Troenje nastavak vrsta stijena troena stijena 1 fiziko

Trošenje (nastavak) čvrsta stijena → trošena stijena 1. fizičko trošenje 2. kemijsko trošenje endogeni okoliš → egzogeni okoliš → tlo

Što sve utječe na trošenje? -otpornost minerala na trošenje -Goldichev niz -općenito podložnost trošenju raste u smjeru sulfidi, karbonati→silikati →oksidi -veličina zrna i struktura stijene -veličina zrna – relativna specifična površina -pukotine (zrnate (granit) vs. porfirne stijene (basalt)) -klima -količina padalina -temperatura -reljef i drenaža terena -erozija -zadržavanje vode

Produkti trošenja 1. Rezidualni primarni minerali 2. Sekundarni minerali nastali tijekom trošenja 3. Otopljene (mobilne) vrste 1. Rezidualni primarni minerali -svi minerali su topljivi -gips, halit, kalcit (lako topljivi) → nisu rezidualni minerali -kvarc, cirkon, Ti-oksidi, spineli (teško topljivi – mala brzina otapanja) → rezidualni minerali -barit – teško topljiv, ali podložan eroziji zbog male tvrdoće → nije rezidualni mineral

2. Sekundarni minerali nastali tijekom trošenja -minerali nastali tijekom trošenja uglavnom su manji od 2 mm -uglavnom nastaju minerali glina te Fe-Al-Mn oksidi i hidroksidi -fazna analiza (XRD, elektronski mikroskop, infracrvena ili Raman spektroskopija)li -glina vs. minerali glina čestice dimenzija ispod 2 mm bez obzira na sastav grupa hidratiziranih alumosilikata uglavnom slojevite strukture te dimenzija ispod 2 mm

Minerali glina iz skupine filosilikata - dvije vrste slojeva - razlika u sastavu i u koordinaciji 1) TETRAEDRIJSKI (T) SLOJ - Si-tetraedri 2) OKTAEDRIJSKI (O) SLOJ - Al-oktaedri - gibbsitni sloj - dioktaedrijske gline (2/3) - Mg-oktaedri - brucitni sloj - trioktaedrijske gline (3/3) Tetraedrijski sloj Oktaedrijski sloj Si/O = 1/2, 5 Al/OH = 1/3

1. Dvoslojne gline (T-O) 2. Troslojne gline (T-O-T) 3. Gline s mješovitim tipovima slojeva Dvoslojne gline (T-O) -T i O slojevi vežu se preko zajedničkog atoma kisika i OH-skupine -broj OH skupina smanjuje se za jedan prilikom stvaranja veze -npr. kaolinit O-sloj: Al + 3 OH prilikom povezivanja T-O slojeva T-sloj: Si + 2, 5 O gubi se jedna OH-skupina Formula kaolinita: Si. O 2, 5 Al(OH)2 /× 2 Al 2 Si 2 O 5(OH)4 Struktura kaolinita

Troslojne gline (T-O-T) -T i O slojevi vežu se preko zajedničkog atoma kisika i OH-skupine -broj OH skupina smanjuje se za jedan prilikom stvaranja veze -npr. pirofilit 1 O-sloj: Al + 3 OH 2 T-sloja: 2 (Si + 2, 5 O) prilikom povezivanja T-O slojeva gubi se OH-skupina Formula pirofilita: 2(Si. O 2, 5) Al(OH) /× 2 Al 2 Si 4 O 10(OH)4 -minerali glina imaju širok raspon kemijskog sastava budući da su tertraedrijskom i oktaedrijskom sloju moguće zamjene (npr. O: Al 3+ ↔ Fe 3+, Cr 3+, Fe 2+, Mg 2+, Li+, itd; T: Si 4+ ↔ Al 3+ ). -rezultat je smanjenje poz. naboja tj. višak neg. naboja - adsorpcija kationa na vanjsoj površini tetraedrijskog sloja -dvoslojne gline - ograničena zamjena kationa u oktaedrijskim i tetraedrijskim koordinacijama -troslojne gline - širok raspon zamjena

Kapacitet ionske izmjene (CEC - “cation exchange capacity”) Određivanje CEC-a: 1. 100 g gline osušimo 2. osušenu glinu tretiramo zasićenom otopinom Na. Cl (p. H = 7) 3. glinu tretiramo zasićenom otopinom KCl te mjerimo količinu oslobođenih Na+ iona 4. rezultat izražavamo u meq/100 g

Minerali glina kao indikator uvjeta trošenja -kaolinit (Al 2 Si 2 O 5(OH)4) - nizak p. H + voda (doprinosi izluživanju K, Na, Ca, Mg, …) - humidna klima, rudničke vode, hidrotermalna aktivnost -montmorilonit ((Na, Ca)0. 33(Al, Mg)2(Si 4 O 10)(OH)2·n. H 2 O) - neutralan do alkalan p. H + nepotpuno izluživanje K, Na, Ca, Mg, … - teren sa smanjenom drenažom, poplavljeni tereni, djelomična evaporacija, semiaridna klima -može predstavljati i međuprodukt trošenja feromagnezijskih minerala (ultrabazičnih stijena) u kaolinit -ilit ((K, H 3 O)(Al, Mg, Fe)2(Si, Al)4 O 10[(OH)2, (H 2 O)]) - dubokomorski sedimenti - kopneni facijesi -vermikulit ((Mg, Al)3(Al, Si)4 O 10(OH)2· 4 H 2 O) - Mg-vermikulit uglavnom je produkt trošenja bazičnih stijena - Al-vermikulit uglavnom je produkt trošenja tinjaca i drugih alumosilikata u humidnoj klimi

