Gneiss ir metamorfiskas izcelsmes rupjgraudains iezis ar raksturīgu struktūru dažādu minerālu pārmaiņus slāņu veidā. Šāda izkārtojuma rezultātā tai ir svītrains izskats. Termins "gneiss" nav saistīts ar konkrētu minerālu sastāvu, jo tas ir ļoti atšķirīgs un ir atkarīgs no protolīta (prekursora). Šim akmenim ir daudz šķirņu.
Kas ir gneiss
Kā minēts iepriekš, nosaukums "gneiss" ir faktūras, nevis komponentu sastāva rādītājs. Šī definīcija ietver daudzus metamorfiskus iežus ar joslu struktūru, kas atspoguļo gaišo un tumšo minerālu atdalīšanu. Šāda veida atrašanās vieta norāda uz visu gneisu veidošanās apstākļu stingrību.
Minerālu atdalīšanās notiek ar pietiekami spēcīgu jonu migrāciju, kas iespējama tikai ļoti augstā temperatūrā(600-700 °C). Otrs nepieciešamais nosacījums ir spēcīgs spiediens, kas noved pie svītru parādīšanās. Turklāt pēdējie var būt gan taisni, gan izliekti, un tiem ir atšķirīgs biezums.
Raksturīga gneisa faktūras iezīme ir arī tā, ka tās joslas nav nepārtrauktas loksnes vai plāksnes, bet gan slāņi ar granulētu struktūru. Vairumā gadījumu minerālu granulas ir redzamas ar neapbruņotu aci.
Vizuāli gneiss var izskatīties savādāk. Katram šāda veida šķirnes veidam ir unikāls raksts. Melni un gaiši minerālu slāņi var būt taisni, viļņaini vai neregulāras formas. Pēdējā gadījumā to izkārtojums izskatās haotisks. Dažos akmeņos joslas ir tik biezas, ka gneisa struktūra ir redzama tikai uz pietiekami liela klints gabala.
Vispārīga informācija
Gneiss ir ļoti izplatīts iežu veids, kas visvairāk raksturīgs kontinentālās garozas zemākajām zonām. Tomēr dažās vietās tas bieži atrodams uz virsmas. Tas ir sastopams vietās pasaulē, kur kristāliskos iežus nesedz nogulumiežu slāņi (Skandināvija, Kanāda utt.).
Atbilde uz jautājumu, kas ir gneiss, ne vienmēr bija viennozīmīga. Pirmo reizi šo terminu Agrikola izmantoja 1556. gadā, lai apzīmētu iezi ar dzelzi nesošām vēnām. Pamatu šī nosaukuma mūsdienu lietojumam 1786. gadā lika Vegners. Viņš definēja gneisu kā laukšpata iezi ar kvarca vizlu unrupja šķembu struktūra.
Metamorfo iežu pazīmes
Tiek saukti metamorfie ieži, kas veidojas magmatiskas vai nogulumiežu izcelsmes prekursoru transformācijas rezultātā. Izmaiņas galvenokārt saistītas ar tektoniskajiem procesiem, kas noved pie tā, ka atsevišķas zemes garozas daļas nonāk paaugstinātas temperatūras un spiediena apstākļos. Tādējādi tiek uzsākta virkne fizikālu un ķīmisku procesu, kuru rezultātā:
- pārkristalizācijai - minerālu orientācijas, atrašanās vietas un struktūras maiņa;
- dehidratācija;
- risinājumu migrācija;
- dažu ķīmisko savienojumu pārvēršana citos;
- jaunu kompozīcijas komponentu ieviešana.
Tā rezultātā sākotnējais iezis (nogulumiežu, magmatisko vai metamorfo) iegūst pavisam citas īpašības. Tajā pašā laikā izmaiņu pakāpe ir atkarīga no transformāciju izraisošo faktoru ietekmes stipruma un ilguma.
Tipiski metamorfo iežu piemēri ir kvarcīts, marmors un slāneklis, kas veidojas attiecīgi no smilšakmens, kaļķakmens un māla. Magnētiskie un nogulumiežu protolīti transformācijas laikā uzvedas atšķirīgi. Bieži vien metamorfisms notiek vairākos posmos.
Gneiss ir augstas kvalitātes metamorfā iežu piemērs. Tas nozīmē, ka tas veidojies ļoti skarbos fiziskos apstākļos.
Gneisa struktūra un sastāvs
Kā minēts iepriekš, gneisa sastāvdaļu sastāvs ir diezgan mainīgs. Tomēr visās šīs grupas šķirnēs tas ir iespējamsidentificēt vairākus visbiežāk sastopamos minerālus. Lielākā daļa gneisu ir balstīti uz:
- laukšpats (ortoklāze, plagioklāze);
- kvarcs;
- vizla (biskovīts, biotīts utt.).
Neliels daudzums var saturēt ragu maisījumu (augītu), kā arī dažādus piemaisījumus.
Minerālu spektrs var ietvert arī:
- grafīts;
- staurolīts;
- kjanīts;
- granāts;
- sillimanīts;
- amfiboles;
- porfiroblasti;
- epidote.
Kopumā var teikt, ka gneisa struktūru veido gaiši un tumši silikāti, kas veido neregulāras subparalēlas sloksnes ar biezumu no 1 līdz 10 mm. Tomēr dažreiz tie var būt daudz biezāki. Tas liecina, ka šāds gneiss ir daļēji izkusis vai tika ieviests jauns materiāls. Šādas izmaiņas notiek, pārejot uz cita veida iežu – migmatītu.
