Гнейс – әр түрлі минералдардың кезектесіп тұратын қабаттары түріндегі өзіне тән құрылымы бар метаморфтық текті ірі түйіршікті тау жынысы. Бұл орналасудың нәтижесінде ол жолақты көрініске ие. «Гнейс» термині белгілі бір минералды құраммен байланысты емес, өйткені соңғысы айтарлықтай өзгереді және протолитке (прекурсорға) байланысты. Бұл тастың көптеген түрлері бар.
Гнейс дегеніміз не
Жоғарыда айтылғандай, «гнейс» атауы құрамдас құрам емес, текстураның көрсеткіші болып табылады. Бұл анықтамаға ашық және күңгірт минералдардың бөлінуін көрсететін жолақ құрылымы бар көптеген метаморфтық тау жыныстары кіреді. Орналасудың бұл түрі барлық гнейстердің түзілу жағдайларының қатаңдығын көрсетеді.
Минералдардың бөлінуі иондардың жеткілікті күшті миграциясымен жүреді, бұл өте жоғары температурада ғана мүмкін болады.(600-700 °C). Екінші қажетті шарт - бұл жолақтардың пайда болуына әкелетін күшті қысым. Оның үстіне, соңғысы түзу де, қисық та болуы және қалыңдығы әртүрлі болуы мүмкін.
Гнейс текстурасына тән қасиет сонымен қатар оның жолақтары үздіксіз парақтар немесе пластиналар емес, түйіршікті құрылымы бар қабаттар болып табылады. Көп жағдайда минералды түйіршіктер жай көзге көрінеді.
Көрнекі түрде гнейстер басқаша көрінуі мүмкін. Осы түрдегі тұқымның әрбір түрі бірегей үлгіге ие. Қара және ашық минералды қабаттар түзу, толқынды немесе дұрыс емес пішінге ие болуы мүмкін. Соңғы жағдайда олардың орналасуы хаотикалық көрінеді. Кейбір тастардағы жолақтардың қалың болғаны сонша, гнейс құрылымы тек жеткілікті үлкен тас бөлігінде көрінеді.
Жалпы ақпарат
Гнейс – континенттік жер қыртысының төменгі белдеулеріне ең тән тау жыныстарының өте кең таралған түрі. Алайда кей жерлерде жер бетінде жиі кездеседі. Бұл кристалды тау жыныстары шөгінді қабаттармен жабылмаған әлем бөліктерінде кездеседі (Скандинавия, Канада және т.б.).
Гнейс деген не деген сұраққа жауап әрқашан біржақты бола бермейді. Алғаш рет бұл терминді Агрикола 1556 жылы темірі бар тамыры бар жартасқа қатысты қолданды. Бұл атауды заманауи қолданудың негізін 1786 жылы Вегнер салды. Ол гнейсті кварц слюдасы бар дала шпаты жынысы ретінде анықтады жәнедөрекі шист құрылымы.
Метаморфтық тау жыныстарының ерекшеліктері
Магмалық немесе шөгінді текті прекурсорлардың түрленуі нәтижесінде пайда болатын метаморфтық тау жыныстары деп аталады. Өзгерістер негізінен жер қыртысының жекелеген бөліктерінің жоғары температура мен қысым жағдайына түсуіне әкелетін тектоникалық процестермен байланысты. Бұл келесіге әкелетін физикалық және химиялық процестер сериясын бастайды:
- қайта кристалдану – минералдардың бағытының, орналасуының және құрылымының өзгеруі;
- сусыздану;
- шешімдерді тасымалдау;
- кейбір химиялық қосылыстардың басқаларына айналуы;
- композицияның жаңа компоненттерін енгізу.
Нәтижесінде бастапқы тау жынысы (шөгінді, магмалық немесе метаморфтық) мүлде басқа қасиеттерге ие болады. Сонымен бірге өзгеру дәрежесі түрлендіруді тудыратын факторлардың әсер ету күші мен ұзақтығына байланысты.
Метаморфтық жыныстардың типтік мысалдары сәйкесінше құмтас, әктас және саздан түзілген кварцит, мәрмәр және тақтатас болып табылады. Трансформация кезінде магмалық және шөгінді протолиттер әртүрлі әрекет етеді. Көбінесе метаморфизм бірнеше кезеңде жүреді.
Гнейс – жоғары сапалы метаморфтық жыныстың мысалы. Бұл оның өте ауыр физикалық жағдайларда қалыптасқанын білдіреді.
Гнейстің құрылымы мен құрамы
Жоғарыда атап өтілгендей, гнейстің құрамдас құрамы айтарлықтай өзгермелі. Дегенмен, бұл топтың барлық тұқымдарында бұл мүмкінкең таралған пайдалы қазбалардың қатарын анықтаңыз. Гнейстердің көпшілігі мыналарға негізделген:
- дала шпаты (ортоклаз, плагиоклаз);
- кварц;
- слюда (бисковит, биотит, т.б.).
Аз мөлшерде мүйізді қоспалар (авгит), сондай-ақ әртүрлі қоспалар болуы мүмкін.
Минерал спектрі сонымен қатар мыналарды қамтуы мүмкін:
- графит;
- ставролит;
- кианит;
- гранат;
- силлиманит;
- амфиболдар;
- порфиробласттар;
- эпидот.
Жалпы, гнейс құрылымын қалыңдығы 1-ден 10 мм-ге дейінгі біркелкі емес субпараллельді жолақтар құрайтын ашық және күңгірт силикаттардан түзеді деп айта аламыз. Дегенмен, кейде олар әлдеқайда қалың болуы мүмкін. Бұл мұндай гнейстің ішінара балқудан немесе жаңа материалды енгізуден өткенін көрсетеді. Мұндай өзгерістер тау жыныстарының басқа түріне – мигматитке ауысу кезінде болады.
