HORNINY SEDIMENTÁRNÍ

Jsou nejrozšířenějšími horninami na zemském povrchu. Setkáváme se s nimi ve stavební praxi jako s nejčastějšími typy základové půdy pro jednoduché stavby, založené na plošných základech, i pro liniové dopravní stavby.

Vzhledem k tomu, že petrografická klasifikace sedimentů není dosud ve světě jednotná, uvádíme zde tradiční starší dělení na sedimenty klastické, chemické a organogenní. Ke skupině klastických sedimentů přiřazujeme i skupinu hornin vulkanoklastických a reziduálních.

Vznik sedimentárních hornin

Vznik sedimentárních hornin lze rozdělit na několik fází:

• zvětrávání hornin (magmatických, metamorfovaných nebo starších sedimentárních)
• • přenos - transport zvětralého materiálu různými transportními činiteli (voda, vzduch, ledovec) v podobě klastických částic nebo formou roztoků
  • usazování - sedimentace přeneseného materiálu v sedimentačních prostředích různého charakteru, může jít o hromadění klastických částic nebo srážení minerálů z roztoku
  • zpevňování - diageneze usazeného materiálu, a to buď kompakcí (stlačením) vlivem tíhy nadloží, nebo chemickou cestou tzv. cementací, při níž dochází k vysrážení některého minerálu tvořícího v klastických sedimentech tmel. Diagenezí zpevněné sedimenty považujeme za horniny skalní. Příkladem může být vznik pískovce z písku nebo slepence ze štěrku.

Sedimentační prostředí

Podle prostředí, ve kterém sedimentace (usazování) probíhá můžeme rozlišit sedimentaci na pevninách a sedimentaci v mořích.

Mořského původu je převážná část sedimentů. Usazování zde probíhá chemickou i biochemickou cestou, ale i mechanickým tříděním klastických částic přinesených z pevniny.

Podle toho kde k sedimentaci dochází, mění se způsob sedimentace i charakter sedimentu. Na pevninském šelfu (kontinentální pláni), která má velmi mírný sklon a sahá do hloubky cca 200 m vznikají sedimenty štěrkovité, písčité a jílovité a jejich zrnitost se postupně zjemňuje s hloubkou. Mohou zde vznikat i organogenní útesové vápence (korálové bariéry) a v mělkých částech evapority (sůl, sádrovec). Ve větší hloubce pod kontinentálním svahem vznikají jemná bahna i chemické sedimenty. Na tvorbu sedimentů v moři má vliv teplota vody, tlak vody, salinita i organizmy.

Na kontinentech může sedimentace probíhat jednak na souši, jednak pod vodou. K sedimentům, které vznikají na souši patří sedimenty eolické (větrné), sedimenty svahové a sedimenty ledovcové. K sedimentům, které vznikají ve vodním prostředí patří sedimenty říční, jezerní a sedimenty pobřežních lagun.

Na souši je rozhodujícím faktorem klima. Určuje charakter sedimentu. V pouštních oblastech (zabírají asi 1/5 souše) je rozpad hornin ovlivňován střídáním denní a noční teploty a dochází k deskvamaci neboli odlupování povrchu hornin. Vzniklé úlomky jsou dále přenášeny větrem za vzniku dun (písečných přesypů). V období prudkých lijavců mohou i zde vznikat bahnité písčité proudy v korytech jinak vyschlých řek. Rovněž po období zimních mrazů dochází k rozbřídání pouštních sedimentů a jejich novému ukládání. V horkých oblastech dochází k extrémnímu výparu a při povrchu se tak vytváří pevné krusty a kůry, často pestře zbarvené - načervenalé a žlutohnědé.

V podhůří a na úpatí svahů všech zeměpisných šířek vznikají svahové sedimenty. K sedimentaci úlomků dochází účinkem gravitace a přemisťování nastává deštěm nebo svahovými pohyby. Vytvářejí se dejekční kužely i kamenná moře.

Tvar říčního údolí na horním toku

Říční sedimenty vznikají podle charakteru a vývoje říčního toku i říčního údolí. V horním toku má říční údolí zpravidla tvar písmene V. Erozivní činnost je převážně hloubková, nerovnosti a spádová křivka toku se vyrovnávají vodopády a peřejemi. Horninové úlomky se transportují vlečením a dochází k intenzivnímu opracovávání horninového materiálu. Na středním toku řeka eroduje do stran, vytváří spíše neckovité údolí a meandry (zákruty) a ukládá sedimenty. Postupně klesá velikost sedimentovaných částic a vytvářejí se aluviální nivy. V dolním toku převažuje zpravidla sedimentace nad erozí. Vznikají aluviální roviny s mohutnými nejmladšími nánosy, často bahnitého nebo písčitobahnitého charakteru.

