Kratak opis stena radi osnovnog upoznavanja sa oklolinom - stenskim mmasama!

1. Stene - kratak opis
MSc Mirko Stanković, dipl.inž
Olimp. Mitikas - 2.918 m/m

2. Stene - kratak opis
MSc Mirko Stanković, dipl.inž
Olimp. Skala - 2.866 m/m

4. Stene
 Stene su prirodni skupovi ili agregati petrogenih elemenata.
 Mogu biti monomineralne (jedan mineral) i polimineralne (više
minerala).
Kvarc, SiO2 (silicijum dioksid - najrasprostranjeniji mineral)

5. POSTANAK I PODELA STENA
U prirodi, u procesu postanka stenske mase, postoje četiri osnovna načina:
1. Očvršćavanje magmatskih rastopa,
2. Prirodno odlaganje vulkanskog materijala,
3. Taloženje transportovanog materijala i
4. Preobražajem postojećih stena.
Sl. Postanak i podela stena

6. Stene koje nastaju očvršćavanjem magmatskih rastopa - magmatske stene karakterišu se
time što nemaju određeni nivo u kojem se stvaraju. Formiraju se na različitim nivoima,
počev od najdubljih, u kojima postoje uslovi za očvršćavanje magmatskih rastopa, pa
sve do površine Zemlje.
Ove stene su prve nastale, još prilikom obrazovanja prve ohlađene kore na Zemlji, ali nastaju
i danas kao posledica magmatskih procesa.
Stene koje su na površini Zemlje izložene dejstvu spoljašnjih sila, bivaju često razorene
mehanički, ili hemijski. Materijal nastao površinskim raspadanjem može biti
transportovan i negde istaložen. Na ovaj način nastaju sedimentne stene, koje se
javljajuse u obliku pločastih masa - slojeva koji često pokazuju znatnu horizontalnost.
Deo ovih stena nastaje i taloženjem nerastvornih ostataka organizama.
Stvaranje ovih stena karakteriše se time da se stvaraju na površini ili u površinskoj zoni
litosfere.
Stene koje nastaju preobražajem postojećih stena (magmatskih i sedimentnih) pod uticajem
povećane temperature ili pritiska, odnosno hemijskih procesa su metamorfne stene. Mogu
nastati u svim delovima litosfere.
Prema tome, po poreklu, stene mogu biti:
- magmatske (eruptivne),
- sedimentne (taložne) i
- metamorfne (preobražene).

7. Sl.- Postanak i podela stena (tipične stene) - stenski ciklus

8. Sl.- Podela stena prema poreklu nastanka

9. Magmatske (eruptivne) stene nastale su kristalizacijom i očvršćavanjem prirodnog
silikatnog rastopa, kojeg nazivamo magma kada se nalazi u Zemljinoj kori,
odnosno lava kada se izlije na površinu.
Magmatske stene se, u zavisnosti od porekla nastanka, međusobno razlikuju prema
mineraloškom sastavu, strukturi, teksturi i obliku lučenja. Zavisno od toga gde se
usijana silikatna masa (magma) ohladila, prošla i očvrsla, magmatske stene dobijaju
različite nazive.
Opšta klasifikacija magmatnih stena vrši se prema tri osnovna kriterijuma:
1. Prema mestu nastanka - nivoa kristalizacije,
2. Prema mineralnom i hemijskom sastavu i
3. Prema kiselosti (sadržaj SiO2 komponente).
1. Prema mestu nastanka - nivoa kristalizacije:
- dubinske, intruzivne ili plutonske (granit, sijenit, diorit, gabro, peridotit, dunit),
- površinske, ekstruzivne ili izlivne, vulkaniti (riolit, trahit, dacit, andezit, bazalt),
- žične ili hipabisalne (dijabaz).

