Gneiss on metamorfista alkuperää oleva karkeajyväinen kivi, jolla on ominainen rakenne vuorottelevien eri mineraalikerrosten muodossa. Tämän järjestelyn seurauksena sillä on raidallinen ulkonäkö. Termiin "gneiss" ei liity tiettyä mineraalikoostumusta, koska viimeksi mainittu vaihtelee suuresti ja riippuu protolitista (edeltäjästä). Tällä kivimuodostelmalla on monia lajikkeita.
Mikä on gneiss?
Kuten yllä todettiin, nimi "gneiss" on osoitus tekstuurista, ei komponenttikoostumuksesta. Tämän määritelmän mukaan monet metamorfiset kivet, joiden rakenne on sidottu, heijastavat vaaleiden ja tummien mineraalien erottelua. Tämäntyyppinen järjestely osoittaa kaikkien gneissien muodostumisolosuhteiden vakavuuden.
Mineraalien erottuminen tapahtuu melko voimakkaalla ionien kulkeutumisella, mikä on mahdollista vain erittäin korkeassa lämpötilassa (600-700 ° C). Toinen välttämätön ehto on voimakas paine, joka johtaa nauhojen esiintymiseen. Lisäksi jälkimmäiset voivat olla joko suoria tai kaarevia ja olla eri paksuisia.
Gneiss-tekstuurin tunnusomainen piirre on myös, että sen raidat eivät ole kiinteitä arkkeja tai levyjä, vaan kerroksia, joilla on rakeinen rakenne. Useimmissa tapauksissa mineraalirakeet ovat näkyvissä paljaalla silmällä.
Visuaalisesti gneissit voivat näyttää erilaisilta. Jokaisella tämän tyyppisellä rotulajikkeella on ainutlaatuinen kuvio. Mustat ja vaaleat mineraalikerrokset voivat olla suoria, aaltoilevia tai muodoltaan epäsäännöllisiä. Jälkimmäisessä tapauksessa heidän sijainti näyttää kaoottiselta. Joissakin kivissä raidat ovat niin paksuja, että gneiss-rakenne on näkyvissä vain riittävän suuressa kalliopalassa.
Yleistä tietoa
Gneiss on hyvin yleinen kivilaji, tyypillisin mantereen kuoren alavyöhykkeille. Joissakin paikoissa se kuitenkin sijaitsee usein pinnalla. Tätä esiintyy niissä maailman osissa, joissa kiteisiä kiviä ei peitä sedimenttikerros (Skandinavia, Kanada jne.).
Vastaus kysymykseen, mikä on gneiss, ei aina ollut yksiselitteistä. Agricola käytti tätä termiä ensimmäistä kertaa vuonna 1556 kiviin, jolla oli rautaa sisältäviä suoneita. Wegner luultavasti loi perustan tämän nimen nykyaikaiselle käytölle vuonna 1786. Hän määritteli gneissin maasälpämäiseksi kiveksi, jossa oli kvartsi kiille ja karkea ristirakenne.
Muuntavien kivien ominaisuudet
Metamorfiiksi kutsuttuja kivejä muodostuu muinaisen tai sedimenttisen alkuperän muuntamisen seurauksena. Muutokset liittyvät pääasiassa tektonisiin prosesseihin, jotka johtavat tosiasiaan, että tietyt maapallonkuoren alueet joutuvat kohonneisiin lämpötiloihin ja paineisiin. Tämä käynnistää joukon fysikaalis-kemiallisia prosesseja, jotka johtavat:
- uudelleenkiteytykseen - muutos mineraalien suunnassa, sijainnissa ja rakenteessa;
- kuivuminen;
- ratkaisujen siirtyminen;
- joidenkin kemiallisten yhdisteiden muuttaminen toisiksi;
- koostumuksen uusien komponenttien käyttöönotto.
Seurauksena lähdekalliolla (sedimenttinen, tytöllinen tai metamorfinen) saavutetaan täysin erilaisia ominaisuuksia. Lisäksi muutosaste riippuu muutoksen aiheuttaneille tekijöille altistumisen voimakkuudesta ja kestosta.
Tyypillisiä esimerkkejä metamorfisista kiveistä ovat kvartsiitti, marmori ja liuske, jotka on muodostettu vastaavasti hiekkakivestä, kalkkikivestä ja savista. Magmaattiset ja sedimenttiset protolitit käyttäytyvät eri tavalla muutoksen aikana. Usein muutos tapahtuu useissa vaiheissa.
Gneiss on esimerkki korkealaatuisesta metamorfisesta kivestä. Tämä tarkoittaa, että se muodostui erittäin vaikeissa fyysisissä olosuhteissa.
Gneissin rakenne ja koostumus
Kuten yllä todettiin, gneissin komponenttikoostumus on melko vaihteleva. Kaikissa tämän ryhmän kivissä voidaan kuitenkin erottaa joukko yleisimpiä mineraaleja. Useimpien gneissien perusta on:
- maasälpä (ortoklaasi, plagioklaasi);
- kvartsi;
- kiille (keksit, biotiitti jne.).
Pieniä määriä hornblende (augite) samoin kuin erilaisia epäpuhtauksia voi olla läsnä.
Mineraalien spektriin voi kuulua myös:
- grafiitti;
- stauroliitti;
- kyanite;
- kranaatteja;
- sillimaniitti;
- amfiboli;
- porfyroblasteina;
- epidootti.