Zvláštním typem říčních sedimentů jsou říční štěrkové terasy. U většiny našich řek vznikly v pleistocénu vlivem střídání období zalednění a období oteplování. V období mrazu bylo v řece málo vody, její transportní síla byla malá a docházelo k ukládání transportovaného materiálu. V období tání bylo v řekách mnoho vody, řeka nejen přenášela, ale i hloubkově erodovala koryto a vytvářela tak novou budoucí sedimentační bázi dalších štěrkových usazenin. Schematické znázornění vývoje říčních teras je na obr. 7.

Sedimentace v jezerech je různorodá a o charakteru sedimentu rozhodují nejen klimatické podmínky (minulé i současné), ale i charakter horninového prostředí. Tak v pouštních oblastech vznikají evapority (sůl, sádrovec), v mírném pásmu všechny typy klastických sedimentů a v okolí vulkánů pyroklastika. Ve vlhkém klimatu se vytváří rašelina a bahno, jezera rychle zarůstají a může za určitých podmínek vznikat budoucí uhelná sedimentace. Zvláštním typem jezerních sedimentů jsou křída a rozsivková zemina (diatomit neboli křemelina).

Ledovcová sedimentace se vyznačuje netříděností materiálu. Ledovce se dělí, podle toho kde se vyskytují, na:

bazální moréna

Typický tvar ledovcového údolí

• pevninské (skandinávského typu)
• • vysokohorské (alpského typu). Ledovcové údolí vysokohorského ledovce má tvar písmene U.

V ledovcích vznikají bazální, boční a čelní morény, které po ústupu ledovce významně ovlivňují morfologii území. Často zahradí údolí a tak vznikají horská jezera (plesa). Morenové sedimenty lze dobře využívat jako stavební materiál, je však třeba je třídit a zbavit jílovitých a hlinitých příměsí.

Obr. 7 Schematické znázornění vývoje říčních teras.

Zbytky sedimentů kontinentálního ledovce nacházíme u nás na Ostravsku, Opavsku a v Moravské bráně. Jsou to jednak známé osamocené bludné (eratické) balvany, jednak fluvioglaciální písčité štěrky a souvkové hlíny.

Textury sedimentárních hornin

Pro většinu sedimentárních hornin je typická vrstevnatá textura (obr. 8), související se způsobem jejich vzniku. Častá je i textura pórovitá. Velikost pórů bývá obvykle několik desetin mm až několik mm.

Textury klastických sedimentárních hornin

Klastické sedimenty (úlomkovité) se dělí podle velikosti úlomků do čtyř skupin:

Názvosloví podle ČSN 73 1001

• psefity (velikost nad 2 mm) štěrková složka (ba)
• psamity (2 až 0,06 mm) písčitá složka (bb)
• aleurity (0,06 až 0,002 mm) prachová složka (ca)
• pelity (pod 0,002 mm) jílová složka (cb)

Na základě tohoto rozdělení se popisují i textury psefitická, psamitická, aleuritická a pelitická.

Obr. 8 Vrstevnatá textura.

Pro stavebního inženýra je dobře si zapamatovat, že názvy skupin pocházejí z řečtiny: psefos = hrubý, psamos = písek, alevros = mouka, pelos = bahno. Podle toho lze jednoduše dělit tyto sedimenty na štěrkovité, písčité, hlinité a jílovité. To v podstatě odpovídá i dělení podle norem pro zakládání na plošných základech: štěrk (gravel - G), písek (sand - S), hlína (mould - M) a jíl (clay - C).

Charakter pojiva zpevněných klastických sedimentů

Stupeň zpevnění původních zemin (štěrkovitých, písčitých a jílovitých) má velký vliv na fyzikální, mechanické i deformační a hydraulické vlastnosti hornin. Způsob, jakým pojivo vyplňuje prostor mezi zrny, je rovněž důležitým texturním hlediskem klastických sedimentů. Rozlišují se tyto základní typy pojiva:

