Гнейс ( / п aɪ с / ) является широко распространенным и широко распространен типом метаморфических пород . Гнейс образован метаморфическими процессами при высоких температурах и высоком давлении, воздействующих на образования, состоящие из магматических или осадочных пород . Гнейс образуется при более высоких температурах и давлениях, чем сланец . Гнейс почти всегда показывает полосчатую текстуру, характеризующуюся чередованием более темных и более светлых полос и без отчетливого расщепления .
Метаморфическая порода | |
Гнейсы распространены в древней коре континентальных щитов . Некоторые из самых старых горных пород на Земле - это гнейсы, такие как Акаста-Гнейс .
Описание
В традиционном английском и североамериканском использовании гнейс представляет собой крупнозернистую метаморфическую породу, показывающую композиционную полосчатость ( гнейсовидную полосатость ), но слабо развитую рассланцованность и нечеткую спайность . Другими словами, это метаморфическая порода, состоящая из минеральных зерен, которые легко увидеть невооруженным глазом, которые образуют очевидные композиционные слои, но имеют лишь слабую тенденцию к разрушению вдоль этих слоев. В Европе этот термин более широко применялся к любой крупной, бедной слюдой , метаморфической породе высокого качества. [1]
Британская геологическая служба и МСГН оба используют гнейс как широкого текстурной категорию для средне- и крупнозернистой метаморфические породы , которая показывает , слабо развитую сланцеватость, с композиционными наслаивать более 5 миллиметров (0,20 дюйма) толщина [2] и тенденцию к разделению на пластины толщиной более 1 сантиметра (0,39 дюйма). [3] Ни одно из этих определений не зависит от состава или происхождения, хотя породы, бедные пластинчатыми минералами , с большей вероятностью будут давать гнейсовую текстуру. Таким образом, гнейсовидные породы в значительной степени перекристаллизованы, но не содержат больших количеств слюды , хлорита или других пластинчатых минералов. [4] Метаморфическая порода, показывающая более сильное рассланцевание, классифицируется как сланец , а метаморфическая порода, лишенная рассланцевания, называется гранофелс . [2] [3]
Гнейсы, которые представляют собой метаморфизованные магматические породы или их эквиваленты, называются гранитными гнейсами, диоритовыми гнейсами и т. Д. Гнейсовые породы также могут быть названы в честь характерного компонента, такого как гранатовый гнейс, биотитовый гнейс, альбитовый гнейс и т. Д. Ортогнейс обозначает гнейс, образованный из вулканической породы , а парагнейс - это гнейс из осадочной породы . [2] [3] И BGS, и IUGS используют гнейссоз для описания горных пород с текстурой гнейса, [2] [3], хотя гнейс также остается широко используемым. [5] Например, гнейсовый метагранит или гнейсовидный метагранит означают гранит, который подвергся метаморфозу и, таким образом, приобрел гнейсовую текстуру.
Гнейсовидная повязка
Минералы в гнейсе расположены слоями, которые в поперечном сечении выглядят как полосы. Это называется гнейсовидными полосами. [6] Более темные полосы содержат относительно больше основных минералов (содержащих больше магния и железа ). Более светлые полосы содержат относительно больше кислых минералов (минералов, таких как полевой шпат или кварц, которые содержат больше легких элементов, таких как алюминий, натрий и калий). [7]
Полосчатость образуется при высокой температуре, когда порода более сильно сжимается 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 скальный материал, который подвергается метаморфизму) экстремальной сдвигающей силе, скользящей силе, подобной толканию верхней части колоды карт в одном направлении и нижней части колоды. колода в другом направлении. [6] Эти силы растягивают скалу, как пластик , и исходный материал распределяется на листы. Согласно теореме полярного разложения , деформация, вызванная такой силой сдвига, эквивалентна вращению породы в сочетании с сокращением в одном направлении и растяжением в другом. [9]
Некоторая полосчатость сформирована из исходного горного материала (протолита), который подвергается экстремальным температурам и давлению и состоит из чередующихся слоев песчаника (более светлый) и сланцевый (более темный), который превращается в полосы кварцита и слюды . [6]
Другой причиной образования полос является «метаморфическая дифференциация», при которой различные материалы разделяются на разные слои посредством химических реакций, и этот процесс не совсем понятен. [6]
Augen gneiss
Augen gneiss , от немецкого : Augen [Aʊɡən] , что означает «глаза», представляет собой гнейс, образовавшийся в результате метаморфизма гранита, который содержит характерные эллиптические или линзовидные зерна, связанные сдвигом ( порфирокласты ), обычно полевой шпат , окруженные более мелкозернистым материалом. Более мелкозернистый материал деформируется вокруг более стойких 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 ) . Камень может также содержать меланосому основной породы, дополняющую лейкосому. [11] Мигматиты часто интерпретируются как порода, которая была частично расплавлена, причем лейкосома представляет собой богатый кремнеземом расплав, меланосома - остаточная твердая порода, оставшаяся после частичного плавления, а мезосома - исходная порода, которая еще не испытала частичного плавления. [12]