10. Ako je hlađenje i očvršćavanje magme izvršeno u dubljim delovima Zemljine
kore, stvorene su dubinske magmatske stene ili intruzivne stene ili plutoniti.
Intruzivne stene mogu imati oblik: batolita, grede, lakolita, dimnjaka (vrata),
masiva (gromade) i fakolita.
Hlađenjem i očvršćavanjem silikatnog rastopa, odnosno lave na površini Zemljine
kore stvaraju se površinske ili izlivne (efuzivne) magmatske stene ili vulkaniti.
Efuzivne stene mogu imati oblik: ploče i vulkanske kupe.
Hlađenjem i očvršćavanjem silikatnog rastopa u perifernim ograncima,
pukotinama, kavernama i vulkanskim kanalima stvaraju se hipabisalne ili žične
magmatske stene.
Žične stene mogu imati oblik: žile, sklada i dimnjaka (vrata - nek).
Pri laganom hlađenju magme u litosferi stvaraju se sitne kapljice tečnog fluida
koje postaju nerastvorljive u silikatnom tečnom rastopu i tada magma gubi svoju
homogenost tj. nastupa
izdvajanje pojedinih komponenti. Pri daljem snižavanju temperature očvrsne
(iskristališe) veći deo teško topljivih sastojaka.

11. Sl.- Oblici magmatskih tela:batolit,lakolit,lopolit, sil, dajk (žica), greda, nek (vtar)

12. Magmatske stene
 Magmatske stene nastaju kristalizacijom :
- magme (u unutrašnjosti zemlje)
- lave (na površini zemlje)
 Mogu biti: dubinske, izlivne i žične.

13. Dubinske
 Nastaju na većim dubinama hlađenjem magme.
 Javljaju se u obliku lakolita (Avala) i batolita (Kopaonik).
 Ovakve stene imaju zrnastu strukturu.
 Najpoznatije dubinske magmatske stene su: granit, diorit,
sijenit, peridotit i gabro.
Peridotit Sijenit Granit

14. Izlivne
 Nastaju na povrsini zemlje hlađenjem i očvršćavanjem lave
 Imaju porfirsku strukturu (sitnozrni elementi između kojih su
umetnuti kristali)
 Mogu se naći u obliku: vulkanskih kupa, ploča, platoa ili
lavičnih tokova
 Najpoznatije izlivne magmatske stene su: riolit, trahit, dacit,
andezit i bazalt

15. Žične
 Nastaju u pukotinama u koje magma uđe na putu ka površini
zemlje.
 Predstavljaju prelaz između dubinskih i izlivnih stena.
Bazalt Dacit

16. Sl.- Pregled magmatskih stena prema mestu nastanka i sadržaju SiO2
S l.- Magmatske stene - tipični predstavnici

17. Sl. - Magmatske stene – tipični predstavnici pojava magmatskih stena

18. Sedimentne stene
 Nastaju taloženjem i vezivanjem materijala mineralnog i
organskog porekla.
 Prema sastavu i načinu sedimentacije dele se na:
- klastične,
- hemijske i
- organogene.

19. Dolomiti, Italija

20. Sl. - Podela sedimentnih stena

21. Sedimentne ili taložne stene (lat. sedimentare - taložiti) nastaju fizičkim i hemijskim
raspadanjem postojećih (ranije stvorenih) magmatskih, sedimentnih i metamorfnih
stena. Fizičko-hemijski uslovi pri kojima se stvaraju sedimentne stene znatno su
niži u poređenju sa uslovima nastanka magmatskih ili metamorfnih stena. Stvaraju
se na temperaturama od oko 0-250C, do oko 1000C, i pri relativno malim
pritiscima, od 1 bara na površini pa do nekoliko stotina bara u depresijama
ispunjenim vodom (najviši pritisci su u okeanskim područjima).
Rasprostranjenost sedimentnih stena na površini Zemlje je 75%, u Zemljinoj kori
oko 5% i samo 0,1 % u zapremini cele Zemlje.
Debljina sedimentnog omotača iznosi:
- 1.9 km na kontinentima i
- 0.3 km u okeanskim basenima.
Ove stene su često i kao jedina „beleška - opis“ geoloških zbivanja kroz geološko
vreme, u i na Zemlji. Javljaju se u vidu naslaga (slojeva).
Stene Zemljine kore izložene su dejstvu površinskih sila, atmosferilija, promeni u
temperaturi, radu vode i vetra podležu tzv. površinskom raspadanju. Od prvobitno
kompaktnih stena nastaju trošne i rastresite mase koje bivaju duže ili kraće
transportovane. Prenos se najčešće vrši vodom, vetrom, ledom ili gravitacijom.

