Що таке гнейс? Метаморфічні гірські породи. Походження, склад, властивості та застосування гнейсів

Що таке гнейс? Метаморфічні гірські породи. Походження, склад, властивості та застосування гнейсів


Гнейс - грубозерниста порода метаморфічного походження з характерною структурою у вигляді шарів різних мінералів, що чергуються. У результаті такого розташування він має смугастий вигляд. Термін "" гнейс "" не асоціюється з певним мінеральним складом, оскільки останній сильно варіюється і залежить від протоліту (попередника). Ця гірська порода має безліч різновидів.

Що таке гнейс

Як вже було зазначено вище, найменування "" гнейс "" є показником текстури, а не компонентного складу. Під це визначення потрапляють безліч метаморфічних порід з смугастою структурою, що відображає поділ світлих і темних мінералів. Такий тип розташування свідчить про жорсткість умов формування всіх гнейсів.

Поділ мінералів відбувається при досить сильній міграції іонів, яка можлива тільки при дуже високій температурі (600-700 ° С). Другою необхідною умовою є сильний тиск, який призводить до появи смужок. Притому останні можуть бути як прямими, так і викривленими і мати різну товщину.

Характерною рисою гнейсової текстури є також те, що її смуги являють собою не суцільні листи або пластини, а шари з зернистою структурою. У більшості випадків мінеральні гранули видно неозброєним оком.

Візуально гнейси можуть виглядати по-різному. Кожен різновид породи даного типу має унікальний малюнок. Чорні та світлі мінеральні шари можуть бути прямими, хвилястими або мати неправильну форму. В останньому випадку їх розташування виглядає хаотичним. У деяких каменях смуги настільки товсті, що гнейсова структура видна тільки на шматку породи досить великого розміру.

Загальна інформація

Гнейс - дуже поширений тип гірської породи, найбільш характерний для нижніх зон континентальної кори. Однак у деяких місцях він часто перебуває на поверхні. Таке зустрічається в тих частинах земної кулі, де кристалічні породи не вкриті шаром осадових (Скандинавія, Канада тощо).

Відповідь на питання, що таке гнейс, не завжди була однозначною. Вперше цей термін вживаний Агріколою в 1556 році для позначення гірської породи, що має залізовмісні жили. Основи сучасного вживання цієї назви імовірно заклав у 1786 році Вегнер. Він визначав гнейс як породу польового шпата з кварцовою шаром і крупно-сланцюватою структурою.

Особливості метаморфічних гірських порід

Метаморфічними називають гірські породи, які утворюються в результаті перетворення попередників магматичного або осадового походження. Зміни переважно пов 'язані з тектонічними процесами, які призводять до того, що певні ділянки земної кори потрапляють в умови підвищених температури і тиску. Це запускає ряд фізико-хімічних процесів, які наводять:

  • до перекристалізації - зміни орієнтації, розташування і структури мінералів;
  • зневодненню;
  • міграції розчинів;
  • перетворенню одних хімічних сполук на інші;
  • впровадженню нових компонентів складу.

У результаті початкова порода (осадова, магматична або ж метаморфічна) набуває зовсім інших властивостей. При цьому ступінь зміни залежить від сили і тривалості впливу факторів, що викликають перетворення.

Типовими прикладами метаморфічних гірських порід є кварцит, мармур і глинистий сланець, сформовані з піщаника, вапняку і глини відповідно. Магматичні та осадові протоліти під час перетворення поводяться по-різному. Часто метаморфізм здійснюється в кілька стадій.

Ґнейс - приклад метаморфічної гірської породи високої якості. Це означає, що він формувався в дуже жорстких фізичних умовах.

Структура і склад гнейсу

Як вже було зазначено вище, компонентний склад гнейсу досить варіабельний. Однак у всіх породах цієї групи можна виділити ряд мінералів, що найбільше зустрічаються. Основу більшості гнейсів складають:

  • польовий шпат (ортоклаз, плагіоклаз);
  • кварц;
  • слюди (бісковить, біотит тощо).

