stringtranslate.com

Гнейс

Гнейс ( / n aɪ s / nice ) является распространенным и широко распространенным типом метаморфической породы . Он образуется в результате высокотемпературных и высоконапорных метаморфических процессов, действующих на формации, состоящие из магматических или осадочных пород . Эта порода образуется под давлением от 2 до 15 кбар, иногда даже больше, и при температуре более 300 °C (572 °F). Гнейс почти всегда показывает полосчатую текстуру, характеризующуюся чередованием более темных и более светлых полос и без отчетливого спайности .

Гнейсы распространены в древней коре континентальных щитов . Некоторые из древнейших пород на Земле — это гнейсы, такие как Акаста Гнейс .

Описание

Ортогнейс из Чехии

В традиционном английском и североамериканском использовании гнейс — это крупнозернистая метаморфическая порода, демонстрирующая композиционную полосчатость ( gneissic banding ), но слабо развитую сланцеватость и нечеткую спайность . Другими словами, это метаморфическая порода, состоящая из минеральных зерен, легко различимых невооруженным глазом, которые образуют очевидные композиционные слои, но которая имеет лишь слабую тенденцию к растрескиванию вдоль этих слоев. В Европе этот термин более широко применяется к любой грубой, бедной слюдой, высокосортной метаморфической породе. [1]

Британская геологическая служба (BGS) и Международный союз геологических наук (IUGS) используют гнейс как широкую текстурную категорию для средне- и крупнозернистых метаморфических пород, которые показывают слабо развитую сланцеватость, с композиционной слоистостью толщиной более 5 миллиметров (0,20 дюйма) [2] и имеют 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 будут иметь гнейсовую текстуру. Гнейсовые породы, таким образом, в значительной степени перекристаллизованы , но не содержат большого количества слюд, хлорита или других пластинчатых минералов. [4] Метаморфические породы, показывающие более сильную сланцеватость, классифицируются как сланцы, в то время как метаморфические породы, лишенные сланцеватости, называются гранофельсами . [ 2] [3]

Гнейсы, которые являются метаморфизованными магматическими породами или их эквивалентами, называются гранитными гнейсами, диоритовыми гнейсами и т. д. Гнейсовые породы также могут быть названы по характерному компоненту, такому как гранатовый гнейс, биотитовый гнейс, альбитовый гнейс и т. д. Ортогнейс обозначает гнейс, полученный из магматической породы , а парагнейс — из осадочной породы . [2] [3] И BGS, и IUGS используют термин «гнейсоз» для описания пород со структурой гнейса, [2] [3] хотя термин «гнейсовый» также широко используется. [5] Например, гнейсовый метагранит или гнейсовый метагранит оба означают гранит, который был метаморфизован и, таким образом, приобрел гнейсовую структуру.

Гнейсовая полосчатость

Чистая сдвиговая деформация породы, создающая гнейсовую полосчатость. Недеформированная порода показана вверху слева, а результат чистой сдвиговой деформации — вверху справа. Внизу слева показана растягивающая составляющая деформации, которая сжимает породу в одном направлении и растягивает ее в другом, как показано стрелками. Одновременно порода вращается, создавая окончательную конфигурацию, повторяющуюся внизу справа.

Минералы в гнейсе организованы в слои, которые выглядят как полосы в поперечном сечении. Это называется гнейсовой полосчатостью. [6] Более темные полосы содержат относительно больше мафических минералов (содержащих больше магния и железа ). Более светлые полосы содержат относительно больше фельзических минералов (таких минералов, как полевой шпат или кварц , которые содержат больше легких элементов, таких как алюминий , натрий и калий ). [7]

Полосчатость развивается при высокой температуре, когда порода сильнее сжата в одном направлении, чем в других направлениях ( 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 материал породы, который подвергается метаморфизму) чрезвычайной сдвигающей силы, скользящей силы, подобной проталкиванию верха колоды карт в одном направлении, а низа колоды — в другом направлении. [6] Эти силы растягивают породу как пластик , и исходный материал раскладывается в листы. Согласно теореме о полярном разложении , деформация, вызванная такой сдвигающей силой, эквивалентна вращению породы в сочетании с сокращением в одном направлении и расширением в другом. [9]

Некоторые полосы образованы из исходного горного материала (протолита), который подвергается воздействию экстремальных температур и давления и состоит из чередующихся слоев песчаника (более светлого) и сланца (более темного), который метаморфизован в полосы кварцита и слюды. [6]

Другой причиной полосчатости является «метаморфическая дифференциация», которая разделяет различные материалы на разные слои посредством химических реакций, процесс, который до конца не изучен. [6]

гнейс Ауген

Гнейс Ауген из Леблона , Рио-де-Жанейро, Бразилия
Обнажение ордовикского огенгнейса, массив Канигу, восточные Пиренеи, Франция.

