Какво е гнайс? метаморфни скали. Произход, състав, свойства и използване на гнайсите

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-12 04:01

Гнайсът е едрозърнеста скала с метаморфен произход с характерна структура под формата на редуващи се слоеве от различни минерали. В резултат на това подреждане има райе. Терминът "гнайс" не се свързва със специфичен минерален състав, тъй като последният варира значително и зависи от протолита (предшественика). Тази скала има много разновидности.

Какво е гнайс

Както беше отбелязано по-горе, името "гнейс" е индикатор за текстура, а не за състава на компонентите. Това определение включва много метаморфни скали с лентовидна структура, отразяваща разделянето на светли и тъмни минерали. Този тип местоположение показва твърдостта на условията за образуване на всички гнайси.

Разделянето на минералите става при достатъчно силна миграция на йони, която е възможна само при много високи температури(600-700 °С). Второто необходимо условие е силен натиск, който води до появата на ивици. Освен това, последните могат да бъдат както прави, така и извити и с различна дебелина.

Характерна особеност на текстурата на гнайса е също, че неговите ленти не са непрекъснати листове или плочи, а слоеве със зърнеста структура. В повечето случаи минералните гранули се виждат с просто око.

Визуално гнайсите може да изглеждат различно. Всеки вид порода от този тип има уникален модел. Черните и светли минерални слоеве могат да бъдат прави, вълнообразни или с неправилна форма. В последния случай подреждането им изглежда хаотично. При някои камъни лентите са толкова дебели, че структурата на гнайса се вижда само върху достатъчно голямо парче скала.

Обща информация

Гнайсът е много разпространен вид скала, най-характерна за по-ниските зони на континенталната кора. Въпреки това, на някои места често се среща на повърхността. Това се среща в части на света, където кристалните скали не са покрити от седиментни слоеве (Скандинавия, Канада и др.).

Отговорът на въпроса какво е гнайс не винаги е бил еднозначен. За първи път този термин е използван от Агрикола през 1556 г. за обозначаване на скала с желязоносни вени. Предполага се, че основата на съвременната употреба на това име е положена през 1786 г. от Вегнер. Той определи гнайса като фелдшпатова скала с кварцова слюда игруба шистова структура.

Характеристики на метаморфни скали

Метаморфни скали се наричат, които се образуват в резултат на трансформацията на прекурсори от магматичен или седиментален произход. Промените са свързани основно с тектонски процеси, които водят до факта, че определени части от земната кора попадат в условия на повишена температура и налягане. Това задейства поредица от физични и химични процеси, които водят до:

• до прекристализация - промяна в ориентацията, местоположението и структурата на минералите;
• дехидратация;
• миграция на решения;
• трансформация на едни химични съединения в други;
• въвеждане на нови компоненти на композицията.

В резултат на това оригиналната скала (утаечна, магматична или метаморфна) придобива напълно различни свойства. В същото време степента на промяна зависи от силата и продължителността на влиянието на факторите, предизвикващи трансформацията.

Типични примери за метаморфни скали са кварцит, мрамор и шисти, образувани съответно от пясъчник, варовик и глина. Магматични и седиментни протолити се държат различно по време на трансформацията. Често метаморфизмът протича на няколко етапа.

Гнайсът е пример за висококачествена метаморфна скала. Това означава, че е образувано при много тежки физически условия.

Структура и състав на гнайса

Както беше отбелязано по-горе, компонентният състав на гнайса е доста променлив. Въпреки това, при всички породи от тази група е възможноидентифицират редица най-често срещани минерали. Повечето гнайси се основават на:

• фелдшпат (ортоклаз, плагиоклаз);
• кварц;
• слюда (бисковит, биотит и др.).

Малко количество може да съдържа рогова обманка (авгит), както и различни примеси.

Минералният спектър може също да включва:

• графит;
• ставролит;
• kyanite;
• гранат;
• силиманит;
• амфиболи;
• порфиробласти;
• епидот.

Общо взето можем да кажем, че структурата на гнайса се формира от светли и тъмни силикати, които образуват неправилни субпаралелни ивици с дебелина от 1 до 10 mm. Въпреки това, понякога те могат да бъдат много по-дебели. Това предполага, че такъв гнайс е претърпял частично топене или въвеждане на нов материал. Такива промени настъпват при прехода към друг вид скала - мигматит.