• kontaktní - zrna jsou spojena jen na styku, v hornině je velké množství pórů a hornina je propustná pro vodu podle průlin mezi zrny
• povlakové - zrna jsou obalena po celém obvodu pojivem, ale mezi zrny jsou zachovány póry, označuje se též obalný tmel
• pórové - vyplňuje póry mezi dotýkajícími se zrny
• výplňové - vyplňuje póry mezi zrny, která již dříve byla stmelena starším pojivem (např. dotykovým), jedná se proto o mladší generaci tmelu, která může přispět ke zpevnění horniny
• bazální - pojivo převažuje nad klastickými částicemi, které jsou v něm roztroušeny a vzájemně se nedotýkají
• korozní - zrna jsou korodována tmelem a mají proto nepravidelný až zubovitě laločnatý povrch
• regenerační - vzniká orientovaným obrůstáním klastických zrn tmelem stejného složení, tím dochází k dokonalému spojení a ke zvýšení pevnosti horniny

Pokud lze rozpoznat primární (klastické) nebo sekundární (chemogenní) pojivo, označuje se primární jako základní hmota (matrix) a sekundární jako tmel.

Obr. 9 Typy pojiv klastických sedimentů. 1 - kontaktní, 2 - povlakové, 3 - pórové nebo výplňové, 4 - bazální, 5 - korozní, 6 - regenerační.

Z hlediska minerálního charakteru zpravidla jsou nejčastější pojiva železitá (limonit - rezavá barva, hematit - červenohnědá barva), pojivo křemité - barva šedobílá, vápnité - barva béžová až bělavá, glaukonitové - barva šedozelená. Některá z těchto pojiv jsou typická pro určité geologické období. Tak např. hematitové pojivo je běžné v permu, křemité a glaukonitové v křídě, vápnité ve flyši. Podle pestrosti pojiv je zřejmé, že s typem přítomného pojiva souvisí i celkové zbarvení sedimentu. Příklady pojiv jsou znázorněny na obr. 9.

Tvar zrn klastických sedimentárních hornin

Obr. 10 Škála pro odhad tvaru klastických zrn.

Dalším texturním znakem klastických sedimentů je stupeň zaoblení klastických částic a jejich tvar. K odhadu se používá vizuální škály (obr.10).

U zaoblených úlomků - valounů se jejich tvar vyjadřuje koeficientem plochosti Kp.

kde

a = nejdelší osa, b = střední osa, c = nejkratší osa valounu.

Textury chemogenních a organogenních usazených hornin

Textura většiny chemogenních sedimentů je krystalinní (složená ze zrn karbonátu nebo křemene různé velikosti). Makroskopicky se však téměř vždy jeví jako celistvá. Např. pro travertin je typická textura vrstevnatá a pórovitá (obr. 11).

U organogenních sedimentů se nejčastěji vyskytuje textura organogenní, jsou-li v hornině zachovány celé schránky organizmů, které se podílely na jejím vzniku. Vlivem proudění vody může dojít k přednostní orientaci schránek, např. u ortocerasových vápenců s kónickými schránkami hlavonožců (obr. 11). Jsou-li patrné pouze rozdrcené části pevných schránek, mluví se o textuře organodetritické.

vrstevnatá a pórovitá textura travertinu (výše na obr.)

organogenní textura ortocerasového vápence

Obr. 11 Příklady textur chemogenních a organogenních sedimentů.

Minerály sedimentárních hornin

Dělí se do dvou skupin:

• Autigenní minerály, které vznikají během tvorby sedimentu. Z autigenních jsou z hlediska stavební praxe nejdůležitější jílové nerosty, ze síranů sádrovec a anhydrit, z oxidů hematit a limonit, křemen i ve formě opálu a chalcedonu, ze sulfidů pyrit a markazit, z uhličitanů kalcit a dolomit.
• • Alotigenní minerály, které jsou přinášeny z jiných míst. Z alotigenních minerálů jsou důležité křemen, živce, muskovit. Zvláštní skupinou jsou tzv. těžké nerosty. Patří k nim např. magnetit, ilmenit, turmalín skoryl, granáty a staurolit, některé amfiboly a pyroxeny. Vyskytují se v písčitých sedimentech zvyšují jejich objemovou hmotnost. Takové sedimenty lze využít jako kamenivo do těžkých betonů.

Kromě minerálů se na stavbě sedimentů podílejí i organizmy svými schránkami (zkameněliny neboli fosilie). Bývají nejčastěji vápnité nebo křemité. Další součástí sedimentů mohou být bitumen a uhelná substance.

Přehled usazených hornin

Klastické sedimenty

Zeminy

Jako zeminy se v inženýrském smyslu označují nezpevněné horniny, které se podle zrnitosti dělí na balvanité, kamenité, štěrkovité, písčité, prachovité a jílovité. Podle plasticity mohou být soudržné a sypké.

