Kas yra gneisas? metamorfinės uolienos. Gneisų kilmė, sudėtis, savybės ir panaudojimas

2024 Autorius: Henry Conors | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-12 10:26

Gneisas yra metamorfinės kilmės stambiagrūdė uoliena, turinti būdingą struktūrą kintančių įvairių mineralų sluoksnių pavidalu. Dėl tokio išdėstymo jis atrodo dryžuotas. Terminas „gneisas“nėra siejamas su konkrečia mineralų sudėtimi, nes pastaroji labai skiriasi ir priklauso nuo protolito (pirmtako). Šios uolienos yra daug veislių.

Kas yra gneisas

Kaip minėta, pavadinimas „gneisas“yra tekstūros, o ne komponentų sudėties rodiklis. Šis apibrėžimas apima daugybę metamorfinių uolienų, turinčių juostinę struktūrą, atspindinčią šviesių ir tamsių mineralų atskyrimą. Šio tipo vieta rodo visų gneisų susidarymo sąlygų nelankstumą.

Mineralų atsiskyrimas vyksta esant pakankamai stipriai jonų migracijai, kuri įmanoma tik esant labai aukštai temperatūrai(600-700 °C). Antroji būtina sąlyga yra stiprus spaudimas, dėl kurio atsiranda juostelių. Be to, pastarieji gali būti tiesūs ir lenkti bei skirtingo storio.

Būtingas gneiso tekstūros bruožas yra ir tai, kad jos juostos yra ne ištisiniai lakštai ar plokštės, o granuliuotos struktūros sluoksniai. Daugeliu atvejų mineralinės granulės matomos plika akimi.

Vizualiai gneisai gali atrodyti kitaip. Kiekvienas šio tipo veislių tipas turi unikalų modelį. Juodi ir šviesūs mineraliniai sluoksniai gali būti tiesūs, banguoti arba netaisyklingos formos. Pastaruoju atveju jų išdėstymas atrodo chaotiškai. Kai kuriuose akmenyse juostos tokios storos, kad gneiso struktūra matoma tik pakankamai dideliame uolos gabale.

Bendra informacija

Gneisas yra labai paplitusi uolienų rūšis, labiausiai būdinga žemutinėms žemyninės plutos zonoms. Tačiau kai kuriose vietose jis dažnai randamas paviršiuje. Tai randama tose pasaulio vietose, kur kristalinės uolienos nėra padengtos nuosėdiniais sluoksniais (Skandinavijoje, Kanadoje ir kt.).

Atsakymas į klausimą, kas yra gneisas, ne visada buvo vienareikšmis. Pirmą kartą šį terminą Agricola pavartojo 1556 m., turėdamas omenyje uolą su geležies gyslomis. Šiuolaikinio šio vardo vartojimo pagrindus tariamai 1786 m. padėjo Wegneris. Jis apibrėžė gneisą kaip lauko špato uolieną su kvarciniu žėručiu irstambios skilties struktūra.

Metamorfinių uolienų ypatybės

Metamorfinėmis uolienomis vadinamos, kurios susidaro virstant magminės ar nuosėdinės kilmės pirmtakams. Pokyčiai daugiausia susiję su tektoniniais procesais, dėl kurių tam tikros žemės plutos dalys patenka į aukštesnės temperatūros ir slėgio sąlygas. Tai pradeda eilę fizinių ir cheminių procesų, kurių rezultatas:

• į rekristalizaciją – mineralų orientacijos, vietos ir struktūros pasikeitimą;
• dehidratacija;
• sprendimų migracija;
• vienų cheminių junginių pavertimas kitais;
• naujų kompozicijos komponentų įvedimas.

Dėl to pirminė uoliena (nuosėdinė, magminė ar metamorfinė) įgyja visiškai kitokias savybes. Tuo pačiu pokyčio laipsnis priklauso nuo transformaciją sukeliančių veiksnių įtakos stiprumo ir trukmės.

Tipiniai metamorfinių uolienų pavyzdžiai yra kvarcitas, marmuras ir skalūnas, susidarę atitinkamai iš smiltainio, kalkakmenio ir molio. Magminiai ir nuosėdiniai protolitai transformacijos metu elgiasi skirtingai. Dažnai metamorfizmas vyksta keliais etapais.

Gneisas yra aukštos kokybės metamorfinės uolienos pavyzdys. Tai reiškia, kad jis susidarė labai atšiauriomis fizinėmis sąlygomis.

Gneiso struktūra ir sudėtis

Kaip minėta, gneiso sudėtinė sudėtis yra gana įvairi. Tačiau visose šios grupės veislėse tai įmanomanustatyti dažniausiai pasitaikančius mineralus. Dauguma gneisų yra pagrįsti:

• lauko špatas (ortoklazas, plagioklazas);
• kvarcas;
• žėrutis (biskovitas, biotitas ir kt.).

Nedidelis kiekis gali turėti ragų mišinio (augito), taip pat įvairių priemaišų.

Mineralų spektras taip pat gali apimti:

• grafitas;
• staurolitas;
• kianitas;
• granatas;
• sillimanitas;
• amfibolės;
• porfiroblastai;
• epidotas.

Apskritai galima teigti, kad gneiso struktūrą sudaro šviesūs ir tamsūs silikatai, kurie sudaro netaisyklingas sugretintas juosteles, kurių storis nuo 1 iki 10 mm. Tačiau kartais jie gali būti daug storesni. Tai rodo, kad toks gneisas buvo dalinai ištirpęs arba atsirado naujos medžiagos. Tokie pokyčiai atsiranda pereinant prie kitos rūšies uolienų – migmatito.