22. Sl.- Faze nastanka sedimentnih stena

23. Postanak sedimentnih stena rezultat je složenog i dugotrajnog procesa koji sadrži
nekoliko faza:
- površinsko raspadanje stena - fizicko-hemijsko raspadanje ili trošenje starijih
stena (eruptivnih, sedimentnih i metamorfnih);
- transport materijala nastalog raspadanjem stena (gravitacijom, vodom,
vetrom, ledom);
- taloženje (sedimentacija) transportovanog materijala, taloženje počinje kada
prestanu delovati sile koje uzrokuju transport i
- dijageneza (litifikacija, očvršćavanje) nataloženog materijala.
Očvršćavanje može biti mehaničko ili hemijsko. Mehaničko nastaje na primer,
gubitom vode-dehidratacija sušenjem ili pod pritiskom, a hemijsko na taj način što
se nakon dehidratacije čestice međusobno povezuju, nekom hemijskom materijom
koja se izlučuje iz rastvora. Ove materijale nazivamo „vezivo“ ili cementni materijal
i uglavnom su to: CaCO3, SiO2, Fe2O3 i H2O kao i minerali glina.
Dakle, stvaranje sedimentnih stena vrši se delovanjem različitih procesa:
- fizički,
- hemijski i
- biohemijski.
Ti procesi su uzajamno povezani u geološkom vremenu i prostoru.

24. Dijageneza je proces očvršćavanja sedimenata: skup hemijskih, fizičkih i bioloških procesa koji se događaju u
sedimentu nakon taloženja, tokom i nakon litifikacije, a isključuje površinsko trošenje i metamorfizam.
Litifikacija (doslovno: pretvaranje u stene) je proces očvršćivanja sedimenata kompakcijom (smanjivanje obima uz
istiskivanje vode) i cementacijom (ispunjavanje pora i vezivanje prostora u naslagama) te nastanak sedimentnih
stena. Litifikacija - najvažniji dijagenetski proces kojim nevezani sediment prelazi u vezanu stenu.
Sl. Faze nastanka sedimentne stene - litifikacija (drobina- konglomerat) i očvršćavanje-mehaničko: sušenjem i pod pritiskom
Očvršćavanje može biti mehaničko ili hemijsko. Mehaničko nastaje na primer, gubitom vode-dehidratacija sušenjem ili
pod pritiskom, a hemijsko na taj način što se nakon dehidratacije čestice međusobno povezuju, nekom hemijskom
materijom koja se izlučuje iz rastvora. Nazivamo ih cementnom materijom i uglavnom su to: CaCO3, SiO2, Fe2O3 i H2O
kao i minerali glina.
Primer cementacije:
Ca(HCO3)2→CaCO3+H2O+CO2

27. Sl.- Dijagram zavisnih faktora
transporta čestica materijala
Sl. -Transport materijala rečnim tokom -
prirodna klasifikacija nošenog materijala

28. Sl.-Peščane dine, Sahara, Tunis
►Transport klastičnog materijala vetrom (eolski sedimenti) prenose se velike količine
klastičnog materijala različite krupnoće. Pri tome specifično lakša zrna mogu biti i
krupnija a specifično teža sitnija. Kod snažnih vetrova, naročito u pustinjskim
oblastima vetar kotrlja krupniji materijal po površini i njegovim nagomilavanjem
obrazuje dine. Uloga vetra kao transportnog sredstva naročito je značajna u oblastima
sa oskudnom vegetacijom i sušnom klimom (pustinje i stepe); značajna je i za
prenošenje finozrnog vulkanskog materijala koji je erupcijom izbačen na velike visine.
Taloženjem materijala transportovanih vetrom stvaraju se eolski sedimenti koji su
dobro sortirani, manje zaobljeni u odnosu na aluvijalne sedimente i heterogenog
sastava.