Sutě

Jsou to hranaté zvětralinové skalní úlomky uložené na svahu. Gravitací nebo svahovým pohybem se mohou částečně zaoblit na hranách a rozích. Podle charakteru převažujících úlomků mohou být čistě kamenité nebo hlinito-kamenité a podle toho se na svahu chovají. Jsou dobře propustné a na úpatí svahu mohou v nich vznikat menší prameny, jejichž existence závisí na množství srážek a ročním období. Při inženýrskogeologickém průzkumu je třeba vyšetřovat nejen jejich ulehlost, stabilitu a propustnost, ale i průběh povrchu podložních hornin pod nimi.

Štěrky

Jsou klastické hrubé sedimenty složené z valounů odpovídajících velikostí psefitovým úlomkům z 80 %. Podle původu mohou být mořské, jezerní a říční. Podle kvalitativního zastoupení valounů mohou být monomiktní (složené z jednoho horninového nebo minerálního typu) a polymiktní (složené z různých typů valounů). Říční štěrky se vyskytují jak ve dně, tak i v naplavených lavicích v zákrutech řek. Zvláštním typem jsou terasové štěrky, které nacházíme v různých výškách svahu a které představují staré fluvioglaciální akumulace z období pleistocénu. Štěrky se používají k výrobě betonu, slouží jako filtrační a stabilizační materiál. Poskytují dobrou a spolehlivou, málo stlačitelnou základovou půdu. Při zakládání na štěrkových terasách ve svahu je však třeba vyšetřovat průběh štěrkové vrstvy pod celým objektem.

Ke štěrku lze přiřadit i till. Jedná se o nezpevněný materiál ledovcových morén. Je nestejnorodý jak z hlediska velikosti, tak i složení i tvaru úlomků. Pro stavební využití se musí třídit a kvalitativně posuzovat pro každou stavbu zvlášť.

Písky

Jsou sypké sedimenty s úlomky odpovídajícími velikostí z 80 % psamitům. Většinou se skládají z křemene, živců a muskovitu. Mohou obsahovat až 20 % prachovité, jílovité nebo štěrkovité příměsi a dále těžké nerosty. Mohou být mořské, jezerní i říční, ale i eolické (větrné) nebo-li váté. Některé mořské písky obsahují zrnka karbonátů, některé příměs glaukonitu. Jezerní písky bývají silně jílovité, váté písky křemenné s malým podílem živců nebo rohovců.

Pro stavebnictví jsou důležité písky tekoucí, tzv. kuřavka. Jedná se o písky, do nichž pronikl proud podzemní vody, který pootáčí jednotlivá zrnečka a způsobuje ztekucení celého komplexu. Takové písky jsou pro zakládání nevhodné, způsobují závaly při ražbě a většinou se zpevňují zmrazováním.

Písky se používají ve stavebnictví jako stavební materiál, křemenné písky jsou dobrým filtračním materiálem a často slouží i jako sklářská surovina. Jílovité písky se používají ve slévárenství. Jako škodlivé příměsi lze označit sloučeniny železa, humus a jiné organické látky.

Sprašoidní zeminy

Patří sem spraše, spraše pahorkatin a sprašové hlíny. Na našem území většinou vznikly eolickou činností v pleistocénu. V některých zemích, např. v Číně, vznikají i v současné době.

Bývají rozděleny půdními tmavšími horizonty ve více vrstev, nebo se střídají vápnité a nevápnité vrstvy v jednom souvrství. Sprašoidní sedimenty jsou převážně okrové barvy, skládají se z kosterních zrn (křemen, živec) a jílových minerálů (hlavně illitického charakteru). Pro spraše je charakteristický obsah CaCO₃ a to jednak ve formě povlaků bílé barvy, jednak jako cicváry - konkrece nepravidelného tvaru a velikosti. Příměs cicvárů zhoršuje kvalitu spraší jako suroviny k výrobě cihel.

Spraš je pórovitá, silně stlačitelná a pro vodu dokonale propustná. V suchém stavu je stabilní i ve vysokých stěnách, s vodou však rychle rozbřídá a kolapsuje. Jako základová půda se hodnotí jako podmíněně použitelná. Spraše a sprašové hlíny jsou významnou cihlářskou surovinou. Vhodné jsou zejména zeminy s nízkým obsahem CaCO₃.

Hlíny

Mohou být různého původu (geneze) a složení.

