A gneisz metamorf eredetű, durva szemcséjű kőzet, amelynek jellegzetes szerkezete különböző ásványok váltakozó rétegei. Ennek az elrendezésnek köszönhetően csíkos megjelenésű. A "gneisz" kifejezés nem kapcsolódik egy adott ásványi összetételhez, mivel az utóbbi nagyon változó, és a protolittól (prekurzortól) függ. Ennek a sziklának sok fajtája van.
Mi az a gneisz
Amint fentebb megjegyeztük, a „gneisz” elnevezés a textúrát jelzi, nem pedig az összetevők összetételét. Ez a meghatározás számos metamorf kőzetet tartalmaz, amelyek sávos szerkezetűek, tükrözve a világos és sötét ásványok szétválását. Ez a fajta elhelyezkedés az összes gneisz kialakulásának körülményeinek merevségét jelzi.
Az ásványok szétválása kellően erős ionmigrációval megy végbe, ami csak nagyon magas hőmérsékleten lehetséges(600-700 °C). A második szükséges feltétel az erős nyomás, ami csíkok megjelenéséhez vezet. Sőt, az utóbbiak lehetnek egyenesek és ívek is, és különböző vastagságúak.
A gneisz textúrára jellemző az is, hogy sávjai nem összefüggő lapok vagy lemezek, hanem szemcsés szerkezetű rétegek. A legtöbb esetben az ásványi granulátumok szabad szemmel is láthatóak.
Vizuálisan a gneiszek eltérően nézhetnek ki. Az ilyen típusú fajták mindegyikének egyedi mintája van. A fekete és világos ásványi rétegek lehetnek egyenesek, hullámosak vagy szabálytalan alakúak. Az utóbbi esetben az elrendezésük kaotikusnak tűnik. Egyes kövekben a sávok olyan vastagok, hogy a gneisz szerkezet csak kellően nagy kődarabon látszik.
Általános információ
A gneisz nagyon elterjedt kőzettípus, leginkább a kontinentális kéreg alsó zónáira jellemző. Néhány helyen azonban gyakran megtalálható a felszínen. Ez megtalálható a világ azon részein, ahol a kristályos kőzeteket nem fedi üledékes réteg (Skandinávia, Kanada stb.).
A válasz arra a kérdésre, hogy mi a gneisz, nem mindig volt egyértelmű. Ezt a kifejezést először Agricola használta 1556-ban egy vastartalmú erekkel rendelkező kőzet megjelölésére. E név modern használatának alapját állítólag 1786-ban Wegner fektette le. A gneiszt földpát kőzetként határozta meg kvarc csillámmal ésdurva palaszerkezet.
A metamorf kőzetek jellemzői
Metamorf kőzeteknek nevezzük, amelyek magmás vagy üledékes eredetű prekurzorok átalakulása következtében keletkeznek. A változások főként tektonikai folyamatokhoz kapcsolódnak, amelyek oda vezetnek, hogy a földkéreg egyes részei emelkedett hőmérséklet és nyomás körülményei közé kerülnek. Ez egy sor fizikai és kémiai folyamatot indít el, amelyek eredménye:
- átkristályosításhoz - az ásványok orientációjának, elhelyezkedésének és szerkezetének megváltoztatása;
- kiszáradás;
- megoldások migrációja;
- egyes kémiai vegyületek átalakulása másokká;
- a kompozíció új összetevőinek bemutatása.
Ennek eredményeként az eredeti kőzet (üledékes, magmás vagy metamorf) teljesen más tulajdonságokat kap. Ugyanakkor a változás mértéke függ az átalakulást okozó tényezők hatásának erősségétől és időtartamától.
A metamorf kőzetek tipikus példái a kvarcit, a márvány és az agyagból képződő kvarcit, mészkő és agyag. A magmás és üledékes protolitok eltérően viselkednek az átalakulás során. A metamorfózis gyakran több szakaszban megy végbe.
A gneisz a kiváló minőségű metamorf kőzet példája. Ez azt jelenti, hogy nagyon kemény fizikai körülmények között jött létre.
A gneisz szerkezete és összetétele
Amint fentebb megjegyeztük, a gneisz összetevőinek összetétele meglehetősen változó. Ennek a csoportnak minden fajtájában azonban lehetségesazonosítani a leggyakoribb ásványokat. A legtöbb gneisz alapja:
- földpát (ortoklász, plagioklász);
- kvarc;
- csillám (biszkovit, biotit stb.).
Kis mennyiségben hornblendet (augitet), valamint különféle szennyeződéseket tartalmazhat.
Az ásványi spektrum a következőket is magában foglalhatja:
- grafit;
- staurolit;
- kyanit;
- gránát;
- sillimanit;
- amfibolok;
- porfiroblasztok;
- epidot.
Általában elmondható, hogy a gneisz szerkezetét világos és sötét szilikátok alkotják, amelyek 1-10 mm vastagságú, szabálytalan szubparallel csíkokat alkotnak. Néha azonban sokkal vastagabbak lehetnek. Ez arra utal, hogy az ilyen gneisz részleges megolvadáson vagy új anyag bevezetésén ment keresztül. Az ilyen változások egy másik kőzettípusra - a migmatitra való átmenet során következnek be.
