Kwartsiet is een metamorf gesteente, gevormd wanneer het moedergesteente, zandsteen, wordt begraven en vervolgens wordt verwarmd en/of samengeperst. Zandsteen is een sedimentair gesteente, gevormd uit verweerde of geërodeerde overblijfselen van andere rotsen. Die rotsen kunnen metamorf, sedimentair of stollingsgesteente zijn (stollingsgesteenten worden gevormd wanneer magma, of gesmolten gesteente, afkoelt, hetzij in de aarde of op het oppervlak). Om te begrijpen waarom kwartsiet harder is dan zandsteen, helpt het om iets over de gesteentecyclus te begrijpen.
Stollingsgesteente
Ver onder het aardoppervlak vormen gesteenten en mineralen die zijn gesmolten magma dat kan worden gevangen in zakken onder de aarde en koelen daar af, of worden naar de oppervlakte gedragen door vulkanische activiteit, waar het wordt genoemd lava. Als het afkoelt, wordt magma of lava stollingsgesteente. Onder het oppervlak transformeren warmte en druk uiteindelijk stollingsgesteente in metamorf gesteente. Boven het oppervlak verweren wind en water uiteindelijk het stollingsgesteente. De deeltjes, sediment genaamd, worden weggevoerd om elders in lagen te worden afgezet en uiteindelijk sedimentair gesteente te worden.
Sedimentair gesteente
Terwijl laag na laag sediment wordt afgezet, wordt water tussen de deeltjes en mineralen uitgeperst en door druk worden de deeltjes aan elkaar gelijmd, waardoor ze in sedimentair gesteente veranderen. Zandsteen, in het bijzonder, is een sedimentair gesteente dat aan elkaar is gecementeerd door calciet, klei of silica. Ongeveer 75 procent van het aardoppervlak en bijna de hele oceaanbodem is bedekt met sedimenten en sedimentair gesteente, volgens het Department of Earth and Environmental Sciences van de University of Kentucky. Sedimentair gesteente wordt verwarmd, hetzij door druk, wrijving of radioactief verval. Terwijl het bakt, ondergaat het een metamorfose, vormt het kristallen en wordt het uiteindelijk metamorf gesteente.
Metamorf gesteente
Verschillende combinaties van warmte en druk op sedimentair gesteente vormen verschillende soorten metamorf gesteente. Vooral kwartsiet kan worden gevormd door hoge temperatuur en hoge druk of door hoge temperatuur en lage druk. Kristallisatie of herkristallisatie van sedimentair gesteente vindt plaats tussen 700 tot 900 graden Celsius of ongeveer 1.300 tot 1.650 graden Fahrenheit, volgens NASA's Classroom of the Future. Na dit punt beginnen de rotsen te smelten, waarbij opnieuw magma wordt gevormd onder het aardoppervlak om het proces helemaal opnieuw te beginnen.
Zandsteen, de ouder van kwartsiet
Wanneer het sedimentair gesteentezandsteen aan elkaar wordt gecementeerd door het minerale silica, staat het bekend als kwartszandsteen. Silica, of kwarts, is een van de meest voorkomende mineralen in de aardkorst. Kwarts is een hard, duurzaam mineraal en wanneer de andere materialen waaruit zandsteen bestaat, worden verweerd, is kwarts vaak het enige dat overblijft en blijft het redelijk intact. Wanneer warmte en druk werken op kwartsrijke zandsteen, wordt het resulterende harde metamorfe gesteente kwartsiet genoemd.
kwartsiet
Kwartsiet bevat ten minste 90 procent kwarts en omdat kwartsiet metamorf is, is het hard, compact en bestand tegen weersinvloeden. Het wordt vaak gevonden op heuvels of bergmassa's, zoals op sommige richels van de Appalachian Mountains, volgens de afdeling Geologische Wetenschappen van de California Polytechnic State University, Pomona. Maar kwartsietformaties worden over de hele wereld gevonden, ook in de Verenigde Staten, Canada, Noorwegen, Zweden, Italië en Zuid-Afrika, hoewel deze lijst zeker niet uitputtend is.