Aluviální hlíny (povodňové) se nacházejí v blízkosti řek v inundačním území, tzv. aluviální nivě. Podle toho se jim krátce říká aluvium. Jsou stlačitelné, obsahují často organogenní příměs v takovém množství, že na nich nelze zakládat. Jsou zvodnělé, hladina podzemní poříční vody kopíruje hladinu vody v řece, při povodních vystupuje až k povrchu, za sucha se snižuje až na úroveň vody v toku. Vzniká tak depresní křivka proměnlivého tvaru a při zakládání lze využít jen zpevněného povrchu pro lehké a nenáročné stavby.

Svahové hlíny (deluvia) vznikají na svazích zpravidla přemístěním eluvia. Složení je jílovité až písčitohlinité, bývají napojeny srážkovou vodou a mohou přecházet do deluviofluviálních svahových sedimentů. Jako základová půda nejsou příliš spolehlivé a zpravidla je nelze využít ani jako zdroj stavebního materiálu.

Zvláštním typem hlín jsou souvkové hlíny na Ostravsku. Jsou ledovcového původu a vyskytují se v poměrně malé mocnosti. V zářezech dopravních staveb jsou však nestabilní a musí jim být proto věnována zvláštní pozornost.

Jíly a slíny

Jsou to jemné zeminy s téměř 90 % jílové pelitické frakce. Podle převládajícího jílového nerostu mohou být objemově stálé - kaolinitové jíly nebo objemově nestálé - jíly s obsahem smektitů nebo jílových slíd (illitové).

Kaolinitové jíly jsou bělavé (čisté) nebo zbarveny druhotnou příměsí oxidů železa do žluta až červenohnědá. Výjimečně jsou až tmavošedé nebo nazelenalé. Používají se k výrobě porcelánu a šamotu, jako příměsi do barev, žáruvzdorných cihel a do tiskařské černi. Jsou objemově stálé.

U nás se vyskytují v těžitelném množství v chebské, českobudějovické a třeboňské pánvi a u Šatova na jižní Moravě. V blízkosti Rudic se těžily v minulém století a sloužily k výrobě krásné moravské keramiky.

Jíly objemově nestálé tvoří převahu jílovitých základových půd u nás. Jsou většinou šedé až šedozelené, při navětrání rezavošedé. Jako základová půda jsou známy citlivostí vůči vysychání a smršťování i vůči rozbřídání a bobtnání. Jejich zvláštním typem jsou tzv. potrhané jíly. Vyskytují se často v blízkosti zlomových linií a skládají se z nepravidelných ostrohranných úlomků o velikosti jednoho až několika cm, omezených vůči sobě hladkými lesklými (vyleštěnými) ploškami. Hmota mezi těmito úlomky je lístkovitá, prohnětená. Tyto jíly vedou vodu, na rozdíl od masivních téměř nepropustných a vyznačují se sníženou stabilitou v zářezech.

Slíny jsou jemné pelity barvou i vzhledem podobné jílům, které obsahují jemně rozptýlený uhličitan vápenatý. Reakce s HCl je bouřlivá. Jako základová půda se chovají stejně jako jíly, většinou je převažující jílový nerost objemově nestálý.

Zvláštní zeminou, tvořenou jílovými minerály je bentonit. Původem jde o horninu reziduální, s vysokým obsahem bobtnavého montmorillonitu. V technologické praxi se mu též říkalo fullérská hlinka. Bentonit může přijímat určité kationty a náhradou za ně uvolňovat vápník a hořčík. Bobtnavé bentonity mohou absorbovat vodu až v osminásobku svého objemu. Toho se využívá ve stavebnictví ve vrtné technice k výrobě injekčních směsí pro těsnění horninového prostředí. U nás se vyskytují bentonity v okolí Mostu, nejznámější lokalitou jsou Braňany.

K rozlišení jílového charakteru a objemové stálosti soudržných pelitů se využívá některých mineralogických metod, např. rentgenové difrakční analýzy, diferenční termické analýzy (DTA) a rastrovací elektronové mikroskopie.

Zpevněné klastické sedimenty

Brekcie

Jsou zpevněné angulární až subangulární psefitové úlomky (většinou původní sutě). Mohou být monomiktní i polymiktní. Od zpevněných brekcií klastického původu je třeba odlišovat brekcie tektonické, které vznikly drcením horniny na zlomech a dodatečným stmelením vzniklých úlomků a brekcie vulkanické, které vznikají stmelením sopečných vyvrženin. Brekcie jsou různých barev a odstínů a některé poskytují krásné a vyhledávané dekorační materiály.

