Какво представляват гнайсите? Метаморфни скали. Произход, състав, свойства и приложение на гнайсите

Гнайсът е едрозърнеста скала от метаморфен произход с характерна структура под формата на редуващи се слоеве от различни минерали. В резултат на това позициониране тя има лентов вид. Терминът "гнайс" не се свързва с конкретен минерален състав, тъй като той варира в широки граници и зависи от протолита (прекурсора). Това е скала, която се среща в много разновидности.

Какво е гнайс

Както вече споменахме, името на скалата е показател за текстурата, а не за "Гнайс" е показател за текстурата, а не за състава на компонента. Под това определение попадат много метаморфни скали с ивичеста структура, отразяваща разделянето на светли и тъмни минерали. Това разположение е показателно за твърдостта на условията на образуване на всички гнайси.

Разделянето на минералите става чрез доста силна йонна миграция, която е възможна само при много високи температури (600-700 °C). Втората предпоставка е силният натиск, който води до появата на ленти. Освен това те могат да бъдат както прави, така и извити и с различна дебелина.

Друга характерна черта на текстурата на гнайса е, че неговите ивици не са непрекъснати плочи или плочи, а слоеве със зърнеста структура. В повечето случаи минералните зърна са видими с просто око.

Визуално гнайсът може да изглежда различно. Всяка разновидност на този тип скала има уникален модел. Черните и светлите минерални слоеве могат да бъдат прави, вълнообразни или с неправилна форма. В последния случай подреждането им изглежда хаотично. При някои камъни ивиците са толкова дебели, че текстурата на гнайса се вижда само върху достатъчно голямо парче скала.

Обща информация

Гнайсът е много разпространен вид скала, най-характерна за долните зони на континенталната кора. На някои места обаче тя често се намира на повърхността. Това се среща в онези части на земното кълбо, където кристалните скали не са покрити със слой от седиментни скали (Скандинавия, Канада и др.). д.).

Отговорът на въпроса какво представлява гнайсът не винаги е бил много ясен. Терминът е използван за първи път от Агрикола през 1556 г. за обозначаване на скала с железни жилки. Твърди се, че основите на съвременното използване на името са положени през 1786 г. от Вегенер. Той определя гнайса като фелдшпатова скала с кварцова слюда и груба шистозна структура.

Особености на метаморфните скали

Метаморфните скали са скали, които се образуват в резултат на трансформация на предшественици с магматичен или седиментен произход. Промените се дължат предимно на тектонични процеси, които предизвикват повишаване на температурата и налягането в определени области на земната кора. Това предизвиква поредица от физични и химични процеси, които водят до образуването на гнайс:

• до рекристализация - промяна в ориентацията, подредбата и структурата на минералите;
• обезводняване;
• миграция на решения;
• превръщането на едни химични съединения в други;
• Въвеждане на нови компоненти на състава.

В резултат на това първоначалната скала (седиментна, магмена или метаморфна) придобива много различни свойства. Степента на промяна зависи от силата и дълготрайността на факторите, които са предизвикали трансформацията.

Типични примери за метаморфни скали са кварцитът, мраморът и шистите, образувани съответно от пясъчник, варовик и глина. Магмените и седиментните протолити се държат различно по време на трансформацията. Метаморфизмът често протича на няколко етапа.

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

Структура и състав на гнайса

Както вече беше споменато по-горе, съставът на гнайса е доста променлив. Въпреки това някои от най-разпространените минерали могат да бъдат идентифицирани във всички скали от тази група. По-голямата част от гнайсите са съставени от:

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

Възможно е да има малко количество рогозки (аугит), както и различни примеси от.

Минералният спектър може да включва и:

• графит;
• стауролит;
• кианит;
• гранат;
• силиманит;
• амфиболи;
• порфиробласти;
• епидот.

Като цяло може да се каже, че текстурата на гнайса се формира от светли и тъмни силикати, които образуват неправилни субпаралелни ленти с дебелина от 1 до 10 mm. Понякога обаче те могат да бъдат много по-дебели. Това предполага, че този гнайс е претърпял частично топене или внасяне на нов материал. Такива промени настъпват при прехода към друг вид скала - мигматит.