Yleisesti voidaan sanoa, että gneiss-rakenteen muodostavat vaaleat ja tummat silikaatit, jotka muodostavat epäsäännöllisiä rinnakkaisia nauhoja, joiden paksuus on 1-10 mm. Joskus ne voivat kuitenkin olla paljon paksumpia. Tämä viittaa siihen, että tällainen gneissi sulautettiin osittain tai tuotettiin uutta materiaalia. Tällaisia muutoksia tapahtuu siirryttäessä toisen tyyppiseen kallioon - migmatiittiin.
Huolimatta kehittyneestä stratifikaatiosta gneissin tärkein ominaisuus on eheys. Tämä on melko vahva rotu. Kuormituksen vaikutuksesta se ei halkeile foliointitasoja, kuten esimerkiksi liuskekiviä. Tämä johtuu siitä, että alle 50% mineraalijyvistä saa oikean suunnan gneississä. Seurauksena muodostuu melko karkea kerrosrakenne. Jakamisen luonne on yksi tärkeimmistä parametreistä, joiden avulla on mahdollista määrittää, mikä kivi on gneiss ja mikä fylliitti tai liuskekivi.
Vaaleat nauhat muodostuvat yleensä maasälpästä ja kvartsista ja tummat mafiksista mineraaleista (hornblende, pyrokseen, biotiitti jne.).
Kalliomuodostelma
Gneiss muodostuu mineraalirakeiden uudelleenkiteyttämisen seurauksena voimakkaassa kuumennuksessa ja paineessa. Tämä prosessi tapahtuu levyn törmäysten rajalla, ja sitä kutsutaan alueelliseksi metamorfismiksi. Tällaisten muutosten aikana kivennäisjyvien koko kasvaa ja jakautuu kaistaleiksi, mikä tekee kivestä vakaamman.
Gneiss voi muodostua useista edeltäjistä, mukaan lukien:
- savi- ja hiekkakerrostumat;
- mahaton kivi;
- silikarbonaatti- ja karbonaattiesiintymät.
Tyypillisin gneissiprotoliitti on liuske. Lämpötilan ja paineen vaikutuksesta se muuttuu fylliitiksi, sitten metamorfiseksi liuskekiveksi ja lopulta gneissiksi. Tätä prosessia seuraa lähtekallon savikomponenttien muutos kiilteeksi, jotka uudelleenkiteytymisen seurauksena muuttuvat rakeisiksi mineraaliksi. Viimeksi mainitun ulkonäköä pidetään gneissiin siirtymisen rajana.
Diariitti on myös melko yleinen protoliitti. Graniitti voi toimia myös esiasteena, joka korkealle lämpötiolle ja paineelle altistumisen seurauksena saa aikaan raidallisen rakenteen. Sellaista gneissiä kutsutaan graniitiksi. Muodostuksen aikana mineralogisia muutoksia ei käytännössä tapahdu. Muutokset ovat luonteeltaan ensisijaisesti rakenteellisia.
Graniittigeniisi muodostuu myös joidenkin sedimenttikivien muodonmuutoksen seurauksena. Niiden muuntamisen lopputuotteella on raidallinen rakenne ja mineralogiset koostumukset, jotka ovat samanlaisia kuin graniitti.
luokitus
Rodun luokittelu perustuu neljään gneiss-ominaisuuteen:
- protoliitin tyyppi;
- protoliitin nimi;
- mineraalikoostumus;
- rakenne ja rakenne.
Kaksinkertaista termiä käytetään yleensä viittaamaan rodun lajikkeeseen. Esimerkiksi sanan "graniitti" esiintyminen nimessä osoittaa, että tällainen gneiss muodostui graniitista ja "dioritic" dioriitista. Tällöin ehdot täyttävä termi vastaa tiettyä protoliaalia.
Luokittelu edeltäjärodun mukaan on laajempi. Hänen mukaansa kaikki gneissit on jaettu kahteen tyyppiin:
- ortogineesit - muodostuneet muusta kivistä;
- paragneissit - peräisin sedimenttikiveistä.
Mineraalikoostumuksen mukaan seuraavat gneissityypit erotetaan:
- pyrokseeni;
- emäksinen;
- amfiboli;
- biotiitti;
- kaksi-kiille;
- muskovidnye;
- plagiogneiss.
Jos sanalla ”gneiss” ei ole tarkennettavaa termiä, komponenttikoostumusta pidetään perinteisesti klassisena (maasälpä, kvartsi, biotiitti).
Rakenneluokitus kuvaa kerrosten muotoa ja sijaintia. Tummat ja vaaleat raidat voivat muodostaa erilaisia kuvioita, ja siksi erottaa puun, lehden, teippi-gneissin jne.
Fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet
Gneiss-ryhmässä eri kivien skistositeettiaste vaihtelee melko laajalla alueella, jonka yhteydessä fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien indikaattorit vaihtelevat suuresti. Seuraavat arvot määritettiin kokeellisesti pääominaisuuksille:
- tiheys - 2650 - 2870 - g / m3;
- veden imeytyminen - 0, 2 - 2, 3%;
- huokoisuus - 0, 5-3, 0%.
Yleisesti ottaen gneiss voidaan luonnehtia raskaaksi, vahvaksi ja karkeaksi kosketuskiveksi, jolla on suuri tiheys ja selvästi kerrostettu rakenne, joka kestää halkeamista. Tämän kivin kovuus on verrattavissa teräkseen.
