Gnejs jest gruboziarnistą skałą pochodzenia metamorficznego o charakterystycznej strukturze w postaci naprzemiennych warstw różnych minerałów. W wyniku tego ustawienia ma wygląd pasiasty. Określenie „gnejs” nie jest związane z konkretną kompozycją mineralną, ponieważ ta ostatnia bardzo się różni i zależy od protolitu (prekursora). Ta formacja skalna ma wiele odmian.
Co to jest gnejs?
Jak wspomniano powyżej, nazwa „gnejs” jest wskaźnikiem tekstury, a nie składu składników. Zgodnie z tą definicją spada wiele skał metamorficznych o strukturze pasmowej, odzwierciedlających oddzielenie jasnych i ciemnych minerałów. Ten rodzaj rozmieszczenia wskazuje na dotkliwość warunków formowania wszystkich gnejsów.
Rozdział minerałów zachodzi przy dość silnej migracji jonów, co jest możliwe tylko w bardzo wysokiej temperaturze (600–700 ° C). Drugim niezbędnym warunkiem jest silny nacisk, który prowadzi do pojawienia się pasków. Co więcej, te ostatnie mogą być proste lub zakrzywione i mieć różne grubości.
Charakterystyczną cechą tekstury gnejsu jest również to, że jego paski nie są litymi arkuszami lub płytami, ale warstwami o strukturze ziarnistej. W większości przypadków granulki mineralne są widoczne gołym okiem.
Wizualnie gnejsy mogą wyglądać inaczej. Każda odmiana rasy tego typu ma unikalny wzór. Czarne i jasne warstwy mineralne mogą być proste, faliste lub mieć nieregularny kształt. W tym drugim przypadku ich lokalizacja wygląda chaotycznie. W niektórych kamieniach paski są tak grube, że struktura gnejsu jest widoczna tylko na kawałku skały o wystarczająco dużych rozmiarach.
Informacje ogólne
Gnejs jest bardzo popularnym rodzajem skały, najbardziej charakterystycznym dla dolnych stref skorupy kontynentalnej. Jednak w niektórych miejscach często znajduje się na powierzchni. Znajduje się to w tych częściach świata, w których skały krystaliczne nie są pokryte warstwą skał osadowych (Skandynawia, Kanada itp.).
Odpowiedź na pytanie, czym jest gnejs, nie zawsze była jednoznaczna. Po raz pierwszy termin ten został użyty przez Agricolę w 1556 r. W odniesieniu do skały mającej żyły zawierające żelazo. Podstawy nowoczesnego użycia tej nazwy zostały rzekomo w 1786 r. Wegner. Zdefiniował gnejs jako skałę skaleniową z miką kwarcową i grubą strukturą schist.
Cechy skał metamorficznych
Skały zwane metamorficznymi powstają w wyniku transformacji prekursorów pochodzenia magmowego lub osadowego. Zmiany związane są głównie z procesami tektonicznymi, które prowadzą do tego, że niektóre obszary skorupy ziemskiej wpadają w warunki podwyższonej temperatury i ciśnienia. To rozpoczyna szereg procesów fizykochemicznych, które prowadzą do:
- do rekrystalizacji - zmiana orientacji, lokalizacji i struktury minerałów;
- odwodnienie;
- migracja rozwiązań;
- konwersja niektórych związków chemicznych w inne;
- wprowadzenie nowych składników kompozycji.
W rezultacie skała źródłowa (osadowa, magmowa lub metamorficzna) nabiera zupełnie innych właściwości. Ponadto stopień zmiany zależy od siły i czasu ekspozycji na czynniki powodujące transformację.
Typowymi przykładami skał metamorficznych są kwarcyt, marmur i łupek ilasty utworzony odpowiednio z piaskowca, wapienia i gliny. Protolity magmowe i osadowe zachowują się inaczej podczas transformacji. Często metamorfizm odbywa się w kilku etapach.
Gnejs jest przykładem wysokiej jakości skały metamorficznej. Oznacza to, że powstał w bardzo trudnych warunkach fizycznych.
Struktura i skład gnejsu
Jak wspomniano powyżej, skład gnejsu jest dość zmienny. Jednak we wszystkich skałach tej grupy można wyróżnić szereg najczęstszych minerałów. Podstawą większości gnejsów są:
- skalenie (ortoklaz, plagioklaz);
- kwarc;
- mika (herbatniki, biotyty itp.).
W niewielkiej ilości może występować hornblende (augit), a także różne zanieczyszczenia.
Spektrum mineralne może również obejmować:
- grafit;
- staurolit;
- cyjanit;
- granat;
- sylimanit;
- amfibole;
- porfibroblasty;
- epidot.
