Гнейс
| Метаморфическая порода | |
 Образец гнейса с «гнейсовой полосчатостью». |
Гнейс ( / n aɪ s / nice ) — распространенный и широко распространенный тип метаморфической породы . Он образуется в результате метаморфических процессов при высоких температурах и высоких давлениях, воздействующих на образования, состоящие из магматических или осадочных пород . Гнейс образуется при более высоких температурах и давлениях, чем сланец . Гнейс почти всегда имеет полосчатую текстуру, характеризующуюся чередованием более темных и светлых полос и без отчетливого спайности .
Гнейсы распространены в древней коре континентальных щитов . Некоторые из старейших пород на Земле являются гнейсами, например, гнейс Акаста .
Описание [ править ]
В традиционном английском и североамериканском использовании гнейс — это крупнозернистая метаморфическая порода, имеющая полосчатость состава ( гнейсовая полосчатость ), но слабо развитая сланцеватость и нечеткая спайность . Другими словами, это метаморфическая порода, состоящая из минеральных зерен, легко видимых невооруженным глазом, которые образуют очевидные слои состава, но имеют лишь слабую тенденцию к разрушению вдоль этих слоев. В Европе этот термин более широко применялся к любой грубой слюды . метаморфической породе с высоким содержанием [1]
Британская геологическая служба (BGS) и Международный союз геологических наук (IUGS) используют гнейс как широкую текстурную категорию для средне- и крупнозернистых метаморфических пород, которые демонстрируют слабо развитую сланцеватость, с композиционной слоистостью более 5 миллиметров (0,20 дюйма). толстый [2] и имеет тенденцию раскалываться на пластины толщиной более 1 сантиметра (0,39 дюйма). [3] Ни одно из определений не зависит от состава или происхождения, хотя породы, бедные пластинчатыми минералами, с большей вероятностью имеют гнейсовую текстуру. Таким образом, гнейсовые породы в значительной степени перекристаллизованы , но не содержат большого количества слюды, хлорита или других пластинчатых минералов. [4] Метаморфическая порода, демонстрирующая более сильную сланцеватость, классифицируется как сланец, а метаморфическая порода, лишенная сланцеватости, называется гранофельсом . [2] [3]
Гнейсы, представляющие собой метаморфизованные магматические породы или их эквиваленты, называются гранитогнейсами , диоритовыми гнейсами и т. д. Гнейсовые породы также могут быть названы в честь характерного компонента, такого как гранатовый гнейс, биотитовый гнейс, альбитовый гнейс и так далее. Ортогнейс обозначает гнейс, образовавшийся из магматической породы , а парагнейс — из осадочной породы . [2] [3] И BGS, и IUGS используют гнейсозу для описания горных пород с текстурой гнейса. [2] [3] хотя гнейс также по-прежнему широко используется. [5] Например, гнейсовый метагранит или гнейсовый метагранит означают гранит, который подвергся метаморфизации и тем самым приобрел гнейсовую текстуру.
