Защо кварцитът е по-твърд от родителската си скала?

Кварцитът е метаморфна скала, образувана, когато родителската му скала, пясъчник, е заровена, след това нагрята и / или компресирана. Пясъчникът е седиментна скала, образувана от изветрели или ерозирани останки от други скали. Тези скали могат да бъдат метаморфни, седиментни или магматични (магматичните скали се образуват, когато магмата или разтопената скала се охлади или в земята, или на повърхността). За да се разбере защо кварцитът е по-твърд от пясъчника, помага да се разбере малко за скалния цикъл.

Далеч под повърхността на Земята скалите и минералите, които са се разтопили, образуват магма, която може да попадне в капан джобове под Земята и да се охладят там, или да бъдат изнесени на повърхността чрез вулканична активност, където тя се нарича лава. Когато се охлади, магмата или лавата се превръщат в магматична скала. Под повърхността топлината и налягането в крайна сметка превръщат магматичната скала в метаморфна скала. Над повърхността вятърът и водата в крайна сметка изветряват магматичната скала. Частиците, наречени утайки, се отнасят, за да се отлагат на слоеве другаде, в крайна сметка се превръщат в седиментна скала.

С отлагането на слой върху слой утайка, водата се изцежда между частиците и минералите и налягането циментира частиците заедно, превръщайки ги в седиментни скали. По-специално пясъчникът е седиментна скала, циментирана заедно от калцит, глина или силициев диоксид. Около 75 процента от повърхността на Земята и почти цялото океанско дъно е покрито от утайки и седиментни скали, според Университета в Кентъки, Катедра по земни и екологични науки. Седиментната скала се нагрява или от налягане, триене или радиоактивно разпадане. Докато се пече, той претърпява метаморфоза, образувайки кристали и в крайна сметка се превръща в метаморфна скала.

Различните комбинации от топлина и натиск върху седиментните скали образуват различни видове метаморфни скали. По-специално кварцитът може да се образува или от висока температура и високо налягане, или от висока температура и ниско налягане. Кристализацията или прекристализацията на седиментните скали се извършва между 700 до 900 градуса по Целзий или около 1300 до 1650 градуса по Фаренхайт, според Classroom of the Future на НАСА. След тази точка скалите започват да се топят, като отново образуват магма под повърхността на Земята, за да започнат процеса отначало.

Когато седиментният скален пясъчник се циментира заедно с минерала силициев диоксид, той е известен като кварцов пясъчник. Силициевият диоксид или кварцът е един от най-разпространените минерали в земната кора. Кварцът е твърд, издръжлив минерал и когато останалите материали, съставляващи пясъчник, се изветрят, кварцът често остава само той и остава доста непокътнат. Когато топлината и налягането работят върху богат на кварц пясъчник, получената твърда метаморфна скала се нарича кварцит.

Кварцитът съдържа най-малко 90 процента кварц и тъй като кварцитът е метаморфен, той е твърд, компактен и издържа на атмосферни влияния. Често се среща на хълмове или планински масиви, като например на някои хребети на Апалачи, според отдела за геоложки науки в Калифорнийския политехнически държавен университет, Помона. Но кварцитовите образувания се срещат по целия свят, включително в САЩ, Канада, Норвегия, Швеция, Италия и Южна Африка, въпреки че този списък по никакъв начин не е изчерпателен.