Miks on kvartsiit raskem kui tema vanem kivi?

Kvartsiit on metamorfne kivim, mis tekib siis, kui selle algkivim, liivakivi maetakse, seejärel kuumutatakse ja / või surutakse kokku. Liivakivi on settekivim, mis on tekkinud teiste kivimite vananenud või kulunud jäänustest. Need kivimid võivad olla metamorfsed, settelised või tarditud (tardkivimid tekivad magma või sulatatud kivimi jahtumisel kas maa sees või pinnal). Mõistmaks, miks kvartsiit on liivakivist kõvem, aitab see kivimite tsüklist veidi aru saada.

Kaugel Maa pinna all moodustavad sulanud kivimid ja mineraalid magma, mis võib kinni jääda taskud Maa all ja seal jahedad või tuleb neid vulkaanilise tegevuse kaudu pinnale viia, kus seda nimetatakse laava. Kui see jahtub, muutub magma või laava tardkiviks. Pinna all muudavad soojus ja rõhk tardkivimi lõpuks moondekivimiks. Pinna kohal tuul ja vesi ajavad tardkivi lõpuks eemale. Osakesed, mida nimetatakse setteks, kantakse mujale kihtidesse ladestudes, muutudes lõpuks settekivimiks.

Kui kiht settekihti ladestub, pressitakse vesi osakeste ja mineraalide vahelt välja ja tsementeerib osakesed kokku, muutes need settekivimiks. Eelkõige on liivakivi kaltsiidi, savi või ränidioksiidiga kokku tsementeeritud settekivim. Kentucky ülikooli maa- ja keskkonnateaduste osakonna andmetel on umbes 75 protsenti Maa pinnast ja peaaegu kogu ookeanipõhi kaetud setete ja settekivimiga. Settekivim kuumeneb kas rõhu, hõõrdumise või radioaktiivse lagunemise tagajärjel. Küpsetades läbib see metamorfoosi, moodustades kristalle ja muutub lõpuks metamorfseks kivimiks.

Erinevad kuumuse ja rõhu kombinatsioonid settekivimile moodustavad erinevat tüüpi moondekivimid. Kvartsiiti saab moodustada kas kõrge temperatuuri ja kõrge rõhu või kõrge temperatuuri ja madala rõhu abil. NASA tuleviku klassiruumi andmetel toimub settekivimite kristallumine või ümberkristallumine vahemikus 700 kuni 900 kraadi Celsiuse järgi või umbes 1300 kuni 1650 kraadi Fahrenheiti järgi. Pärast seda hakkavad kivimid sulama, moodustades taas Maa pinna alla magma, et protsessi uuesti alustada.

Kui settekivimite liivakivi on mineraalse ränidioksiidi abil tsementeeritud, on see tuntud kui kvartsliivakivi. Ränidioksiid ehk kvarts on üks maapõues leiduvaid mineraale. Kvarts on kõva, vastupidav mineraal ja kui muud liivakivist moodustavad materjalid on ilmastikust väljas, jääb kvarts sageli alles ja see jääb üsna terveks. Kui kvartsirikkal liivakivil töötab soojus ja rõhk, nimetatakse tekkivat kõva metamorfset kivimit kvartsiidiks.

Kvartsiit sisaldab vähemalt 90 protsenti kvartsi ja kuna kvartsiit on metamorfne, on see kõva, kompaktne ja vastupidav ilmastikule. Pomonas asuva California polütehnikumi osariigi ülikooli geoloogiateaduste osakonna andmetel leidub seda sageli küngastel või mäemassidel, näiteks mõnel Appalachi mäestiku harjal. Kuid kvartsiidimoodustisi leidub kogu maailmas, sealhulgas Ameerika Ühendriikides, Kanadas, Norras, Rootsis, Itaalias ja Lõuna-Aafrikas, kuigi see loetelu pole sugugi ammendav.