Slepence

Označují se též jako konglomeráty. Jsou to zpevněné psefity s oválnými úlomky (valouny). Podle složení mohou být monomiktní nebo polymiktní, podle typu pojiva mohou být křemité, krevelové, limonitové, vápnité. Mohou se využívat jako stavební kámen i jako kámen dekorační.

Pískovce, arkózy, droby

Jsou zpevněné psamity, které se liší svým minerálním složením i typem pojiva. Skládají se ze zrn křemene a úlomků stabilních hornin (např. silicitů, kvarcitů), tzv. složky stabilní a složky nestabilní (především živce) a jílové jemné hmoty.

Pískovce

Skládají se převážně ze zrn křemene, malého podílu jílové matrix a pojiva. Podle typu pojiva mohou být křemenné - barvy bělavé, vyskytující se hlavně v české křídové tabuli, hematitové - barvy hnědočervené, typické pro perm, glaukonitové - barvy šedozelené, nacházející se v beskydské křídě flyšového pásma, vápnité - barvy žlutošedé, vyskytující se ve flyši a limonitové - barvy rezavé, které jsou v křídě i flyši.

Glaukonitové pískovce Beskyd jsou pevnější než pískovce vápnité a označují se jako godulské. Lze je používat i jako kameniva k dlažbě rigolů a svahů horských bystřin. Základní hmota pískovců může být siltovitá nebo jílovitá.

Arkózy

Jsou zpevněné psamity, které se skládají převážně ze zrn živce. Jílová základní hmota je zastoupena až do 20 %. Barva je červenohnědá od krevelového pojiva, výjimečně jsou kaolinitové - barva bělavá nebo nažloutlá. Jsou typické pro český permokarbon okolí Rakovníka a Kladna.

Droby

Jsou to polymiktní zpevněné psamity, které obsahují kromě zrn minerálů i úlomky hornin - převážně jílovitých kulmských břidlic. Jílová hmota drob je slabě epizonálně metamorfovaná, což způsobuje poměrně vysokou pevnost a houževnatost těchto hornin, které se tak mohou využívat i jako drcené kamenivo. Barva drob je šedá, zvětráváním přibývá hnědé až rezavohnědé. Jsou to mořské sedimenty, které se vyskytují jako hlavní horniny kulmu Drahanské vrchoviny, Nízkého Jeseníku a Oderských vrchů. V Čechách se vyskytují v Barrandienu.

Moravské droby jsou jedním z nejčastějších stavebních kamenů. Používaly se jako stavební kámen na zdivo, obrubníky, chodníky, patníky i jako kamenivo drcené. Škodlivinou při drcení ve velkolomech bývají jílovité břidlice, s nimiž se droby společně v kulmském souvrství vyskytují. Proto při výběru nových lomů by se mělo na tuto skutečnost pamatovat.

Opuka

Jinými slovy je možné tuto horninu označit jako písčitý slínovec, který se vyskytuje jako typická hornina v souvrství české křídy. Barva je bělavá až žlutošedá, u tzv. zlaté opuky rezavá. Typickou příměsí opuky jsou mikroskopické jehlice mořských hub tvořené opálem (tzv. spongie). Jejich množství ovlivňuje pevnost a trvanlivost opuky. Jedná se o kvalitní stavební kámen, který byl oblíben zvláště ve středověku v pražském okolí. Opuka není vhodná k výrobě drceného kameniva. Je však dobře opracovatelná a může sloužit i k sochařským účelům.

Jílovce a slínovce

Jsou zpevněné pelity, slínovce s obsahem CaCO₃. Hlavními minerály jsou jílové nerosty, většinou illitové povahy. Mají šedou, bílošedou až černošedou barvu a lasturnatý lom. Některé se mohou využívat k výrobě šamotu. Jílovce z oblasti permokarbonu a karbonu se označují jako lupky.

Jílové břidlice

Jsou zpevněné břidličnaté pelity většinou šedé barvy, které jsou charakteristické pro kulm severní Moravy. Zde se od pradávna využívaly jako střešní krytina, tzv. pokrývačské břidlice. Ve vodě jsou stálé, nerozpadají se, a tím se odlišují od jílovců. Z jílových minerálů převažuje illit. V Barrandienu se vyskytují jílové břidlice kamenečné, jsou algonkického stáří a obsahují pyrit. Jílové břidlice se mohou těžit i k výrobě expanditu.