Ogólnie rzecz biorąc, możemy powiedzieć, że struktura gnejsu jest utworzona z jasnych i ciemnych krzemianów, które tworzą nieregularne pasy równoległe o grubości od 1 do 10 mm. Czasami jednak mogą być znacznie grubsze. Sugeruje to, że gnejs został częściowo stopiony lub wprowadzono nowy materiał. Takie zmiany zachodzą podczas przejścia na inny rodzaj skały - migmatyt.
Pomimo dobrze rozwiniętego rozwarstwienia, kluczową właściwością gnejsu jest integralność. To dość silna rasa. Pod wpływem obciążeń nie pęka wzdłuż płaszczyzn foliowania, takich jak na przykład łupek. Jest tak, ponieważ mniej niż 50% ziaren mineralnych otrzymuje prawidłową orientację w gnejsie. W rezultacie powstaje raczej szorstka struktura warstwowa. Charakter podziału jest jednym z kluczowych parametrów, za pomocą których można ustalić, która skała jest gnejsowa, a która to filolit lub łupek.
Jasne pasma są zwykle tworzone przez skalenie i kwarc, a ciemne przez maficzne minerały (hornblende, piroksen, biotyt itp.).
Formacja skalna
Gnejs powstaje w wyniku rekrystalizacji ziaren mineralnych pod silnym ogrzewaniem i ciśnieniem. Proces ten zachodzi na granicy zderzeń płyt i nazywa się regionalnym metamorfizmem. Podczas takich zmian ziarna mineralne powiększają się i dzielą na paski, dzięki czemu skała jest bardziej stabilna.
Gnejs może tworzyć się z różnych poprzedników, w tym:
- złoża gliny i piasku;
- skały magmowe;
- osady krzemowęglanowe i węglanowe.
Najbardziej typowym protolitem gnejsowym jest łupek ilasty. Pod wpływem temperatury i ciśnienia zmienia się w filolit, następnie w łupek metamorficzny, a na koniec w gnejs. Procesowi temu towarzyszy transformacja gliniastych składników skały źródłowej w mikę, które w wyniku rekrystalizacji przekształcają się w granulowane minerały. Pojawienie się tego ostatniego jest uważane za granicę przejścia na gnejs.
Zapalenie biegunkowe jest również dość powszechnym protolitem. Granit może również służyć jako prekursor, który w wyniku działania wysokiej temperatury i ciśnienia nabiera struktury pasiastej. Taki gnejs nazywa się granitem. Podczas jego powstawania praktycznie nie zachodzą przekształcenia mineralogiczne. Zmiany mają przede wszystkim charakter strukturalny.
Gnejs granitowy powstaje również w wyniku metamorfizmu niektórych skał osadowych. Końcowy produkt ich konwersji ma strukturę pasiastą i skład mineralogiczny podobny do granitu.
Klasyfikacja
Klasyfikacja rasy opiera się na czterech cechach gnejsu:
- rodzaj protolitu;
- nazwa protolitu;
- skład mineralny;
- struktura i tekstura.
Terminu podwójnego używa się zwykle w odniesieniu do odmiany rasy. Na przykład obecność słowa „granit” w nazwie wskazuje, że taki gnejs powstał z granitu, a „diorytowy” z diorytu. W takim przypadku termin kwalifikujący odpowiada konkretnemu protolitowi.
Klasyfikacja według rodzaju rasy prekursorów jest szersza. Według niej wszystkie gnejsy są podzielone na dwa typy:
- ortognezy - utworzone ze skał magmowych;
- paragnezy - pochodzące ze skał osadowych.
Według składu mineralnego rozróżnia się następujące rodzaje gnejsów:
- piroksen;
- alkaliczny;
- amfibol;
- biotyt;
- dwa-mika;
- muskularny
- plagiogneisses.
Jeśli słowo „gnejs” nie ma terminu kwalifikującego, wówczas skład komponentu jest konwencjonalnie uważany za klasyczny (skaleń, kwarc, biotyt).
Klasyfikacja strukturalna charakteryzuje kształt i położenie warstw. Ciemne i jasne paski mogą tworzyć różne tekstury, a zatem rozróżniać drzewo, liść, gnejs taśmowy itp.
Właściwości fizyczne i mechaniczne
W grupie gnejsów stopień schistotyczności różnych skał zmienia się w dość szerokim zakresie, w związku z czym wskaźniki właściwości fizycznych i mechanicznych znacznie się zmieniają. Następujące wartości zostały ustalone eksperymentalnie dla głównych cech:
- gęstość - 2650–2870 do g / m 3;
- absorpcja wody - 0, 2-2, 3%;
- porowatość - 0, 5-3, 0%.
Ogólnie rzecz biorąc, gnejs można scharakteryzować jako ciężką, mocną i szorstką w dotyku skałę o dużej gęstości i wyraźnie warstwowej strukturze, odpornej na pękanie. Twardość tego kamienia jest porównywalna ze stalą.