Въпреки добре развитото наслояване, ключовото свойство на гнайса е целостта. Това е доста силна порода. Под въздействието на товари, той не се разцепва по равнините на ламиниране, както, например, шисти. Това се обяснява с факта, че по-малко от 50% от минералните зърна получават правилната ориентация в гнайса. В резултат на това се образува доста груба слоеста структура. Естеството на разцепването е един от ключовите параметри, чрез които е възможно да се определи коя скала е гнайс и коя е филит или шисти.

Светлите ивици обикновено се образуват от фелдшпат икварц, а тъмните - основни минерали (рогова обманка, пироксен, биотит и др.).

Формиране на порода

Гнайсът се образува в резултат на прекристализация на минерални зърна под силна топлина и налягане. Този процес протича на границата на сблъсъка на плочата и се нарича регионален метаморфизъм. По време на тези промени минералните зърна се увеличават по размер и се разделят на ленти, което прави скалата по-стабилна.

Гнайсът може да се образува от различни прекурсори, включително:

• отлагания от глина и пясък;
• магмени скали;
• силико-карбонатни и карбонатни отлагания.

Най-типичният гнайсов протолит е шисти. Под влияние на температурата и налягането се превръща във филит, след това в метаморфен шист и накрая в гнайс. Този процес е придружен от превръщането на глинестите компоненти на оригиналната скала в слюди, които в резултат на прекристализация се трансформират в гранулирани минерали. Появата на последния се счита за границата на прехода към гнайс.

Диаритът също е доста често срещан протолит. Гранитът може да служи и като предшественик, който в резултат на излагане на висока температура и налягане придобива ивица структура. Такъв гнайс се нарича гранит. По време на образуването му минералогични трансформации практически не се случват. Промените са предимно структурни.

Гранитният гнайс също се образува в резултат на метаморфизма на някои седиментни скали. Краен продукттрансформацията им има лентова структура и минералогичен състав, подобен на гранит.

Класификация

Класификацията на скалите се основава на четири характеристики на гнайса:

• протолит тип;
• протолитно име;
• минерален състав;
• структура и текстура.

Двойният термин обикновено се използва за обозначаване на порода. Например, наличието на думата "гранит" в името показва, че такъв гнайс е образуван от гранит, а "диорит" - от диорит. В този случай квалифициращият термин съответства на конкретен протолит.

Класификацията според вида на породата предшественик е по-широка. Според нея всички гнайси се делят на два вида:

• ортогнайси - образувани от магмени скали;
• paragneisses - произлизат от седиментни скали.

Следните видове гнайси се отличават с минералния си състав:

• пироксен;
• алкален;
• амфибол;
• biotite;
• две слюди;
• мускулна;
• плагиогнайзи.

Ако няма квалифициращ термин преди думата "гнейс", тогава съставът на компонента се счита условно за класически (фелдшпат, кварц, биотит).

Структурната класификация характеризира формата и подредбата на слоевете. Тъмните и светлите ленти могат да образуват различни текстури, във връзка с които се разграничават дървесни, листни, лентови гнайси и др.

Физични и механични свойства

В рамките на групата гнайс, степента на срязване на различни скаливарира в доста широк диапазон и следователно показателите за физични и механични свойства варират значително. Експериментално бяха установени следните стойности за основните характеристики:

• плътност - 2650-2870 g/m³;
• водопоглъщане - 0,2-2,3%;
• порьозност - 0,5-3,0%.

Общо взето, гнайсът може да бъде описан като тежка, твърда и груба скала с висока плътност и отчетливо слоеста структура, която е устойчива на разцепване. Твърдостта на този камък е сравнима със стоманата.

Практическо приложение

Гнайсът се използва широко в строителството и ландшафтния дизайн. Повечето от този камък се използва за направата на чакъл и натрошен камък, но тази скала също е подходяща:

• за полагане на основи;
• за правене на плочки;
• за лице към тротоари, насипи;
• като развалин камък.

Предимствата на гнайса като строителен материал са неговата здравина и устойчивост на битови киселини. Естетическата красота на този камък го прави подходящ за производство на облицовъчни плочки. Гнайсът често се заменя с гранита, тъй като последният е много по-скъп за добиване.