Jílové břidlice kulmské se používají na krytinu střech, jako dlažební kámen, k vnějším obkladům i k výrobě drti na střešní lepenky. Slouží rovněž k výrobě tvárnic a jako stavební písek. Těží se v Nových Těchanovicích a porůznu v Nízkém Jeseníku.

Biochemické karbonátové sedimenty

Patří k nim vápence, dolomity a přechodné typy mezi slínovcem a vápencem a vápencem a dolomitem (tab. 4), travertin a psací křída.

Vápence

Tab. 4 Přechodné horniny mezi vápencem a dolomitem, jílovcem a vápencem.

(100 % u vápence představuje 100 % CaCO₃)

Chemogenní vápence jsou skalní horniny, složené převážně z kalcitu (CaCO₃). Jejich textura se jeví stavebnímu inženýru jako makroskopicky celistvá, ve skutečnosti je hmota horniny složena z mikroskopických zrn a označuje se jako krystalinní. Zvláštním typem jsou tzv. vápence oolitické. Jsou charakterizovány velkým množstvím ooidů neboli oolitů - kulovitých nebo vejčitých tělísek o průměru až 2 mm s koncentrickou nebo radiálně paprsčitou stavbou.

Organogenní vápence se liší od předchozích prakticky jen texturou, která se označuje jako organogenní nebo organodetritická (viz. textury sedimentů). Její konkrétní podoba souvisí s tvarem a velikostí pevných schránek živočichů nebo částí rostlin, díky jejichž nahromaděním daný vápenec vznikl. Na rozdíl od chemogenních vápenců však nikdy nemají makroskopicky celistvou texturu. Někdy mohou být i pórovité.

Barva vápenců bývá bílá, světle až tmavě šedá, mohou být zbarveny i do červena, žluta nebo zelena. Kalcitové žilky jsou vždy bílé.

Kvalita vápence, jako suroviny k výrobě cementu, je zpravidla určována procentuálním zastoupením kalcitu, kterého by mělo být nejméně 50%. Z dalších minerálů bývá přítomen minerál dolomit, klastická příměs a případně i jílové nerosty (illitu).

Vápence se používají k výrobě vápna a cementu, jako kamenivo pro různé stavební účely, jako stavební kámen kusový i opracovaný, některé druhy se brousí a leští k dekoračním účelům.

V Čechách patří k významným lomařským oblastem okolí Berouna, na Moravě okolí Brna a Hranic na Moravě. Několik drobných lomů je i v Nízkém Jeseníku. Zvláštní typ vápence je zastoupen v tzv. vnějším bradlovém pásmu. Jedná se o pruh osamocených ker, které vystupují mezi Mikulovem a Štramberkem. Tvoří Pálavské kopce, vápencový výskyt u Kurovic a známý štramberský Kotouč.

Dolomit

Je to chemogenní karbonátová hornina, která se skládá hlavně ze zrn dolomitu CaMg(CO₃)₂, příměsi illitu a případně i bitumenu. Vzhledem k tomuto minerálnímu složení, vykazuje dolomit s HCl pouze slabou reakci a tím se liší od čistých vápenců.

Barva může být bílá, šedá až tmavošedá, žlutobílá i narůžovělá. Textura je makroskopicky celistvá, masivní. Při zvětrávání se některé typy dolomitu rozpadají v drobné částice velikosti zpravidla několika mm, tzv. dolomitický písek.

Dolomit je odolnější vůči zvětrávání než vápenec, a tím vytváří ve vápencových a dolomitových pohořích ostřejší morfologické tvary i bizarní povrch skal. Patří proto právem k nejatraktivnějším turistickým oblastem.

V České republice netvoří dolomit významné samostatné masívy, je však zastoupen hojně na celém středním Slovensku.

Travertin

Vyznačuje se šedobílou, šedožlutou až rezavě žlutou barvou. Nažloutlé zbarvení je způsobeno limonitem. Travertin bývá běžně pórovitý a výrazně vrstevnatý. Sráží se z pramenů obsahujících CO₂ a rozpuštěný hydrogen uhličitan vápenatý. Při vývěru uniká značná část CO₂ do vzduchu nebo je odebírána rostlinami. Hydrogen uhličitan přestává být v roztoku stabilní a přechází na normální CaCO₃, který se usazuje. Takto se postupně vytváří tzv. travertinové kupy, které rostou dokud pramen nepřestane vyvěrat (obr. 12). Jejich velikost může být od několika metrů až do několika set metrů.

