Varför är kvartsit hårdare än dess förälderrock?

Kvartsit är en metamorf sten som bildas när dess grundsten, sandsten, begravs och sedan värms upp och / eller komprimeras. Sandsten är en sedimentär sten, bildad av väderbitna eller eroderade rester av andra stenar. Dessa bergarter kan vara metamorfa, sedimentära eller magmatiska (magmatiska bergarter bildas när magma eller smält sten svalnar, antingen i jorden eller på ytan). För att förstå varför kvartsit är hårdare än sandsten, hjälper det att förstå lite om bergcykeln.

Långt under jordytan bildar stenar och mineraler som har smält magma som kan fastna i fickor under jorden och svalnar där, eller bärs till ytan av vulkanisk aktivitet, där det kallas lava. När det svalnar blir magma eller lava vulkanisk sten. Under ytan förvandlar värme och tryck så småningom stenig sten till metamorf sten. Över ytan vädrar vind och vatten så småningom bort den magma berget. Partiklarna, som kallas sediment, transporteras bort för att deponeras i lager på annat håll och blir så småningom sedimentära bergarter.

När lager på lager av sediment deponeras pressas vatten ut mellan partiklarna och mineralerna och tryckcementerar partiklarna tillsammans och förvandlar dem till sedimentärt berg. I synnerhet sandsten är en sedimentär sten som är cementerad tillsammans av kalcit, lera eller kiseldioxid. Cirka 75 procent av jordens yta och nästan hela havsbotten täcks av sediment och sedimentär berg, enligt University of Kentucky Department of Earth and Environmental Sciences. Sedimentärt berg blir uppvärmt, antingen från tryck, friktion eller radioaktivt förfall. När den bakas genomgår den en metamorfos, bildar kristaller och blir så småningom metamorf sten.

Olika kombinationer av värme och tryck på sedimentärt berg bildar olika typer av metamorf berg. I synnerhet kvartsit kan bildas av antingen hög temperatur och högt tryck eller hög temperatur och lågt tryck. Kristallisering eller omkristallisation av sedimentära bergarter sker mellan 700 till 900 grader Celsius eller cirka 1300 till 1 650 grader Fahrenheit, enligt NASA: s framtidens klassrum. Efter denna punkt börjar klipporna smälta och bildar igen magma under jordens yta för att påbörja processen igen.

När den sedimentära bergsandstenen cementeras tillsammans av mineralet kiseldioxid kallas den kvartssandsten. Kiseldioxid, eller kvarts, är en av de vanligaste mineralerna i jordskorpan. Kvarts är ett hårt, slitstarkt mineral, och när de andra materialen som utgör sandsten förvitras bort är kvarts ofta allt som finns kvar och det förblir ganska intakt. När värme och tryck fungerar på kvartsrik sandsten kallas den resulterande hårda metamorfa bergkvartsit.

Kvartsit innehåller minst 90 procent kvarts, och eftersom kvartsit är metamorf, är det hårt, kompakt och motstår väder. Det finns ofta på kullar eller bergsmassor, som på vissa åsar av Appalachian Mountains, enligt Geological Sciences Department vid California Polytechnic State University, Pomona. Men kvartsitformationer finns över hela världen, inklusive i USA, Kanada, Norge, Sverige, Italien och Sydafrika, även om denna lista inte är uttömmande.