Nepaisant gerai išvystyto sluoksniavimo, pagrindinė gneiso savybė yra vientisumas. Tai gana stipri veislė. Veikiamas apkrovų, jis nesiskiria išilgai laminavimo plokštumų, kaip, pavyzdžiui, skalūnas. Tai paaiškinama tuo, kad mažiau nei 50% mineralinių grūdų gauna teisingą orientaciją gneise. Dėl to susidaro gana stambi sluoksninė struktūra. Skilimo pobūdis yra vienas iš pagrindinių parametrų, pagal kurį galima nustatyti, kuri uoliena yra gneisas, o kuri – filitas ar skalūnas.

Šviesius dryžius dažniausiai formuoja lauko špatas irkvarcas, o tamsieji - mafiniai mineralai (ragų mišinys, piroksenas, biotitas ir kt.).

Veislės formavimas

Gneisas susidaro dėl mineralinių grūdelių perkristalizavimo esant stipriam karščiui ir slėgiui. Šis procesas vyksta ties plokščių susidūrimo riba ir vadinamas regioniniu metamorfizmu. Vykstant šiems pokyčiams mineralinių grūdelių dydis didėja ir išsiskiria į juostas, todėl uoliena tampa stabilesnė.

Gneisas gali susidaryti iš įvairių pirmtakų, įskaitant:

• molio ir smėlio nuosėdos;
• magminės uolienos;
• silicio karbonato ir karbonato nuosėdos.

Tipiškiausias gneiso protolitas yra skalūnas. Temperatūros ir slėgio įtakoje jis virsta filitu, vėliau metamorfinėmis skaldomis ir galiausiai gneisu. Šį procesą lydi pirminės uolienos molio komponentai virsta žėručiais, kurie dėl rekristalizacijos virsta granuliuotais mineralais. Pastarojo atsiradimas laikomas perėjimo prie gneiso riba.

Diarite taip pat yra gana dažnas protolitas. Granitas taip pat gali būti pirmtakas, kuris dėl aukštos temperatūros ir slėgio įgauna dryžuotą struktūrą. Toks gneisas vadinamas granitu. Jo formavimosi metu mineraloginių virsmų praktiškai nevyksta. Pakeitimai daugiausia yra struktūriniai.

Granitinis gneisas taip pat susidaro dėl kai kurių nuosėdinių uolienų metamorfizmo. Galutinis produktasjų transformacija turi juostinę struktūrą ir mineraloginę sudėtį, panašią į granitą.

Klasifikacija

Roko klasifikacija pagrįsta keturiomis gneiso savybėmis:

• protolito tipas;
• protolito pavadinimas;
• mineralinė sudėtis;
• struktūra ir tekstūra.

Dvigubas terminas paprastai vartojamas veislės veislei apibūdinti. Pavyzdžiui, žodžio „granitas“buvimas pavadinime rodo, kad toks gneisas susidarė iš granito, o „dioritas“– iš diorito. Šiuo atveju kvalifikuojantis terminas atitinka tam tikrą protolitą.

Klasifikacija pagal pirmtakės veislės tipą yra platesnė. Anot jos, visi gneisai skirstomi į du tipus:

• ortogneisai – susidarę iš magminių uolienų;
• paragneisai – atsirado iš nuosėdinių uolienų.

Šių tipų gneisai išsiskiria mineraline sudėtimi:

• piroksenas;
• šarminis;
• amfibolė;
• biotitas;
• dviejų žėručių;
• raumeningas;
• plagiogneisses.

Jei prieš žodį „gneisas“nėra kvalifikuojamojo termino, komponento sudėtis sąlyginai laikoma klasikine (lauko špatas, kvarcas, biotitas).

Struktūrinė klasifikacija apibūdina sluoksnių formą ir išdėstymą. Tamsios ir šviesios juostos gali sudaryti skirtingas faktūras, su kuriomis išskiriami medžių, lapų, juostiniai gneisai ir kt.

Fizikinės ir mechaninės savybės

Gneiso grupėje skirtingų uolienų šlyties laipsniskinta gana plačiame diapazone, todėl fizinių ir mechaninių savybių rodikliai labai svyruoja. Eksperimentiškai buvo nustatytos šios pagrindinės charakteristikos vertės:

• tankis - 2650-2870 g/m³;
• vandens sugėrimas - 0,2-2,3%;
• poringumas – 0,5–3,0%.

Apskritai gneisą galima apibūdinti kaip sunkią, kietą ir grubią uolieną, turinčią didelį tankį ir aiškiai sluoksniuotą struktūrą, atsparią skilimui. Šio akmens kietumas panašus į plieno.

Praktinis pritaikymas

Gneisas plačiai naudojamas statybose ir kraštovaizdžio dizaine. Didžioji dalis šio akmens naudojama žvyrui ir skaldai gaminti, tačiau tinka ir ši uola:

• pamatams kloti;
• plytelėms gaminti;
• šaligatviams, pylimams apversti;
• kaip skaldos akmuo.

Gneiso, kaip statybinės medžiagos, pranašumai yra jo stiprumas ir atsparumas buitinėms rūgštims. Dėl estetinio šio akmens grožio jis tinkamas apdailos plytelėms gaminti. Gneisas dažnai pakeičiamas granitu, nes pastarasis yra daug brangesnis.