У невеликій кількості може бути рогова обманка (авгіт), а також різні домішки.

У мінеральний спектр можуть також входити:

  • графіт;
  • ставроліт;
  • кіаніт;
  • гранат;
  • силлиманит;
  • амфіболи;
  • порфіробласти;
  • епідот.

Узагальнено можна сказати, що структура гнейсу формується світлими і темними силікатами, які утворюють нерегулярні підпараллельні смуги товщиною від 1 до 10 мм. Однак іноді вони можуть бути набагато товщими. Це говорить про те, що такий гнейс зазнав часткове плавлення або введення нового матеріалу. Такі зміни відбуваються при переході до іншого типу породи - мігматиту.

Незважаючи на добре розвинену слоїстість, ключовою властивістю гнейсу є цілісність. Це досить міцна порода. Під впливом навантажень вона не розколюється вздовж площин шару, як, наприклад, сланець. Це пояснюється тим, що правильну орієнтацію в гнейсі отримують менше 50% мінеральних зерен. У результаті формується досить груба шаркоста структура. Характер розщеплення - один з ключових параметрів, за яким можна визначити, яка порода - гнейс, а яка - філліт або сланець.

Світлі смуги зазвичай утворені польовим шпатом і кварцем, а темні - мафічними мінералами (рогова обманка, пироксен, біотит тощо).

Формування породи

Гнейс утворюється в результаті перекристалізації мінеральних зерен при сильному нагріванні і тиску. Цей процес відбувається на кордоні зіткнення плит і називається регіональним метаморфізмом. В ході таких змін мінеральні зерна збільшуються в розмірах і розділяються на смуги, що робить породу більш стійкою.

Гнейс може формуватися з різних попередників, включаючи:

  • глинисті та піщані відкладення;
  • магматичні породи;
  • силіко-карбонатні та карбонатні відкладення.

Найбільш типовий протолить гнейса - сланець. Під впливом температури і тиску він перетворюється на філліт, потім на метаморфічний сланець і нарешті на гнейс. Цей процес супроводжується перетворенням глинистих компонентів початкової породи на шари, які перетворюються на гранульовані мінерали. Поява останніх вважається кордоном переходу в гнейс.

До досить поширених протолітів відносять також діарит. В якості попередника може служити і граніт, який в результаті впливу високої температури і тиску набуває смугасту структуру. Такий гнейс називають гранітним. При його формуванні мінералогічних перетворень практично не відбувається. Зміни мають переважно структурний характер.

Гранітний гнейс також формується в результаті метаморфізму деяких осадових порід. Кінцевий продукт їх перетворення має смугасту структуру і мінералогічний склад, подібний граніту.

Класифікація

Класифікація породи заснована на чотирьох характеристиках гнейсу:

  • типі протоліту;
  • назві протоліту;
  • мінеральному складі;
  • структурі та текстурі.

Для позначення різновиду породи зазвичай використовують подвійний термін. Наприклад, наявність у назві слова "" гранітний "" вказує на те, що такий гнейс утворився з граніту, а "" діоритний "- з діориту. В даному випадку уточнюючий термін відповідає конкретному протоліту.

Класифікація за типом породи-попередника більш широка. Згідно з нею всі гнейси підрозділюють на два види:

  • ортогнейси - сформувалися з магматичних порід;
  • парагнейси - сталися з осадових порід.

За мінеральним складом розрізняють такі види гнейсів:

  • піроксенові;
  • лужні;

Практичне застосування

Гнейс широко застосовують у будівництві і ландшафтному дизайні. Велика частина цього каменю використовується для виготовлення гравію і щебеню, однак ця порода також підходить:

  • для кладки фундаментів;
  • для виготовлення плитки;
  • для облицювання тротуарів, набережних;
  • як бутовий камень.

Плюсами гнейсу як будівельного матеріалу є його міцність і стійкість до впливу побутових кислот. Естетична краса цього каменю робить його підходящим для виготовлення облицювальних плит. Гнейсом часто замінюють граніт, оскільки видобуток останнього обходиться набагато дорожче.