orogenezí, sérií tektonických událostí, které ovlivnily části Evropy a Severní Ameriky během siluru a devonu.
6. Table Mountain Group (Jižní Afrika):
   • Skupina stolových hor v Jižní Africe se skládá ze sedimentárních hornin, včetně arkózy, které byly uloženy během pozdního prekambria až raného paleozoika. Tento útvar je známý svým výrazným pískovcem Stolové hory, což je druh arkózového pískovce.
7. Pikes Peak Žula (Colorado, USA):
   • I když to není formace složená výhradně z arkózy, Pikes Peak Granite v Coloradu je příkladem dotěrné vyvřelé horniny, která je spojena s tvorbou arkózy. Intruze žuly a následné zvětrávání a eroze přispěly k rozvoji arkózových sedimentů v regionu.

Tyto formace zdůrazňují globální distribuci arkózových hornin a jejich spojení s různými tektonickými událostmi a geologickými procesy v celé historii Země. Studium těchto útvarů poskytuje geologům cenné informace pro pochopení regionální geologie, minulých podmínek životního prostředí a vývoje zemské kůry.

Aplikace a oblasti použití

Arkózové sedimentární horniny mají díky svým specifickým vlastnostem několik aplikací a využití v různých oblastech. Zde jsou některé z pozoruhodných aplikací:

1. Konstrukční materiály:
   • Díky tvrdosti a odolnosti je Arkose vhodný pro stavební materiály. Může být použit jako stavební kámen pro stavby, pomníky a dlažební kostky. Jeho odolnost proti povětrnostním vlivům a erozi zajišťuje dlouhou životnost stavebních projektů.
2. Rozměr kámen:
   • Dimension stone odkazuje na přírodní kámen, který je řezán a dokončován na konkrétní velikosti pro použití ve stavebnictví. Arkose se svými atraktivními barevnými variacemi a tvrdostí může být těžen a použit jako rozměrný kámen pro architektonické účely, včetně pracovních desek a dekorativních prvků.
3. Kamenivo do betonu a asfaltu:
   • Drcená arkóza může být použita jako kamenivo do betonu a asfaltu. Pevná a odolná povaha arkózy z ní činí vhodný materiál pro tyto aplikace a přispívá k pevnosti a stabilitě konstrukčních materiálů.
4. Vodní vrstvy a podzemní nádrže:
   • Některá ložiska arkózy mohou sloužit jako vodonosné vrstvy, podzemní vrstvy propustných hornin nebo sedimentů, které mohou ukládat a přenášet podzemní vodu. Pórovitost a propustnost arkózy z ní činí potenciální zásobárnu podzemní vody, která přispívá k systémům zásobování vodou.
5. Zásobníky ropy a zemního plynu:
   • V určitých geologických podmínkách mohou arkózové horniny působit jako rezervoáry ropy a plynu. Pórovitost a propustnost arkózy může umožnit skladování a pohyb uhlovodíků, což z ní činí cíl pro průzkum a těžbu v ropa průmysl.
6. Silniční stavby a infrastruktura:
   • Arkózu lze použít při stavbě silnic jako základní materiál nebo při výrobě asfaltu. Jeho trvanlivá povaha a odolnost proti opotřebení jej činí vhodným pro použití při výstavbě a údržbě silnic a infrastruktury.
7. Terénní a dekorativní použití:
   • Díky svým atraktivním barevným variacím a textuře lze arkózu použít v krajinářství pro prvky, jako jsou zahradní cesty, skalky a okrasné stavby. Díky svým estetickým vlastnostem je oblíbenou volbou pro dekorativní účely.
8. Vzdělávání a výzkum:
   • Arkosové horniny se svým jedinečným minerálním složením a sedimentárními vlastnostmi jsou cenné pro vzdělávací účely. Poskytují geologům a studentům příklady z reálného světa pro studium sedimentárních procesů, depozičních prostředí a geologické historie.
9. Umění a sochařství:
   • Dimension stone broušený z arkózy mohou využít umělci a sochaři pro tvorbu soch a uměleckých instalací. Výrazná barva a textura arkózy může těmto výtvorům přidat uměleckou hodnotu.

Zatímco aplikace arkózy jsou rozmanité, jejich využití často závisí na místní dostupnosti, geologických podmínkách a ekonomických faktorech. Jedinečná kombinace tvrdosti, odolnosti a estetického vzhledu činí arkose cenným zdrojem v různých průmyslových odvětvích a kreativních snahách.