Гнейсовая полосчатость [ править ]
Минералы в гнейсе расположены слоями, которые на поперечном сечении выглядят как полосы. Это называется гнейсовой полосчатостью. [6] В более темных полосах относительно больше темноцветных минералов (содержащих больше магния и железа ). Более светлые полосы содержат относительно больше кислых минералов (таких минералов, как полевой шпат или кварц , которые содержат больше более легких элементов, таких как алюминий , натрий и калий ). [7]
Полосчатость развивается при высокой температуре, когда порода сжимается в одном направлении сильнее, чем в других ( негидростатическое напряжение ). Полосы развиваются перпендикулярно направлению наибольшего сжатия, также называемому направлением укорочения, поскольку пластинчатые минералы вращаются или перекристаллизовываются в параллельные слои. [8]
Распространенной причиной негидродинамического напряжения является воздействие на протолит (исходный горный материал, претерпевающий метаморфизм) чрезвычайной сдвигающей силы, силы скольжения, аналогичной толканию верха колоды карт в одном направлении и нижней части колоды. колоду в другую сторону. [6] Эти силы растягивают камень, как пластик , и исходный материал раскладывается на листы. Согласно теореме полярного разложения , деформация, вызванная такой сдвигающей силой, эквивалентна вращению породы в сочетании с сокращением в одном направлении и растяжением в другом. [9]
Некоторые полосы образуются из исходного горного материала (протолита), который подвергается экстремальным температурам и давлению и состоит из чередующихся слоев песчаника (светлее) и сланца (темнее), который метаморфизуется в полосы кварцита и слюды. [6]
Другой причиной полосатости является «метаморфическая дифференциация», при которой разные материалы разделяются на разные слои посредством химических реакций, и этот процесс до конца не изучен. [6]
Глаза гнейсы [ править ]
Оген-гнейс , от немецкого : Augen [ˈaʊɡən] , что означает «глаза», представляет собой гнейс, возникающий в результате метаморфизма гранита, который содержит характерные эллиптические или линзовидные зерна, связанные сдвигом ( порфирокласты ), обычно полевой шпат , окруженный более мелкозернистым материалом. Более мелкозернистый материал деформируется вокруг более устойчивых зерен полевого шпата, создавая такую текстуру. [10]
Мигматит [ править ]
Мигматит — это гнейс, состоящий из двух или более различных типов горных пород, один из которых имеет вид обычного гнейса (мезосомы ) , а другой имеет вид интрузивной породы, такой как пегматит , аплит или гранит ( лейкосома ). . Порода также может содержать меланосому основной породы, комплементарную лейкосоме. [11] Мигматиты часто интерпретируются как частично расплавленная порода: лейкосома представляет собой богатый кремнеземом расплав, меланосома - это остаточная твердая порода, оставшаяся после частичного плавления, а мезосома - исходная порода, которая еще не испытала частичного плавления. [12]
События [ править ]
Гнейсы характерны для областей регионального метаморфизма , достигающего средней амфиболитовой и гранулитовой метаморфической фации . Другими словами, порода метаморфизировалась при температуре выше 600 °C (1112 °F) и давлении от 2 до 24 кбар . Многие различные разновидности горных пород могут быть метаморфизованы в гнейс, поэтому геологи стараются добавлять описания цвета и минерального состава к названию любого гнейса, такого как гранат-биотитовый парагнейс или серовато-розовый ортогнейс . [14]
Гранитно-зеленокаменные пояса [ править ]
Континентальные щиты — это области обнаженных древних горных пород, которые составляют стабильные ядра континентов. Породы, обнаженные в древнейших районах щитов архейского возраста (более 2500 млн лет), относятся преимущественно к гранитно-зеленокаменным поясам. Зеленокаменные пояса содержат метавулканические и метаосадочные породы , претерпевшие относительно легкую степень метаморфизма при температуре 350–500 ° C (662–932 ° F) и давлении 200–500 МПа (2 000–5 000 бар). Зеленокаменные пояса окружены высокосортными гнейсами, демонстрирующими сильно деформированный метаморфизм при низком давлении и высокой температуре (более 500 ° C (932 ° F)) в амфиболитовую или гранулитовую фацию. Они образуют большую часть обнаженных пород архейских кратонов . [15]