Въпреки добре развитата фолиация, основната характеристика на гнайса е целостта на. Това е доста здрава скала. Под действието на натоварванията той не се разцепва по плоскостите на наслояване, както например шистите. Това може да се обясни с факта, че в гнайса по-малко от 50 % от минералните зърна имат правилна ориентация. Резултатът е сравнително груба многопластова структура. Характерът на разцепването е един от ключовите параметри за определяне на това коя скала е гнайс и коя е филит или шисти.

Светлите ивици обикновено са образувани от фелдшпат и кварц, а тъмните - от мафични минерали (рогбенд, пироксен, биотит и др.).д).

Образуване на скалата

Гнайсът се образува от рекристализацията на минерални зърна при интензивна топлина и налягане. Този процес протича на границата на сблъсъка на плочите и се нарича регионален метаморфизъм. По време на тези промени минералните зърна увеличават размера си и се разделят на ивици, което прави скалата по-стабилна.

Гнайсът може да се образува от различни предшественици, включително:

• глинести и пясъчни залежи;
• магмени скали;
• силициево-карбонатни и карбонатни находища.

Най-типичният протолит в гнайса е шисти. Под въздействието на температурата и налягането той се превръща във филит, след това в метаморфен шист и накрая в гнайс. Този процес е съпроводен с превръщането на глинестите компоненти на вместващата скала в слюда, която в резултат на рекристализацията се превръща в гранулиран минерал. Появата на последния се счита за граница на прехода към гнайс.

Доста често срещаните протолити включват и диарит. Гранитът, който при висока температура и налягане придобива ивичеста структура, може да служи и като прекурсор. Такъв гнайс се нарича гранит. По време на образуването му почти не настъпва минералогична трансформация. Промените са предимно структурни.

Гранитният гнайс се образува и в резултат на метаморфизма на някои седиментни скали. Крайният продукт от тяхната трансформация има ивичеста структура и минерален състав, подобен на гранит.

Класификация

Класификацията на скалите се основава на четирите характеристики на гнайса:

• вид протолит;
• в името на протолита;
• минерален състав;
• структура и текстура.

Двойният термин обикновено се използва за обозначаване на разновидност на скалата. Например наличието в името на думата "гранит" показва, че този гнайс е образуван от гранит; и "диорит" - диорит. В този случай квалифициращият термин съответства на конкретния протолит.

Класификацията според вида на скалата-прародител е по-разширена. Той класифицира всички гнайси в два различни типа:

• orthogneiss - образуван от магмени скали;
• Паранейси - произлизат от седиментни скали.

Според минералния си състав се различават следните гнайси

• пироксен;
• алкален;
• амфибол;
• биотит;
• слюдест;
• мусковит;
• плагиогнайси.

Ако пред думата няма уточняващ термин "гнайс" не е предшестван от уточняващ термин, съставът на компонента се приема за класически (фелдшпат, кварц, биотит).

Структурната класификация характеризира формата и разположението на слоевете. Светлите и тъмните ивици могат да образуват различни текстури и по този начин се прави разграничение между дървесен, листов и ивичест гнайс.

Физико-механични свойства

В рамките на групата на гнайсите степента на калцификация на различните скали варира в широки граници, поради което стойностите на физичните и механичните свойства се различават значително. Следните стойности са определени експериментално за основните характеристики

• Плътност - 2650-2870 k g/m³;
• абсорбция на вода - 0,2-2,3 %;
• порьозност - 0,5-3,0 %.

Най-общо гнайсът може да се определи като тежка, твърда и груба на допир скала с висока плътност и ясно изразена слоеста, устойчива на разцепване структура. Твърдостта на този камък е сравнима със стоманата.

Практическо приложение

Гнайсът е широко разпространен използвани в строителството и ландшафтен дизайн. По-голямата част от този камък се използва за производство на Чакъл и трошен камък, но тази скала също е подходяща:

• за зидани основи;
• за производство на плочки;
• за облицовка на настилки, насипи;
• като ломен камък.

Предимствата на гнайса като строителен материал са неговата дълготрайност и устойчивост на обичайните киселини. Естетически красота на този камък го прави подходящ за производство на облицовъчни плочи. Гнайсът често се използва като заместител на гранита, тъй като получаването на първия е много по-скъпо.