Zakaj je kvarcit trši od matične kamnine?

Kvarcit je metamorfna kamnina, ki nastane, ko matično kamnino, peščenjak, zakopljemo, nato ogrejemo in / ali stisnemo. Peščenjak je sedimentna kamnina, ki nastane iz preperelih ali erodiranih ostankov drugih kamnin. Te kamnine so lahko metamorfne, sedimentne ali magmatske (magmatske kamnine nastanejo, ko se magma ali staljena kamnina ohladi bodisi v zemlji bodisi na površini). Da bi razumeli, zakaj je kvarcit trši od peščenjaka, pomaga razumeti nekoliko skalni cikel.

Daleč pod površjem Zemlje se kamni in minerali, ki so se stopili, tvorijo magmo, ki se lahko ujame vanjo žepi pod Zemljo in se tam ohladijo ali pa jih vulkanska aktivnost odnese na površje, kjer se temu reče lava. Ko se ohladi, magma ali lava postane magmatska kamnina. Pod površino toplota in tlak sčasoma pretvori magmatsko kamnino v metamorfno kamnino. Nad površino veter in voda sčasoma preganjajo magmatsko skalo. Delci, imenovani sedimenti, se odnesejo, da se odlagajo v plasteh drugje, sčasoma pa postanejo sedimentna kamnina.

Ko se plast za plastjo usedline nalaga, se voda iztisne med delce in minerale, tlak pa delce cementira in jih spremeni v sedimentno kamnino. Zlasti peščenjak je sedimentna kamnina, ki jo skupaj zacementirajo kalcit, glina ali kremen. Po podatkih oddelka za znanost o zemlji in okolju Univerze v Kentuckyju približno 75 odstotkov površine Zemlje in skoraj vse oceansko dno pokrivajo usedline in sedimentne kamnine. Sedimentna kamnina se segreje bodisi zaradi pritiska, trenja ali radioaktivnega razpada. Ko se peče, se podvrže metamorfozi, tvori kristale in sčasoma postane metamorfna kamnina.

Različne kombinacije toplote in pritiska na sedimentne kamnine tvorijo različne vrste metamorfnih kamnin. Zlasti kvarcit lahko tvori bodisi visoka temperatura in visok tlak bodisi visoka temperatura in nizek tlak. Kristalizacija ali prekristalizacija sedimentnih kamnin poteka med 700 in 900 stopinjami Celzija ali približno 1300 do 1650 stopinj Celzija, poroča NASA-ina Učilnica prihodnosti. Po tej točki se kamnine začnejo topiti in spet tvorijo magmo pod površjem Zemlje, da se postopek začne znova.

Ko sedimentni kamniti peščenjak zacementira mineral kremena, je znan kot kremenčev peščenjak. Silicijev dioksid ali kremen je eden najpogostejših mineralov v zemeljski skorji. Kremen je trden, trpežen mineral in ko se drugi materiali, ki tvorijo peščenjak, odpravijo, je kremen pogosto vse, kar ostane, in ostane dokaj nedotaknjen. Ko toplota in pritisk delujeta na kremenov peščenjak, nastalo trdo metamorfno kamnino imenujemo kvarcit.

Kvarcit vsebuje vsaj 90 odstotkov kremena, in ker je kvarcit metamorfen, je trd, kompakten in se upira vremenskim vplivom. Po podatkih oddelka za geološke znanosti na Kalifornijski politehnični državni univerzi v Pomoni ga pogosto najdemo na hribih ali gorskih gmotah, na primer na nekaterih grebenih Apalaškega gorovja. Toda kvarcitne tvorbe najdemo po vsem svetu, tudi v ZDA, Kanadi, Norveški, Švedski, Italiji in Južni Afriki, čeprav ta seznam nikakor ni izčrpen.