Жақсы дамыған қабаттасуға қарамастан, гнейстің негізгі қасиеті - тұтастық. Бұл өте күшті тұқым. Жүктемелердің әсерінен ол, мысалы, шифер сияқты, ламинация жазықтықтары бойымен бөлінбейді. Бұл минералды дәндердің 50%-дан азы гнейсте дұрыс бағдар алуымен түсіндіріледі. Нәтижесінде біршама өрескел қабатты құрылым пайда болады. Бөліну табиғаты – бұл тау жыныстарының қайсысы гнейс, қайсысы филлит немесе тақтатас екенін анықтауға болатын негізгі параметрлердің бірі.
Ашық жолақтар әдетте дала шпаты менкварц, ал күңгірттері – мафикалық минералдар (мүйізділер, пироксен, биотит және т.б.).
Тұқымды қалыптастыру
Гнейс күшті жылу мен қысымда минералды дәндердің қайта кристалдануы нәтижесінде түзіледі. Бұл процесс пластинкалардың соқтығысу шекарасында жүреді және аймақтық метаморфизм деп аталады. Бұл өзгерістер кезінде минералды түйіршіктер көлемі ұлғаяды және жолақтарға бөлінеді, бұл тасты тұрақты етеді.
Гнейс әртүрлі прекурсорлардан түзілуі мүмкін, соның ішінде:
- саз бен құм шөгінділері;
- магмалық жыныстар;
- силикокарбонатты және карбонатты шөгінділер.
Гнейстің ең типтік протолиті тақтатас. Температура мен қысымның әсерінен ол филлитке, содан кейін метаморфтық шистаға және ең соңында гнейске айналады. Бұл процесс бастапқы жыныстың сазды құрамдастарының слюдаға айналуымен бірге жүреді, олар қайта кристалдану нәтижесінде түйіршікті минералдарға айналады. Соңғысының пайда болуы гнейске көшудің шекарасы болып саналады.
Диарит те кең таралған протолит болып табылады. Гранит жоғары температура мен қысымның әсерінен жолақты құрылымға ие болатын прекурсор ретінде де қызмет ете алады. Мұндай гнейс гранит деп аталады. Оның қалыптасуы кезінде минералогиялық өзгерістер іс жүзінде болмайды. Өзгерістер негізінен құрылымдық болып табылады.
Гранит гнейсі де кейбір шөгінді жыныстардың метаморфизмі нәтижесінде пайда болады. Соңғы өнімолардың трансформациясы жолақты құрылымға және гранитке ұқсас минералогиялық құрамға ие.
Жіктеу
Тау жыныстары классификациясы гнейстің төрт сипаттамасына негізделген:
- протолит түрі;
- протолит атауы;
- минералды құрамы;
- құрылым және текстура.
Қос термин әдетте тұқымдық сортты белгілеу үшін қолданылады. Мысалы, атаудағы «гранит» сөзінің болуы мұндай гнейстің граниттен, ал «диорит» диориттен пайда болғанын көрсетеді. Бұл жағдайда квалификациялық термин белгілі бір протолитке сәйкес келеді.
Алдыңғы тұқымның түріне қарай классификация кеңірек. Оның айтуынша, барлық гнейстер екі түрге бөлінеді:
- ортогнейстер - магмалық жыныстардан түзілген;
- парагнейстер - шөгінді жыныстардан пайда болған.
Гнейстердің келесі түрлері минералдық құрамы бойынша ерекшеленеді:
- пироксен;
- сілтілі;
- амфибол;
- биотит;
- екі слюда;
- бұлшықет;
- плагинейстер.
Егер «гнейс» сөзінің алдында квалификациялық термин болмаса, онда компонент құрамы шартты түрде классикалық болып саналады (далалық шпаты, кварц, биотит).
Құрылымдық классификация қабаттардың пішіні мен орналасуын сипаттайды. Қараңғы және ашық жолақтар әртүрлі текстураларды құра алады, соған байланысты ағаш тәрізді, жапырақ, таспа гнейстері және т.б. ажыратылады.
Физикалық және механикалық қасиеттері
Гнейс тобының ішінде әртүрлі жыныстардың қырқу дәрежесіжеткілікті кең диапазонда өзгереді, сондықтан физикалық-механикалық қасиеттердің көрсеткіштері айтарлықтай өзгереді. Негізгі сипаттамалар үшін келесі мәндер эксперименталды түрде орнатылды:
- тығыздығы - 2650-2870 г/м3;
- суды сіңіру - 0,2-2,3%;
- кеуектілік - 0,5-3,0%.
Жалпы, гнейсті ауыр, қатты және кедір-бұдыр тау жынысы, тығыздығы жоғары және бөлінуге төзімді анық қабатталған құрылымы бар жыныс ретінде сипаттауға болады. Бұл тастың қаттылығы болатпен салыстырылады.
Практикалық қолданба
Гнейс құрылыста және ландшафт дизайнында кеңінен қолданылады. Бұл тастың көп бөлігі қиыршық тас пен қиыршық тас жасау үшін пайдаланылады, бірақ бұл тас та қолайлы:
- іргетас қалау үшін;
- плитка жасау үшін;
- тротуарларға, жағалауларға арналған;
- қиыршық тас сияқты.
Гнейстің құрылыс материалы ретіндегі артықшылықтары оның беріктігі мен тұрмыстық қышқылдарға төзімділігінде. Бұл тастың эстетикалық сұлулығы оны қаптау плиткаларын өндіруге жарамды етеді. Гнейс көбінесе гранитті алмастырады, өйткені соңғысын өндіру әлдеқайда қымбат.