Augen gneiss , от немецкого : Augen [ˈaʊɡən] , что означает «глаза», представляет собой гнейс, образовавшийся 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 эту текстуру. [10]

Мигматит

Мигматит — это гнейс, состоящий из двух или более различных типов горных пород, один из которых имеет вид обычного гнейса (мезосома ) , а другой — вид интрузивной породы, такой как пегматит , аплит или гранит ( лейкосома ). Порода также может содержать меланосому мафической породы, дополнительную к лейкосоме. [11] Мигматиты часто интерпретируются как порода, которая была частично расплавлена, причем лейкосома представляет собой богатый кремнеземом расплав, меланосома — остаточную твердую породу, оставшуюся после частичного плавления, а мезосома — исходную породу, которая еще не испытала частичного плавления. [12]

Происшествия

Темные дайки (теперь сланцеватые амфиболиты ), секущие светло-серый льюисовский гнейс комплекса Скури, деформированный и прорезанный более поздними (несланцеватыми) дайками розового гранита.
Контакт между темноокрашенной дайкой диабаза (возрастом около 1100 миллионов лет) [13] и светлоокрашенным мигматитовым парагнейсом в национальном парке Костерхавет на островах Костер у западного побережья Швеции.
Образец гнейса Сете-Вольтас из Баии в Бразилии, древнейшего выхода горной породы на поверхность в Южной Америке, возрастом около 3,4 млрд лет (архей)

Гнейсы характерны для областей регионального метаморфизма , которые достигают средней амфиболитовой до гранулитовой метаморфической фации . Другими словами, порода была метаморфизована при температуре свыше 600 °C (1112 °F) при давлении от 2 до 24 кбар . Многие различные разновидности пород могут быть метаморфизованы в гнейс, поэтому геологи осторожно добавляют описания цвета и минерального состава к названию любого гнейса, например, гранат-биотитовый парагнейс или серовато-розовый ортогнейс . [14]

Гранитно-зеленокаменные пояса

Континентальные щиты — это регионы обнаженных древних пород, которые составляют стабильные ядра континентов. Породы, обнаженные в самых старых регионах щитов, которые имеют архейский возраст (более 2500 миллионов лет), в основном принадлежат к гранитно-зеленокаменным поясам. Зеленокаменные пояса содержат метавулканические и метаосадочные породы , которые подверглись относительно мягкой степени метаморфизма при температурах 350–500 °C (662–932 °F) и давлении 200–500 МПа (2000–5000 бар). Зеленокаменные пояса окружены высокосортными гнейсовыми территориями, демонстрирующими сильно деформированный низкотемпературный (более 500 °C (932 °F)) метаморфизм в амфиболитовые или гранулитовые фации. Они образуют большую часть обнаженных пород в архейских кратонах . [15]

Гнейсовые купола

Гнейсовые купола обычны в орогенных поясах (областях формирования гор). [16] Они состоят из купола гнейса, прорванного более молодым гранитом и мигматитом и покрытого осадочной породой. [17] Они были интерпретированы как геологическая летопись двух отдельных событий горообразования, причем первое создало гранитный фундамент, а второе деформировало и расплавило этот фундамент, создав купола. Однако некоторые гнейсовые купола на самом деле могут быть ядрами комплексов метаморфических ядер , областей глубокой коры, выведенных на поверхность и обнаженных во время расширения земной коры . [18]

Примеры

Этимология

Слово gneiss используется в английском языке по крайней мере с 1757 года. [25] Оно заимствовано из немецкого слова Gneis , ранее также писавшегося как Gneiss , которое, вероятно, произошло от средневерхненемецкого существительного gneist «искра» (так его называли, потому что камень блестел). [26]

Использует

Гнейс используется как строительный материал, например, факоидальный гнейс. Он широко используется в Рио-де-Жанейро . [27] Гнейс также использовался как строительный заполнитель для асфальтового покрытия . [28]