Nejvíce výskytů travertinu je soustředěno ve Slovenské republice, kde vznikaly především v pleistocenu a holocénu a na některých lokalitách se travertin tvoří i v současné době. Typickými výskyty travertinových kup jsou např. okolí Spišského Podhradí, kde jsou jedny z největších, u Vrůtek, Ružbach, Bešeňové u Ružomberka a na vrchu Dreveník.

Travertin se používá k výrobě leštěných obkladových desek, kamenných zábradlí, výjimečně i jako sochařský kámen. Vzhledem ke své velmi pórovité textuře se nehodí jako obkladový materiál pro exteriér. Póry se rychle zanáší popílkem a jinými nečistotami a čištění takového povrchu je velmi obtížné. Travertin s masivní texturou a zlatožlutou barvou se označuje jako zlatý onyx. Vyrábí se z něj dekorační předměty.

Obr. 12 Postupný vznik travertinové kupy.

Psací křída

Je zvláštním typem karbonátové horniny. Je to hornina nejčastěji bílá, měkká, otírající se o prsty. Tvořena je především mikroskopickými schránkami mořských mikroorganizmů nebo i příměsí kalcitických schránek větších živočichů. Obsah CaCO₃ je kolem 98%. Pro křídu je typická přítomnost křemitých konkrecí pazourků. Vyskytuje se hlavně v severní Evropě (známé bílé útesy u Doveru a na Rujaně).

Biochemické křemité sedimenty (silicity)

Jsou neklastické horniny, které se skládají zpravidla z více než 90 % SiO₂ Vznikly buď přímo chemickým vysrážením nebo nahromaděním opálových schránek mikroorganizmů (např. rozsivek, mřížovců nebo opálových jehlic mořských hub). Mají různé názvy, např. křemenec, buližník, pazourek, limnokvarcit, rohovec, gejzírit, diatomit. Vyskytují se v sedimentech různých geologických dob. Z hlediska stavebního významu jde však většinou o zanedbatelné horniny, protože se vyskytují obvykle v malém množství.

Křemenec (ortokvarcit)

Tmel čistě křemenných pískovců může v některých případech překrystalizovat takovým způsobem, že již není možné rozeznat zrna klastického původu a původní tmel. Takové horniny se nazývají křemence. Křemence mají obvykle šedou až hnědou barvu a kompaktní, jemně zrnitou texturu. Obsah křemene je minimálně 90%. Oproti pískovcům se vyznačují vyšší pevností. Typické křemence u nás pocházejí z barrandienského ordoviku (např. drabovské křemence). V neogénu mezi Louny a Mostem se vyskytují křemence známé pod technickým označením dinasové křemence, které slouží jako surovina na výrobu dinasu pro vyzdívku pecí metalurgického průmyslu.

Buližník

Jako jediný patří u nás k významnějším typům s využitím i ve stavební praxi. Je šedý nebo černý, makroskopicky celistvý a lidově se jeho skalkám říká kamýky. Nachází se v JZ Čechách. Poskytuje výborný štěrk a materiál pro mozaiky.

Pazourek

Jde o odrůdu silicitu, tvořící často hlízy ve vrstvě psací křídy. Barva je šedá až černá na povrchu má bílou kůru, lom je lasturnatý. Může obsahovat mikroskopické jehlice hub. Hlavní výskyty jsou na obou stranách kanálu La Manche a poloostrově Rujana. U nás se nachází v ledovcových uloženinách na severní Moravě a v říčních sedimentech.

Limnokvarcit

Je to hornina kompaktní nebo pórovitá bílé až šedé barvy, lasturnatého lomu. Je tvořen mikroskopickými zrny křemene, max. několik tisícin mm velkými. Hlavním zdrojem silicia pochází z horkých pramenů, geneticky souvisejících s ryolity. Ke srážení, původně opálu, docházelo v jezerním prostředí. Limnokvarcity se nacházejí na Slovensku v širším okolí Žiaru nad Hronom.

Rohovec

Tvoří obvykle tenké, několik cm mocné polohy např. ve slínovcích a jílovcích karpatského flyše. Je vždy makroskopicky celistvý a barva je šedá, někdy až šedočerná. Tvořen je zpravidla směsí opálu, chalcedonu a křemene.

Diatomit

Vznikl převážně ze schránek rozsivek. Může být různě zpevněný. Nezpevněný se označuje jako rozsivková zemina (křemelina) a zpevněný diatomová břidlice. Křemelina má bílou barvu, je pórovitá. Těží se v jižních Čechách u Ledenic a Borovan. Používá se k výrobě lehčených staviv.