Neskatoties uz labi attīstīto slāņojumu, gneisa galvenā īpašība ir integritāte. Šī ir diezgan spēcīga šķirne. Slodzes ietekmē tas nesadalās pa laminēšanas plaknēm, kā to dara, piemēram, šīferis. Tas izskaidrojams ar to, ka mazāk nekā 50% minerālu graudu saņem pareizo orientāciju gneisā. Rezultātā veidojas diezgan rupja slāņaina struktūra. Šķelšanas raksturs ir viens no galvenajiem parametriem, pēc kura var noteikt, kurš iezis ir gneiss un kura ir filīts vai slāneklis.
Gaišas svītras parasti veido laukšpats unkvarcs, bet tumšie - mafiskie minerāli (ragu maisījums, piroksēns, biotīts utt.).
Šķirnes veidošanās
Gneiss veidojas minerālu graudu pārkristalizācijas rezultātā spēcīga karstuma un spiediena ietekmē. Šis process notiek pie plākšņu sadursmes robežas, un to sauc par reģionālo metamorfismu. Šo izmaiņu laikā minerālu graudi palielinās un sadalās joslās, padarot iezi stabilāku.
Gneiss var veidoties no dažādiem prekursoriem, tostarp:
- māla un smilšu atradnes;
- magmatiskie akmeņi;
- silīcija-karbonāta un karbonātu nogulsnes.
Tipiskākais gneisa protolīts ir slāneklis. Temperatūras un spiediena ietekmē tas pārvēršas filītā, pēc tam metamorfās šķiedrās un visbeidzot gneisā. Šo procesu pavada sākotnējā iežu mālu komponentu pārvēršanās vizlās, kas pārkristalizācijas rezultātā pārvēršas granulētos minerālos. Pēdējā parādīšanās tiek uzskatīta par robežu pārejai uz gneisu.
Diarīts ir arī diezgan izplatīts protolīts. Granīts var kalpot arī kā prekursors, kas augstas temperatūras un spiediena iedarbības rezultātā iegūst svītrainu struktūru. Šādu gneisu sauc par granītu. Tās veidošanās laikā mineraloģiskās pārvērtības praktiski nenotiek. Izmaiņas galvenokārt ir strukturālas.
Granīta gneiss veidojas arī dažu nogulumiežu metamorfisma rezultātā. Gala produktsto transformācijai ir joslu struktūra un mineraloģiskais sastāvs, kas līdzīgs granītam.
Klasifikācija
Akmeņu klasifikācija balstās uz četrām gneisa īpašībām:
- protolīta tips;
- protolīta nosaukums;
- minerālu sastāvs;
- struktūra un tekstūra.
Šķirnes šķirnes apzīmēšanai parasti tiek lietots dubults termins. Piemēram, vārda "granīts" klātbūtne nosaukumā norāda, ka šāds gneiss veidojies no granīta, bet "diorīts" - no diorīta. Šajā gadījumā kvalificējošais termins atbilst konkrētam protolītam.
Klasifikācija pēc priekšteču šķirnes veida ir plašāka. Pēc viņas teiktā, visi gneisi ir sadalīti divos veidos:
- ortogneiss - veidojas no magmatiskajiem iežiem;
- paragneiss - cēlies no nogulumiežiem.
Pēc to minerālu sastāva izceļas šādi gneisi veidi:
- piroksēns;
- sārmains;
- amfibols;
- biotite;
- divu vizlu;
- muskuļains;
- plagiogneisses.
Ja pirms vārda "gneiss" nav kvalificējoša termina, tad komponentu sastāvs nosacīti uzskatāms par klasisku (laukšpats, kvarcs, biotīts).
Strukturālā klasifikācija raksturo slāņu formu un izvietojumu. Tumšas un gaišas joslas var veidot dažādas faktūras, saistībā ar kurām izšķir koku, lapu, lentu gneisus u.c.
Fizikālās un mehāniskās īpašības
Gneisa grupā dažādu iežu bīdes pakāpesvārstās diezgan plašā diapazonā, un tāpēc fizikālo un mehānisko īpašību rādītāji ļoti svārstās. Galvenajiem raksturlielumiem eksperimentāli tika noteiktas šādas vērtības:
- blīvums - 2650-2870 g/m3;
- ūdens absorbcija - 0,2-2,3%;
- porainība - 0,5-3,0%.
Kopumā gneisu var raksturot kā smagu, cietu un raupju iezi ar augstu blīvumu un izteikti slāņainu struktūru, kas ir izturīga pret šķelšanos. Šī akmens cietība ir pielīdzināma tērauda cietībai.
Praktisks pielietojums
Gneiss tiek plaši izmantots celtniecībā un ainavu dizainā. Lielāko daļu šī akmens izmanto grants un šķembu ražošanai, taču arī šis akmens ir piemērots:
- pamatu ielikšanai;
- flīžu izgatavošanai;
- gājēju ietvēm, uzbērumiem;
- kā šķembu akmens.
Gneisa kā būvmateriāla priekšrocības ir tā izturība un izturība pret sadzīves skābēm. Šī akmens estētiskais skaistums padara to piemērotu apdares flīžu ražošanai. Nereti granītu aizstāj ar gneisu, jo granīts ir daudz dārgāks.