Смотрите также

Ссылки

Цитаты

  1. ^ Ярдли, Б. В. Д. (1989). Введение в метаморфическую петрологию . Харлоу, Эссекс, Англия: Longman Scientific & Technical. стр. 22. ISBN 0582300967.
  2. ^ abcd Robertson, S. (1999). "Схема классификации пород BGS, том 2: Классификация метаморфических пород" (PDF) . Отчет об исследованиях Британской геологической службы . RR 99-02 . Получено 27 февраля 2021 г. .
  3. ^ abcd Schmid, R.; Fettes, D.; Harte, B.; Davis, E.; Desmons, J. (2007). «Как назвать метаморфическую породу». Метаморфические породы: классификация и словарь терминов: рекомендации Подкомиссии Международного союза геологических наук по систематике метаморфических пород (PDF) . Кембридж: Cambridge University Press. стр. 3–15 . Получено 28 февраля 2021 г. .
  4. ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 360. ISBN 0716724383.
  5. ^ Джексон, Джулия А., ред. (1997). "Гнейсовый". Словарь геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  6. ^ abcd Маршак, Стивен (2013). Основы геологии (4-е изд.). WW Norton. стр. 194–95, рис. 7.6a–c. ISBN 978-0-393-91939-4.
  7. ^ Ярдли 1989, стр. 22.
  8. ^ Блатт и Трейси 1996, стр. 359.
  9. ^ Фоссен, Хаакон (2016). Структурная геология (Второе изд.). Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press. стр. 38. ISBN 9781107057647.
  10. ^ Блатт и Трейси 1996, стр. 358–359.
  11. ↑ Британская геологическая служба, 1999, стр. 11.
  12. ^ Sawyer, EW (2008). Атлас мигматитов . Оттава, Онтарио: NRC Research Press. ISBN 978-0660197876.
  13. ^ 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
  14. ↑ Британская геологическая служба, 1999, стр. 5–6.
  15. ^ Кири, П.; Клепеис, Кит А.; Вайн, Фредерик Дж. (2009). Глобальная тектоника (3-е изд.). Оксфорд: Wiley-Blackwell. стр. 350. ISBN 9781405107778.
  16. ^ Уитни, DL; Тейссье, C.; Вандерхаге, O. (2004). «Гнейсовые купола и корковый поток». В Whitney, DL; Тейссье, C.; Сиддовей, CS (ред.). Гнейсовые купола в орогенезе: Боулдер, Колорадо, Специальный доклад Геологического общества Америки 380. Получено 5 июля 2021 г.
  17. ^ 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.
  18. ^ Yin, A. (2004). «Гнейсовые купола и системы гнейсовых куполов». В Whitney, DL; Teyssier, C.; Siddoway, CS (ред.). Гнейсовые купола в орогенезе (PDF) . Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 1–14. Специальный доклад 380 . Получено 4 июля 2021 г. .
  19. ^ Боуринг, С.А., и Уильямс, И.С., 1999. Ортогнейсы Приско (4,00–4,03 млрд лет) с северо-запада Канады. Вклад в минералогию и петрологию, т. 134, 3–16
  20. ^ Гиллен, Кон (2003). Геология и ландшафты Шотландии . Харпенден: Терра. п. 44. ИСБН 1-903544-09-2.
  21. ^ МакКирди, Алан (2007). Земля гор и наводнений: геология и рельеф Шотландии . Эдинбург: Birlinn. стр. 95. ISBN 978-1-84158-357-0.
  22. ^ Абер, Джеймс С. (2012). "Morton Gneiss, Minnesota". Государственный университет Эмпории. Архивировано из оригинала 2014-11-26 . Получено 2019-05-22 .
  23. ^ "Peninsular Gneiss". Геологическая служба Индии. Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Получено 27.02.2009 .
  24. ^ "Национальные геологические памятники, страницы 96, Полуостровной гнейс, страницы 29-32". Специальная серия публикаций . Геологическая служба Индии, 27, Jawaharlal Nehru Road, Kolkata-700016. 2001. ISSN  0254-0436.
  25. ^ Хенкель, Иоганн Фридрих (1757). Pyritologia, или История пиритов…. Лондон, Англия: А. Миллар и А. Линде. С. 308. Со стр. 308: «… к чему мы можем добавить эту догадку, что черный жильный камень или скала, обычно называемая кнейссом , во Фриберге, …»
  26. ^ Харпер, Дуглас (ред.). "Гнейс". Онлайн-этимологический словарь . Получено 4 июля 2021 г.
  27. ^ 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 .
  28. ^ 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. doi :10.1016/j.conbuildmat.2015.05.070.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Гнейс .