Hvorfor er kvartsit hårdere end dets forældersten?

Kvartsit er en metamorf sten, der dannes, når dens grundsten, sandsten, begraves derefter opvarmes og / eller komprimeres. Sandsten er en sedimentær klippe, dannet af forvitrede eller eroderede rester af andre klipper. Disse klipper kan være metamorfe, sedimentære eller magtfulde (magtagtige klipper dannes, når magma eller smeltet sten afkøles, enten inde i jorden eller på overfladen). For at forstå, hvorfor kvartsit er hårdere end sandsten, hjælper det med at forstå lidt om klippecyklussen.

Langt under jordens overflade danner klipper og mineraler, der er smeltet, magma, som kan blive fanget i lommer under jorden og afkøles der eller bæres til overfladen af ​​vulkansk aktivitet, hvor det kaldes lava. Når det køler af, bliver magma eller lava vulkansk sten. Under overfladen forvandler varme og tryk til sidst vulkansk sten til metamorf sten. Over overfladen vejr vind og vand til sidst den magtfulde klippe væk. Partiklerne, kaldet sediment, føres væk for at blive deponeret i lag andre steder og til sidst blive sedimentære klipper.

Når lag på lag af sediment afsættes, presses vand ud mellem partiklerne og mineraler, og trykcementerer partiklerne sammen og ændrer dem til sedimentær klippe. Især sandsten er en sedimentær klippe cementeret sammen af ​​calcit, ler eller silica. Cirka 75 procent af jordens overflade og næsten hele havbunden er dækket af sedimenter og sedimentær klippe, ifølge University of Kentucky Department of Earth and Environmental Sciences. Sedimentær klippe bliver opvarmet, enten fra tryk, friktion eller radioaktivt henfald. Når den bager, gennemgår den en metamorfose, der danner krystaller og bliver til sidst metamorf sten.

Forskellige kombinationer af varme og tryk på sedimentær sten danner forskellige typer metamorf sten. Især kvartsit kan dannes ved enten høj temperatur og højt tryk eller høj temperatur og lavt tryk. Krystallisering eller omkrystallisering af sedimentære klipper finder sted mellem 700 til 900 grader Celsius eller omkring 1.300 til 1.650 grader Fahrenheit, ifølge NASAs Fremtidens klasseværelse. Efter dette punkt begynder klipperne at smelte og danner igen magma under jordens overflade for at starte processen igen.

Når den sedimentære klippesandsten cementeres af mineralsk silica, er den kendt som kvartssandsten. Silica eller kvarts er et af de mest rigelige mineraler i jordskorpen. Kvarts er et hårdt, holdbart mineral, og når de andre materialer, der udgør sandsten, forvitres væk, er kvarts ofte alt, hvad der er tilbage, og det forbliver ret intakt. Når varme og tryk arbejder på kvartsrig sandsten, kaldes den resulterende hårde metamorfe sten kvartsit.

Kvartsit indeholder mindst 90 procent kvarts, og fordi kvartsit er metamorf, er det hårdt, kompakt og modstår vejrlig. Det findes ofte på bakker eller bjergmasser, såsom på nogle kamme af Appalachian Mountains, ifølge Geological Sciences Department ved California Polytechnic State University, Pomona. Men kvartsitformationer findes over hele verden, inklusive i USA, Canada, Norge, Sverige, Italien og Sydafrika, selvom denne liste på ingen måde er udtømmende.