A jól fejlett rétegezés ellenére a gneisz legfontosabb tulajdonsága az integritás. Ez egy meglehetősen erős fajta. Terhelés hatására nem hasad fel a laminálási síkok mentén, mint például a pala. Ez azzal magyarázható, hogy az ásványi szemcsék kevesebb mint 50%-a kapja meg a megfelelő orientációt a gneiszben. Ennek eredményeként meglehetősen durva réteges szerkezet alakul ki. A hasítás természete az egyik kulcsparaméter, amely alapján meg lehet határozni, hogy melyik kőzet a gneisz, és melyik a filit vagy agyagpala.
A világos csíkokat általában a földpát éskvarc, és sötétek - mafikus ásványok (szarv keverék, piroxén, biotit stb.).
Fajtaképzés
A gneisz ásványi szemcsék erős hő és nyomás alatti átkristályosodása eredményeként keletkezik. Ez a folyamat a lemezütközési határon megy végbe, és regionális metamorfizmusnak nevezik. E változások során az ásványszemcsék mérete megnő, és sávokra válnak szét, így a kőzet stabilabb lesz.
A gneisz számos előanyagból képződhet, többek között:
- agyag és homok lerakódások;
- magmás kőzetek;
- szilícium-karbonát- és karbonátlerakódások.
A legjellemzőbb gneisz protolit az agyagpala. Hőmérséklet és nyomás hatására filitté, majd metamorf palává, végül gneiszgé alakul. Ezzel a folyamattal együtt jár az eredeti kőzet agyagkomponenseinek csillámmá alakulása, amely az átkristályosodás eredményeként szemcsés ásványokká alakul át. Ez utóbbi megjelenését tekintik a gneiszre való átmenet határának.
A Diarite szintén meglehetősen gyakori protolit. A gránit prekurzorként is szolgálhat, amely a magas hőmérséklet és nyomás hatására csíkos szerkezetet kap. Az ilyen gneiszt gránitnak nevezik. Kialakulása során ásványtani átalakulások gyakorlatilag nem következnek be. A változtatások túlnyomórészt strukturálisak.
A gránitgneisz egyes üledékes kőzetek metamorfózisának eredményeként is keletkezik. Végtermékátalakulásuk sávos szerkezetű és a gránithoz hasonló ásványtani összetételű.
Osztályozás
A kőzetek besorolása a gneisz négy jellemzőjén alapul:
- protolit típus;
- protolitnév;
- ásványi összetétel;
- struktúra és textúra.
A fajtafajták megjelölésére általában kettős kifejezést használnak. Például a „gránit” szó jelenléte a névben azt jelzi, hogy az ilyen gneisz gránitból, a „diorit” pedig dioritból keletkezett. Ebben az esetben a minősítő kifejezés egy adott protolitnak felel meg.
Az elődfajták típusa szerinti besorolás szélesebb. Elmondása szerint minden gneisz két típusra osztható:
- ortogneiszek - magmás kőzetekből képződnek;
- paragneiss - üledékes kőzetekből származik.
A következő típusú gneiszeket különböztetik meg ásványi összetételük alapján:
- piroxén;
- lúgos;
- amfibol;
- biotit;
- kétcsillám;
- izmos;
- plagiogneisses.
Ha a "gneisz" szó előtt nincs minősítő kifejezés, akkor az összetevő összetétele feltételesen klasszikusnak minősül (földpát, kvarc, biotit).
A szerkezeti osztályozás a rétegek alakját és elrendezését jellemzi. A sötét és világos sávok különböző textúrákat alkothatnak, amelyek kapcsán megkülönböztethető a faszerű, levél-, szalaggneisz stb.
Fizikai és mechanikai tulajdonságok
A gneisz csoporton belül a különböző kőzetek nyírási mértékemeglehetősen széles tartományban változik, ezért a fizikai és mechanikai tulajdonságok mutatói nagymértékben ingadoznak. Kísérletileg a következő értékeket határozták meg a fő jellemzőkre:
- sűrűség - 2650-2870 g/m3;
- vízfelvétel - 0,2-2,3%;
- porozitás - 0,5-3,0%.
A gneisz általában nehéz, kemény és durva kőzetként írható le, nagy sűrűséggel és kifejezetten réteges szerkezettel, amely ellenáll a hasadásnak. Ennek a kőnek a keménysége az acéléhoz hasonlítható.
Gyakorlati alkalmazás
A gneisz széles körben használatos az építőiparban és a tájtervezésben. Ennek a kőnek a nagy részét kavics és zúzottkő készítésére használják, de ez a kő is megfelelő:
- alapozáshoz;
- csempe készítéséhez;
- homlokzati járdákhoz, töltésekhez;
- törmelékként.
A gneisz, mint építőanyag előnyei az erőssége és a háztartási savakkal szembeni ellenálló képessége. E kő esztétikai szépsége alkalmassá teszi burkolólapok gyártására. A gránitot gyakran gneisz helyettesíti, mivel az utóbbit sokkal drágábban bányászom.
