ทำไมหินควอตซ์ถึงแข็งกว่าหินแม่ของมัน?

ควอทไซต์เป็นหินแปรที่เกิดขึ้นเมื่อหินหลักคือหินทราย ถูกฝังแล้วให้ความร้อนและ/หรือบีบอัด หินทรายเป็นหินตะกอนที่เกิดจากเศษหินอื่นๆ ที่ผุกร่อนหรือกัดเซาะ หินเหล่านั้นสามารถแปรสภาพ เป็นตะกอน หรือหินอัคนี (หินอัคนีจะเกิดขึ้นเมื่อหินหนืดหรือหินหลอมเหลวเย็นตัวลงไม่ว่าจะภายในโลกหรือบนพื้นผิว) เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมหินควอตซ์ถึงแข็งกว่าหินทราย คุณควรทำความเข้าใจเกี่ยวกับวัฏจักรของหินสักหน่อย

ลึกลงไปใต้พื้นผิวโลก หินและแร่ธาตุที่หลอมละลายกลายเป็นหินหนืดซึ่งสามารถติดอยู่ใน หลุมใต้พื้นโลกและทำให้เย็นลงที่นั่น หรือถูกพัดพาขึ้นสู่ผิวน้ำโดยกิจกรรมภูเขาไฟที่เรียกว่า where ลาวา เมื่อเย็นลง แมกมาหรือลาวาจะกลายเป็นหินอัคนี ใต้พื้นผิว ความร้อนและความดันจะเปลี่ยนหินอัคนีเป็นหินแปรในที่สุด เหนือผิวน้ำ ลมและน้ำจะพัดพาหินอัคนีออกไปในที่สุด อนุภาคที่เรียกว่าตะกอนจะถูกพัดพาไปสะสมในชั้นอื่น ๆ และกลายเป็นหินตะกอนในที่สุด

เมื่อชั้นตะกอนทับถมกันเป็นชั้นๆ น้ำจะถูกบีบออกมาจากระหว่างอนุภาคและแร่ธาตุ และแรงดันจะทำการประสานอนุภาคเข้าด้วยกัน เปลี่ยนเป็นหินตะกอน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหินทรายเป็นหินตะกอนที่ประสานด้วยแคลไซต์ ดินเหนียว หรือซิลิกา ประมาณ 75 เปอร์เซ็นต์ของพื้นผิวโลกและพื้นมหาสมุทรเกือบทั้งหมดถูกปกคลุมด้วยตะกอนและหินตะกอน ตามที่มหาวิทยาลัยเคนตักกี้ภาควิชาธรณีศาสตร์และสิ่งแวดล้อม หินตะกอนจะร้อนขึ้น ไม่ว่าจะจากแรงดัน การเสียดสี หรือการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี เมื่อมันอบ มันจะผ่านการเปลี่ยนแปลง ก่อตัวเป็นผลึก และในที่สุดก็กลายเป็นหินแปร

การรวมกันของความร้อนและความดันบนหินตะกอนทำให้เกิดหินแปรประเภทต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หินควอตซ์สามารถเกิดขึ้นได้จากอุณหภูมิสูงและความดันสูง หรืออุณหภูมิสูงและความดันต่ำ การตกผลึกหรือการตกผลึกซ้ำของหินตะกอนเกิดขึ้นระหว่าง 700 ถึง 900 องศาเซลเซียสหรือประมาณ 1,300 ถึง 1,650 องศาฟาเรนไฮต์ ตามห้องเรียนแห่งอนาคตของ NASA หลังจากจุดนี้ หินเริ่มละลาย และก่อตัวเป็นแมกมาใต้พื้นผิวโลกอีกครั้งเพื่อเริ่มกระบวนการใหม่ทั้งหมดอีกครั้ง

เมื่อหินทรายหินตะกอนถูกประสานเข้าด้วยกันโดยแร่ซิลิกา เรียกว่า หินทรายควอทซ์ ซิลิกาหรือควอตซ์เป็นแร่ธาตุที่มีมากที่สุดแห่งหนึ่งในเปลือกโลก ควอตซ์เป็นแร่ที่แข็งและทนทาน และเมื่อวัสดุอื่นๆ ที่ประกอบเป็นหินทรายถูกผุกร่อน ควอตซ์ก็มักจะหลงเหลืออยู่และยังคงสภาพเดิมอยู่พอสมควร เมื่อความร้อนและความดันทำงานบนหินทรายที่อุดมด้วยควอตซ์ หินแปรสภาพที่มีความแข็งจะเรียกว่าควอทซ์ไซต์

ควอทไซต์ประกอบด้วยแร่ควอทซ์อย่างน้อย 90 เปอร์เซ็นต์ และเนื่องจากควอร์ตไซต์เป็นหินแปร จึงมีความแข็ง กะทัดรัด และทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศ มักพบบนเนินเขาหรือบริเวณภูเขา เช่น บนสันเขา Appalachian Mountains ตามข้อมูลของแผนกธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐแคลิฟอร์เนียโพลีเทคนิค Pomona แต่การก่อตัวของหินควอตซ์มีอยู่ทั่วโลก รวมทั้งในสหรัฐอเมริกา แคนาดา นอร์เวย์ สวีเดน อิตาลี และแอฟริกาใต้ แม้ว่ารายการนี้จะไม่ได้ละเอียดถี่ถ้วนก็ตาม