Гнейсовые купола [ править ]
Гнейсовые купола распространены в орогенных поясах (областях горообразования). [16] Они состоят из купола гнейса, прорванного более молодыми гранитами и мигматитами и покрытого осадочными породами. [17] Они были интерпретированы как геологическая запись двух отдельных событий горообразования: первое привело к образованию гранитного фундамента, а второе деформировало и плавило этот фундамент с образованием куполов. Однако некоторые гнейсовые купола на самом деле могут быть ядрами метаморфических ядерных комплексов , областей глубокой коры, вынесенных на поверхность и обнаженных во время растяжения земной коры . [18]
Примеры [ править ]
- Акаста -Гнейс находится на Западных территориях Канады Северо - , на острове примерно в 300 километрах (190 миль) к северу от Йеллоунайфа . Это один из самых древних нетронутых фрагментов земной коры, метаморфизованный от 3,58 до 4,031 миллиарда лет назад. [19]
- Льюисовский гнейс встречается на Внешних Гебридских островах Шотландии, на материковой части Шотландии к западу от надвига Мойн и на островах Колл и Тири . [20] Эти породы в основном магматического происхождения, смешанные с метаморфизованным мрамором , кварцитом и слюдяными сланцами с более поздними внедрениями базальтовых даек и гранитной магмы. [21]
- Мортон -Гнейс — это гнейс архейского возраста, обнаженный в долине реки Миннесота на юго-западе Миннесоты , США. Считается, что это самый старый неповрежденный блок континентальной коры в Соединенных Штатах. [22]
- Полуостровные гнейсы — это последовательность архейских гнейсов, обнаруженных по всему Индийскому щите , возраст которых варьируется от 3400 до 2500 миллионов лет. [23] [24]
Этимология [ править ]
Слово гнейс используется в английском языке по крайней мере с 1757 года. [25] Оно заимствовано из немецкого слова Gneis , ранее также называвшегося Gneiss , которое, вероятно, происходит от средневерхненемецкого существительного gneist «искра» (названного так потому, что камень блестит). [26]
Использует [ править ]
Гнейс использовался в качестве строительного материала, например, факоидальный гнейс, широко используемый в Рио-де-Жанейро . [27] Гнейс также использовался в качестве строительного заполнителя для асфальтового покрытия . [28]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
Цитаты [ править ]
- ^ Ярдли, BWD (1989). Введение в метаморфическую петрологию . Харлоу, Эссекс, Англия: Longman Scientific & Technical. п. 22. ISBN 0582300967 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Робертсон, С. (1999). «Схема классификации горных пород BGS, Том 2: Классификация метаморфических пород» (PDF) . Отчет об исследованиях Британской геологической службы . РР 99-02 . Проверено 27 февраля 2021 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Шмид, Р.; Феттс, Д.; Харт, Б.; Дэвис, Э.; Десмонс, Дж. (2007). «Как назвать метаморфическую горную породу». Метаморфические породы: Классификация и словарь терминов: Рекомендации Подкомиссии Международного союза геологических наук по систематике метаморфических пород (PDF) . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 3–15 . Проверено 28 февраля 2021 г.
- ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. п. 360. ИСБН 0716724383 .
- ^ Джексон, Джулия А., изд. (1997). «Гнейсовый». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Маршак, Стивен (2013). Основы геологии (4-е изд.). WW Нортон. стр. 194–95, рис. 7.6а–в. ISBN 978-0-393-91939-4 .
- ^ Ярдли 1989 , с. 22.
- ^ Блатт и Трейси 1996 , с. 359.
- ^ Фоссен, Хокон (2016). Структурная геология (Второе изд.). Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. п. 38. ISBN 9781107057647 .
- ^ Блатт и Трейси 1996 , стр. 358–359.
- ^ Британская геологическая служба 1999 , стр. 11.
- ^ Сойер, EW (2008). Атлас мигматитов . Оттава, Онтарио: NRC Research Press. ISBN 978-0660197876 .
- ^ Бьорн Хагесков (1985): Констрикционная деформация роя даек Костер в пластичной зоне левого сдвига, острова Костер, юго-запад Швеции. Бюллетень Геологического общества Дании 34 (3–4): 151–97.
- ^ Британская геологическая служба 1999 , стр. 5–6.
- ^ Кири, П.; Клепейс, Кейт А.; Вайн, Фредерик Дж. (2009). Глобальная тектоника (3-е изд.). Оксфорд: Уайли-Блэквелл. п. 350. ИСБН 9781405107778 .
