Dlaczego kwarcyt jest twardszy niż jego macierzysta skała?

Kwarcyt to skała metamorficzna, która powstaje, gdy jego macierzysta skała, piaskowiec, zostaje zakopana, a następnie podgrzana i/lub skompresowana. Piaskowiec to skała osadowa, utworzona z zwietrzałych lub zerodowanych pozostałości innych skał. Skały te mogą być metamorficzne, osadowe lub magmowe (skały magmowe powstają, gdy magma lub stopiona skała ochładza się wewnątrz ziemi lub na powierzchni). Aby zrozumieć, dlaczego kwarcyt jest twardszy niż piaskowiec, warto trochę zrozumieć cykl skalny.

Daleko pod powierzchnią Ziemi stopione skały i minerały tworzą magmę, która może zostać uwięziona which kieszenie pod Ziemią i ochładzają się tam lub są przenoszone na powierzchnię przez aktywność wulkaniczną, gdzie nazywa się to lawa. Kiedy się ochładza, magma lub lawa staje się skałą magmową. Pod powierzchnią ciepło i ciśnienie ostatecznie przekształcają skałę magmową w skałę metamorficzną. Nad powierzchnią wiatr i woda ostatecznie wietrzą skałę magmową. Cząstki, zwane osadami, są odprowadzane, aby osadzać się warstwami w innym miejscu, ostatecznie stając się skałą osadową.

W miarę odkładania się warstwy osadu na warstwie, woda jest wyciskana spomiędzy cząstek i minerałów, a ciśnienie spaja cząstki ze sobą, zamieniając je w skałę osadową. W szczególności piaskowiec to skała osadowa spojona razem kalcytem, ​​gliną lub krzemionką. Według Wydziału Nauk o Ziemi i Środowisku Uniwersytetu Kentucky około 75 procent powierzchni Ziemi i prawie całego dna oceanicznego pokrywają osady i skały osadowe. Skała osadowa nagrzewa się pod wpływem ciśnienia, tarcia lub rozpadu radioaktywnego. Podczas pieczenia przechodzi metamorfozę, tworząc kryształy, by w końcu stać się skałą metamorficzną.

Różne kombinacje ciepła i ciśnienia na skałę osadową tworzą różne typy skał metamorficznych. W szczególności kwarcyt może być formowany albo w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, albo w wysokiej temperaturze i pod niskim ciśnieniem. Krystalizacja lub rekrystalizacja skał osadowych odbywa się w temperaturze od 700 do 900 stopni Celsjusza lub około 1300 do 1650 stopni Fahrenheita, według NASA Classroom of the Future. Po tym momencie skały zaczynają się topić, ponownie tworząc magmę pod powierzchnią Ziemi, aby rozpocząć proces od nowa.

Kiedy piaskowiec skał osadowych jest spojony ze sobą przez krzemionkę mineralną, jest znany jako piaskowiec kwarcowy. Krzemionka, czyli kwarc, jest jednym z najobficiej występujących minerałów w skorupie ziemskiej. Kwarc jest twardym, trwałym minerałem, a gdy inne materiały tworzące piaskowiec są zwietrzałe, kwarc jest często wszystkim, co pozostaje i pozostaje prawie nienaruszony. Kiedy ciepło i ciśnienie działają na piaskowiec bogaty w kwarc, powstała twarda skała metamorficzna nazywana jest kwarcytem.

Kwarcyt zawiera co najmniej 90 procent kwarcu, a ponieważ kwarcyt jest metamorficzny, jest twardy, zwarty i odporny na warunki atmosferyczne. Według Wydziału Nauk Geologicznych Uniwersytetu Stanowego Kalifornijskiego Politechniki w Pomona często można go znaleźć na wzgórzach lub masywach górskich, na przykład na niektórych grzbietach Appalachów. Ale formacje kwarcytowe można znaleźć na całym świecie, w tym w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Norwegii, Szwecji, Włoszech i Afryce Południowej, chociaż ta lista w żadnym wypadku nie jest wyczerpująca.