29. Podela sedimentnih stena može se vršiti na osnovu više kriterijuma (detaljnije u
nastavku):
 na osnovu načina postanka (geneze):
- klastične sedimentne stene ili mehaničke sedimentne stene, nastaju
taloženjem minerala različitog sastava i veličine zrna. U njih spadaju
šljunkovite i peskovite stene.
- hemijske sedimentne stene (se obrazuju izlučivanjem i taloženjem raznih
soli koje se nalaze rastvoreni u vodi).
- organogene sedimentne stene (sadrže fosilne ostatke biljaka i životinja).
 na osnovu dijagenetskih karakteristika (stepena litifikacije):
- nevezane,
- poluvezane i
- vezane.
 na osnovu granulometrijskih karakteristika i sastava:
- psefiti,
- psamiti,
- alevriti i
- peliti.

30. Klastične
 Nastaju od materijala mineralnog porekla koji se taloži i
povezuje silikatnim, karbonatnim ili gvožđevitim cementom.
 Najpoznatije klastične stene su:
- breče,
- konglomerati,
- peščari,
- les i
- glina.

 Peščar Glina (očvrsla - suva)

31. Sl. - K l a s t i č n a (primarna struktura): sedimentne stene (zrnaste)

32. Naziv klastičnih struktura prema veličini čestica (dimenzije čestica prema
Ventvortovoj (Wentworth) podeli.
Tabla - Klastične sedimentne stene prema veličini čestica-zrna

33. Hemijske sedimentne stene
Hemijske sedimentne stene nastaju izlučivanjem i taloženjem raznih mineralnih materija koje se nalaze
rastvorene u vodi. Hemijske sedimentne stene nastale su kristalizacijom raznih soli iz zasićenih rastvora a
delimo ih na neevaporitne (karbonatne, silicijumske i fosfatne) i na evaporitne, preovlađujuće stene,
obrazovane pod uticajem isparavanja (kuhinjska so, gips, anhidrit). Vreme i mesto taloženja ovih
sedimenata zavise od koncentracije rastvora, temperature, pritiska i dužine trajanja procesa.
U hemijske sedimente spadaju siga (bigar), travertin, mermerni oniks, sedimenti sonih ležišta, silicijumske
sedimentne stene i gvožđevite sedimentne stene.
Siga, npr., nastaje taloženjem kalcijumkarbonata u kraškom podzemlju i čini pećinski nakit (stalaktiti i
stalagmiti). Travertin se stvara na mestu izbijanja toplih izvora iz krečnjaka.
Organogene sedimentne stene
Organogene sedimentne stene nastaju taloženjem ostataka životinjskog i biljnog sveta. Stene nastale
sedimentacijom skeleta i ljuštura mikro ili makroorganizama zovu se „zoogeni sedimenti“, a stene nastale
sedimentacijom ostataka biljaka (stabala, grana, lišća i drugih delova i sastojaka biljaka) zovu se „fitogeni
sedimenti“.
Od zoogenih sedimenata najvažniji su krečnjaci i dolomiti. Ovoj grupi stena pripadaju i pisaća kreda,
silicijski sedimenti (rožnaci) itd.
U organogene (fitogene) sedimente takođe spada ugalj, a delimično i nafta i asfalt, ali o ovim stenama neće
biti reči jer se one detaljno proučavaju u nauci o kaustobiolitima.
Klasifikacija sedimentnih stena samo na bazi geneze ima nedostataka jer postoji mnogo prelaznih tipova i
mnogo izuzetaka. Krečnjaci nastaju kao organogene stene, kao hemijski talozi i kao klastičine sedimentne
stene. Zbog svega ovoga, pri prikazivanju sedimenata i sedimentnih stena ne treba se striktno vezati ni za
jednu od navedenih podela, tabela.
Hemijske