- ^ Уитни, ДЛ; Тейсье, К.; Вандерхеге, О. (2004). «Гнейсовые купола и потоки земной коры». В Уитни, ДЛ; Тейсье, К.; Сиддоуэй, CS (ред.). Гнейсовые купола в складчатости: Боулдер, Колорадо, Специальный доклад Геологического общества Америки 380 . Проверено 5 июля 2021 г.
- ^ Тейсье, Кристиан; Уитни, Донна Л. (1 декабря 2002 г.). «Гнейсовые купола и складчатость». Геология . 30 (12): 1139–1142. Бибкод : 2002Geo....30.1139T . doi : 10.1130/0091-7613(2002)030<1139:GDAO>2.0.CO;2 .
- ^ Инь, А. (2004). «Гнейсовые купола и системы гнейсовых куполов». В Уитни, ДЛ; Тейсье, К.; Сиддоуэй, CS (ред.). Гнейсовые купола в складчатости (PDF) . Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 1–14. Специальная бумага 380 . Проверено 4 июля 2021 г.
- ^ Боуринг, С.А., и Уильямс, Ис.С., 1999. Прискоанские (4,00–4,03 млрд лет назад) ортогнейсы из северо-западной Канады. Вклады в минералогию и петрологию, т. 134, 3–16.
- ^ Гиллен, Кон (2003). Геология и ландшафты Шотландии . Харпенден: Терра. п. 44. ИСБН 1-903544-09-2 .
- ^ Маккирди, Алан (2007). Земля гор и наводнений: геология и формы рельефа Шотландии . Эдинбург: Бирлинн. п. 95. ИСБН 978-1-84158-357-0 .
- ^ Абер, Джеймс С. (2012). «Мортон Гнейс, Миннесота» . Государственный университет Эмпории. Архивировано из оригинала 26 ноября 2014 г. Проверено 22 мая 2019 г.
- ^ «Полуостровной гнейс» . Геологическая служба Индии. Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Проверено 27 февраля 2009 г.
- ^ «Национальные геологические памятники, стр. 96, Полуостров Гнейс, стр. 29–32» . Специальная серия публикаций . Геологическая служба Индии, улица Джавахарлала Неру, 27, Калькутта-700016. 2001. ISSN 0254-0436 .
- ^ Хенкель, Иоганн Фридрих (1757). Пиритология, или История пиритов… . Лондон, Англия: А. Миллар и А. Линде. п. 308. Со с. 308: «… к этому мы можем добавить эту гипотезу, что черный жильный камень или скала, обычно называемая кнейсом , во Фриберге…»
- ^ Харпер, Дуглас (ред.). «Гнейс» . Интернет-этимологический словарь . Проверено 4 июля 2021 г.
- ^ Кастро, Нурия Фернандес; Мансур, Катя Лейте; Фраска, Мария Элоиза Баррос де Оливейра; Сильва, Розана Элиза Коппеде (1 марта 2021 г.). «Камень наследия Рио-де-Жанейро (Бразилия): Факоидальный гнейс» . Эпизоды . 44 (1): 59–74. дои : 10.18814/epiiugs/2020/0200s13 .
- ^ Чен, Цзунву; У, Шаопэн; Вэнь, Джин; Чжао, Мэйлин; Йи, Минвэй; Ван, Цзюмин (сентябрь 2015 г.). «Использование крупного заполнителя гнейса и мелкого заполнителя стального шлака в асфальтовой смеси». Строительство и строительные материалы . 93 : 911–918. дои : 10.1016/j.conbuildmat.2015.05.070 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Мюррей, штат Вашингтон (1966). Гебриды . Лондон: Хайнеманн. ASIN B0000CMWPC .
Внешние ссылки [ править ]
- . Британская энциклопедия (11-е изд.). 1911.
- . Новая международная энциклопедия . 1906.
