Zašto je kvarcit tvrđi od matične stijene?

Kvarcit je metamorfna stijena koja nastaje kada se matična stijena, pješčenjak, zakopa, zagrije i / ili sabije. Pješčenjak je sedimentna stijena, nastala od vremenskih ili erodiranih ostataka drugih stijena. Te stijene mogu biti metamorfne, sedimentne ili magmatske (magmatske stijene nastaju kad se magma ili rastaljena stijena ohlade, bilo unutar zemlje ili na površini). Da bi se razumjelo zašto je kvarcit tvrđi od pješčenjaka, pomaže nam razumjeti malo o ciklusu stijena.

Daleko ispod površine Zemlje, kamenje i minerali koji su se rastopili tvore magmu koja se može zarobiti džepove ispod Zemlje i ondje se hlade, ili će ih vulkanska aktivnost odnijeti na površinu, gdje se to naziva lava. Kad se ohladi, magma ili lava postaje magmatska stijena. Ispod površine, toplina i pritisak na kraju transformiraju magmatsku stijenu u metamorfnu stijenu. Iznad površine vjetar i voda vremenom odvode magmatsku stijenu. Čestice, nazvane sedimentom, odvoze se da bi se taložile u slojevima negdje drugdje, na kraju postajući sedimentna stijena.

Kako se taloži sloj na sloju sedimenta, voda se istiskuje između čestica i minerala, a pritisak cementira čestice zajedno, pretvarajući ih u sedimentne stijene. Pješčenjak je naročito sedimentna stijena zacementirana kalcitom, glinom ili silicijevim dioksidom. Oko 75 posto Zemljine površine i gotovo cijelo dno oceana prekriveno je sedimentima i sedimentnim stijenama, prema Odjelu za znanost o zemlji i okolišu Sveučilišta u Kentuckyju. Sedimentna se stijena zagrijava, bilo zbog pritiska, trenja ili radioaktivnog raspada. Dok se peče, on prolazi kroz metamorfozu, tvoreći kristale i na kraju postaje metamorfna stijena.

Različite kombinacije topline i pritiska na sedimentne stijene tvore različite vrste metamorfnih stijena. Kvarcit, posebno, može nastati ili visokom temperaturom i visokim tlakom ili visokom temperaturom i niskim tlakom. Kristalizacija ili rekristalizacija sedimentnih stijena odvija se između 700 do 900 Celzijevih stupnjeva ili oko 1.300 do 1.650 stupnjeva Fahrenheita, prema NASA-inoj učionici budućnosti. Nakon ove točke, stijene se počinju topiti, ponovno tvoreći magmu ispod površine Zemlje kako bi postupak započeo ispočetka.

Kada se sedimentni kameni pješčenjak zacementira mineralnim silicijevim dioksidom, poznat je kao kvarcni pješčenjak. Silicijev dioksid, ili kvarc, jedan je od najzastupljenijih minerala u Zemljinoj kori. Kvarc je tvrdi, postojani mineral, a kad se odmrznu i ostali materijali koji čine pješčenjak, kvarc je često sve što ostaje i ostaje prilično netaknut. Kada toplina i pritisak djeluju na pješčenjakom bogatim kvarcom, nastala tvrda metamorfna stijena naziva se kvarcit.

Kvarcit sadrži najmanje 90 posto kvarca, a budući da je kvarcit metamorfan, tvrd je, kompaktan i odolijeva vremenskim utjecajima. Često se nalazi na brdima ili planinskim masama, poput nekih grebena Apalačkog gorja, prema Odjelu za geološke znanosti na Kalifornijskom politehničkom državnom sveučilištu u Pomoni. Ali kvarcitne formacije pronađene su diljem svijeta, uključujući Sjedinjene Države, Kanadu, Norvešku, Švedsku, Italiju i Južnu Afriku, iako ovaj popis nikako nije iscrpan.