35. Hemijske
 Nastaju taloženjem minerala u slanim jezerima i morima i
taloženjem kalcijum-karbonata.
 Ovako nastaju: kuhinjska so, gips, šalitra, bigar i travertin.
Kuhinjska so Bigar Gips

36. Organogene
 Nastaju taloženjem i očvršćavanjem ostataka biljaka i uginulih
životinja.
 Najrasprostranjenije su karbonatne stene (krečnjak i dolomit)
Krečnjak (CaCO3 ) Dolomit (CaMg(CO3)2

37. Sl. -Važnije sedimentne stene

38. Metamorfne stene
Metamorfizam (grčki: metá - promena, morphé - oblik) je niz fizičko-hemijskih procesa u
steni nastalih u uslovima drugačijim od onih na kojima je stvarana. Metamorfizam
podrazumeva fizičko-hemijske procese koji dovode do strukturnih, mineralnih ili hemijskih
promena u primarnoj steni (protolitu). Stene se prilagođavaju novim uslovima menjajući
svoj mineralni i hemijski sastav i sklop: strukturu i teksturu.
Uticaj atmosferilija, leda, soli, klime, vode koji se dešavaju na Zemljinoj površini ili maloj
dubini ne pripadaju metamorfnim procesima.
Najvažniji faktori metamorfnih promena koji utiču na promene u primarnim stenama
(protolitu) su:
a) temperatura,
b) pritisak,
c) prisutnost fluida i gasova i
d) vreme provedeno u novonastalim uslovima.

39. Sl. - Faktori metamorfizma i procena raspona okeanskog i kontinentalnog geotermalnog gradijenta
do dubine od 100 km.

40. Metamorfizam je subsolidusni (polučvrsto stanje) proces koji dovodi do promene
mineralnog sastava i/ili promene strukture stene (npr. veličina zrna) i/ili promene
hemijskog sastava stene.
Nastale promene predstavljaju odgovor sistema na fizičke i/ili hemijske uslove koji se
razlikuju od onih u kojima je sistem formiran IUGS - definicija metamorfizma.
Metamorfoza se odvija u temperaturnim granicama od 180°C (po nekima 200°C), što
predstavlja gornju granicu dijageneze, do početka anateksisa - parcijalnog topljenja
mase (a ta granica zavisi od sastava protolita - prvobitne stene). Protolit (prvobitna
stena - objekt promene) je podvrgnut delovanju toplote i pritiska što uzrokuje duboke
fizičke i hemijske promene. Protolit može biti sedimentna stena, magmatska stena ili
neka druga metamorfna stena.
Sl. - Stepen metamorfizma - dijageneza od 180 (200 0C)

41. Sl. - Metamorfizam – ilustracija i opis različitih vrsta metamorfizma.

42. S obzirom na uslove pritiska i temperature u litosferi, možemo razlikovati tri zone podela
karbonatnih stena prema sadržaju dolomita (prEN 12407:1996).

43. Metamorfne stene grade veliki deo Zemljine kore, a klasifikovane su prema načinu nastanka, strukturi i teksturi,
hemijskom i mineralnom sastavu.
Osnovna podela metamorfnih stena zasniva se na osnovu tekstura, a izdvajaju se dve osnovne grupe:
- kristalasti škriljci i
- masivne metamorfne stene.
Nastaju na više načina prema čemu se dele na:
- Dinamo-metamorfne - nastaju duboko ispod površine Zemlje delovanjem visokih pritisaka i temperatura (eklogit,
granulit);
-Kontaktno-metamorfne - prodiranjem magme u okolnu stensku masu, na njihovom kontaktu dolazi do „prženja“ stena
(korniti);
-Kataklastično-metamorfne - delovanjem usmerenog dinamičkog pritiska (npr. Smicanje dva bloka stena (skarnovi,
mermeri).

