Почему кварцит тверже, чем его основная порода?

Кварцит - это метаморфическая порода, образующаяся, когда его материнская порода, песчаник, заглубляется, а затем нагревается и / или сжимается. Песчаник - это осадочная порода, образованная выветрившимися или размытыми остатками других горных пород. Эти породы могут быть метаморфическими, осадочными или магматическими (магматические породы образуются при охлаждении магмы или расплавленной породы либо внутри земли, либо на поверхности). Чтобы понять, почему кварцит тверже песчаника, стоит немного разобраться в круговороте горных пород.

Глубоко под поверхностью Земли расплавленные горные породы и минералы образуют магму, которая может попасть в ловушку. карманы под Землей и остывать там, или быть вынесенными на поверхность из-за вулканической активности, где это называется лава. Когда он остывает, магма или лава превращаются в вулканическую породу. Под поверхностью тепло и давление в конечном итоге превращают вулканическую породу в метаморфическую породу. Над поверхностью ветер и вода в конечном итоге выветривают вулканическую породу. Частицы, называемые осадком, уносятся и оседают слоями в другом месте, в конечном итоге становясь осадочной породой.

По мере того, как слой за слоем осаждается осадок, вода выдавливается между частицами и минералами, и давление цементирует частицы вместе, превращая их в осадочную породу. В частности, песчаник - это осадочная порода, цементированная кальцитом, глиной или кремнеземом. По данным Департамента наук о Земле и окружающей среде Университета Кентукки, около 75 процентов поверхности Земли и почти все дно океана покрыто отложениями и осадочными породами. Осадочная порода нагревается от давления, трения или радиоактивного распада. Во время запекания он претерпевает метаморфоз, образуя кристаллы, и в конечном итоге становится метаморфической породой.

Различные комбинации тепла и давления на осадочные породы образуют разные типы метаморфических пород. В частности, кварцит может образовываться при высокой температуре и высоком давлении или при высокой температуре и низком давлении. Кристаллизация или перекристаллизация осадочных пород происходит при температуре от 700 до 900 градусов по Цельсию или примерно от 1300 до 1650 градусов по Фаренгейту, согласно данным Класса будущего НАСА. После этого горные породы начинают таять, снова образуя магму под поверхностью Земли, чтобы начать процесс снова.

Когда песчаник из осадочных пород цементируется минеральным кремнеземом, он известен как кварцевый песчаник. Кремнезем или кварц - один из самых распространенных минералов в земной коре. Кварц - твердый и прочный минерал, и когда другие материалы, составляющие песчаник, выветриваются, часто остается только кварц, и он остается практически нетронутым. Когда тепло и давление воздействуют на богатый кварцем песчаник, образующаяся в результате твердая метаморфическая порода называется кварцитом.

Кварцит содержит не менее 90 процентов кварца, а поскольку кварцит является метаморфическим, он твердый, плотный и устойчивый к выветриванию. По данным Департамента геологических наук Калифорнийского политехнического государственного университета в Помоне, он часто встречается на холмах или горных массивах, например, на некоторых хребтах Аппалачских гор. Но образования кварцита встречаются по всему миру, в том числе в США, Канаде, Норвегии, Швеции, Италии и Южной Африке, хотя этот список ни в коем случае не является исчерпывающим.