Oksidi i hidroksidi željeza i aluminija -limonit (Fe 2 O 3 × n. H 2 O) -hematit (Fe 2 O 3) -goethit (Fe 2 O 3 × H 2 O ili Fe. O(OH)) -gibsit (Al 2 O 3 × 3 H 2 O ili Al(OH)3) -diaspor (Al 2 O 3 × H 2 O ili Al. O(OH)) -jarosit (KFe 3+3(OH)6(SO 4)2) goethit limonit

3. Otopljene (mobilne) vrste -karbonati → Ca 2+, Mg 2+, HCO 3 -, CO 32 -silikati→ alkalni, zemnoalkalni elementi, silicijska kiselina (silica) -Ca, Mg – bazične, ultrabazične stijene -Ca je mobilniji od Mg (Mg se adsorbira na gline te ulazi u strukturu montmorilonita i klorita) -Na, K – kisele stijene -Na je mobilniji od K (K se adsorbira na gline te ulazi u strukturu ilita)

Nastanak tla Tlo je prirodni materijal sastavljen od minerala i organskih vrsta, diferenciran u horizonte različite debljine, a razlikuje se od materijala koji se nalazi ispod njega u morfološkim i biološkim karakteristikama, kemijskim osobinama te sastavu i fizičkom izgledu. Tlo nastaje trošenjem ishodišnih stijena kombinacijom fizičkih, kemijskih i bioloških procesa.

Razvoj profila tla -slojevi tla razlikuju se od ishodišne stijene, a razlikuju se i međusobno -razlika u boji i teksturi, p. H, količini org. tvari, kapacitetu izmjene, granulometrijskom sastavu, mineralnom sastavu, … -debljina slojeva (horizonata) varira od nekoliko cm do nekoliko metara

Horizonti u tlu - svi horizonti ne moraju biti razvijeni -nezrela tla nemaju horizont B -erozija može ukloniti horizont O, A, itd. -detaljnim proučavanjem horizonti se mogu podijeliti na podhorizonte (A 1, A 2, A 3, …) -prema nekim podjelama O =A 0, A=A 1 i E=A 2 -R=matični supstrat R

Horizont O -gotovo čista, djelom raspadnuta, organska tvar

Horizont A -tamno obojeni horizont, sastoji se od humusa i mineralnih zrna -horizont karakteriziran djelomičnim izluživanjem/ispiranjem. -Ispiranje je praćeno procjeđivanjem vode s površine u dublje slojeve. Neke vrste se ispiru u ionskom obliku u otopini (Ca, Na, K, Mg, …), a neke se transportiraju u vidu koloida (Fe, Alhidroksidi, H 4 Si. O 4). -glavni katalizator izluživanja je humus (kompleksna i vrlo otporna smjesa smeđih do tamnosmeđih amorfnih i koloidnih tvari nastalih uglavnom raspadom biljaka. Neke sastojke humusa mogu sintetizirati i organizmi koji žive u tlu). -organske kiseline i organski kompleksi koji nastaju u humusu bakterijskom aktivnošću te CO 2 nastao raspadom humusa također doprinose izluživanju u horizontu A. -sniženi p. H doprinosi raspadu minerala te mobilizaciji metala adsorbiranih na mineralima glina, Fe i Al-okside/hidrokside te organsku tvar. -u kojim uvjetima će se željezo mobilizirati u otopini, a ne u koloidu?

Horizont E -svjetlo obojeni horizont s malo organske tvari -horizont karakteriziran intezivnim izluživanjem/ispiranjem. -ovaj horizont može nedostajati u suhim klimama ili mladim tlima.

Horizont B -smeđe do narančasto obojen horizont. -otopljene i koloidne vrste (gline, hidroksidi, silicijska kiselina) mogu biti odložene u ovom horizontu. -crvena boja ukazuje na prisustvo Fe-oksida -moguće su i manje količine organske tvari

Horizont C -svjetliji od horizonta B -malo ili potpuno bez org. tvari. -rastresiti dio matiĉnog supstrata bez znakova pedogenetskih procesa karakterističnih za ostale horizonte -može predstavljati trošeni stijenski materijal in situ ili materijal transportiran vodenim tokovima, vjetrom, gravitacijom, … - anorganski procesi trošenja stijena uvijek su izraženi na većim dubinama od dubina formiranja tla. Važnost razlikovanja horizonata prilikom uzorkovanja: -ukoliko radimo prospekciju metala koji su sadržani u rezidualnim mineralima (Ti, Cr, Zr, …) tada ćemo uzorkovati horizont A. -ukoliko radimo prospekciju mobilnih metala tada ćemo uzorkovati horizont B u kojem su se ti metali pretaložili.

Faktori koji utječu na formiranje tla -izvorišna stijena (kemizam) -klima (količina padalina i temperatura) -biološka aktivnost -reljef (erozija, vodno lice) -vrijeme (juvenilna vs. zrela tla) -horizont A – 10 -ak godina -horizont B – stoljeća do tisuće godina