44.  Kristalasti škriljci
Srednje - do krupnozrnaste stene, srednjeg do visokog kristaliniteta i stepena metamorfizma.
Tekstura: izrazito škriljava, po njoj su i dobili ime.
Struktura: lepidoblastična, porfiroblastična.
Naziv dobijaju ili prema vodećem mineralu ili mineralima koji dominiraju

45.  Dakle, Nastaju naknadnom promenom magmatskih i
sedimentnih stena pod uticajem toplote i pritiska.
 Ove promene su poznate kao metamorfizam.
 Metamorfizam može biti dinamički (pritisak) i termalni
(toplota).
 Najpoznatije metamorfne stene su:
 - gnajs (granit),
 - mermer (krečnjak),
 - serpentinit(perodotit),
 - kvarcit (peščar) i
 - škriljci.

46. Najpoznatije metamorfne stene:
Mermer Kvarcit
Gajs Škriljac Serpentinit
Gnajs je matamorfisani ekvivalent granita Krečnjak je matamorfisani ekvivalent mermera

47. Važnije metamorfne stene

51. Rude i minerali
 Rude su stene koje sadrže metale i nemetale čija je
eksploatacija ekonomski isplativa.
 Nastale su sedimentacijom ili metamorfozom.
 Rude se mogu podeliti na:
- rude metala,
- rude nemetala i
- fosilna goriva.

52. Rude metala i nemetala
 Rude metala najčešće se javljaju u magmatskim i metamorfnim
stenama ali ima ih i u sedimentnim (boksit i mangan)
 Rude nemetala uglavnom se nalaze u sedimentnim stenama.
Mangan Azbest Grafit

53. Fosilna goriva
*Stene koje gore (kaustobioliti)
 Dele se na ugalj i naftu i nastaju karbonifikacijom.
 Karbonifikacija se odvija u vodi bez prisustva kiseonika.
 Prema stepenu karbonifikacije ugalj se deli na:
- lignit,
- mrki ugalj,
- kameni ugalj i
- antracit.
Lignit Antrac Mrki ugalj Kameni ugalj

54. Nafta:
Nafta
Collinson, J.D. & Thompson (1988): Sedimentary Structures.- Unwin-Hyman, London, 207 str.
Davis, G.H. & Reynolds, S.J. (1996): Structural Geology of Rocsk and Regions.-John Wiley & Sons, Inc., New York, 776 str.
Janjić,M. (1979): Osnovi geologije i inžinjerske geologije. Građevinski fakultet. Univerzitet u Beogradu. Beograd.
Pešić L. (2002): Opšta geologija - Endodinamika. Beograd, Rudarsko-geološki fakultet
Plummer, Ch.C.,McGeary, D. (1993): Physical Geology.WCB. USA.
Popov, I. V. (1959.): Inženjernaja geologija. MGU, Moskva.
Rey, F Patrice. (2016): Introduction to Structural Geology, Sidney
Rock Identification, lab-study-guide, geology.com
Stanković, M.: Osnove geologije, inţenjerske geologije i mehanike tla, I deo - osnove geologije. e-book,
https://www.researchgate.net/Mirko_Stankovic/ ili academia.edu
Stanković, M.: Geloški procesi u zemljinoj kori i na površini - geological processes in the earth crust and surface. e-book,
https://www.researchgate.net/Mirko_Stankovic/,. ili academia.edu
Stanković, M.: Primena plastičnih materijala (geosintetika) u izgradnji i odrţavanju saobraćajnica i drugih objekata (Plastic
materials (geosinthetics) use in roads construction and maintenance and other objects) https://www.
researchgate.net/Mirko_Stankovic/ ili academia.edu
Statut Međunarodne Asocijacije za Inženjersku geologiju (IAEG), Kjoto, 1992.

55. Hvala na pažnji i srećan put u život!