Вхождения
Гнейсы характерны для областей регионального метаморфизма , доходящего до среднеамфиболитовой и гранулитовой метаморфической фации . Другими словами, порода подверглась метаморфизму при температуре, превышающей 600 ° C (1112 ° F), при давлении от 2 до 24 кбар . Многие разновидности горных пород могут быть преобразованы в гнейсы, поэтому геологи стараются добавлять описания цвета и минерального состава к названию любого гнейса, например, гранат-биотитовый парагнейс или серовато-розовый ортогнейс . [14]
Гранитно-зеленокаменные пояса
Континентальные щиты - это области обнаженных древних горных пород, которые составляют стабильные ядра континентов. Скалы, обнаженные в древнейших областях щитов, имеющие архейский возраст (более 2500 миллионов лет), в основном относятся к гранитно-зеленокаменным поясам. В зеленокаменные ремни содержат metavolcanic и метаосадочных камень , который подвергся относительно мягкой степени метаморфизма, при температурах 350-500 ° C (662-932 ° F) и давлении 200-500 МПа (2,000-5,000 бар). Зеленокаменные пояса окружены высокосортными гнейсовыми ландшафтами, демонстрирующими сильно деформированный низконапорный высокотемпературный (более 500 ° C (932 ° F)) метаморфизм до амфиболитовой или гранулитовой фации. Они образуют большую часть обнаженных пород в архейских кратонах. [15]
Гнейсовые купола
Гнейсовые купола распространены в орогенных поясах (регионах горообразования). [16] Они состоят из купола из гнейса, прорвавшегося более молодым гранитом и мигматитом и покрытого осадочными породами . [17] Это было интерпретировано как геологическая запись двух различных горообразовательных событий, при первом образовании гранитного фундамента, а во втором - деформации и плавлении этого фундамента с образованием куполов. Однако некоторые гнейсовые купола на самом деле могут быть ядрами метаморфических ядерных комплексов , областей глубинной коры, вынесенных на поверхность и обнаженных во время расширения земной коры . [18]
Примеры
- Acasta Gneiss находится в северо - западных территориях , Канада , на острове около 300 километров (190 миль) к северу от Йеллоунайфа . Это один из самых древних неповрежденных фрагментов земной коры, метаморфизованный 3,58–4,031 миллиарда лет назад. [19]
- Lewisian гнейс встречается по всей Внешних Гебридских Шотландии, на шотландском материке к западу от Thrust Moine , и на островах Coll и Тайри . [20] Эти породы в основном имеют магматическое происхождение, смешанные с метаморфизованным мрамором , кварцитом и слюдяным сланцем с более поздними интрузиями базальтовых даек и гранитной магмы. [21]
- Мортон Gneiss является архей -Возраст гнейс выставлены в реке Миннесота долине на юго - западе штата Миннесота , США. Считается, что это самый старый неповрежденный блок континентальной коры в Соединенных Штатах. [22]
- Полуостровной Gneiss последовательность архея гнейсов найдена по всей индийскому щиту и в возрасте от 3400 до 2500 миллионов лет. [23] [24]
Этимология
Слово гнейсы используется на английском языке , так как по крайней мере , 1757. Он заимствован из немецкого слова ГНЕЙСА , ранее также пишется гнейс , который, вероятно , происходит от средневерхненемецкого существительного gneist «искры» (так называемой , потому что рок - блестит). [25]
Использует
Гнейс использовался в качестве строительного материала, например, факоидальный гнейс, широко используемый в Рио-де-Жанейро . [26] Гнейс также использовался в качестве строительного заполнителя для асфальтового покрытия . [27]
Смотрите также
- Список типов горных пород
Рекомендации
Цитаты
- ^ Ярдли, BWD (1989). Введение в метаморфическую петрологию . Харлоу, Эссекс, Англия: Longman Scientific & Technical. п. 22. ISBN 0582300967.
- ^ а б в г 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 года .
- ^ а б в г Schmid, R .; Fettes, D .; Harte, B .; Davis, E .; Десмонс, Дж. (2007). «Как назвать метаморфическую породу.». Метаморфические породы: Классификация и глоссарий терминов: Рекомендации Подкомиссии Международного союза геологических наук по систематике метаморфических пород (PDF) . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. С. 3–15 . Проверено 28 февраля 2021 года .
- ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. п. 360. ISBN 0716724383.
- ^ Джексон, Джулия А., изд. (1997). «Гнейсовидный». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вириджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
- ^ а б в г Маршак, Стивен (2013). Основы геологии (4-е изд.). WW Нортон. стр. 194–95, рис. 7.6a – c. ISBN 978-0-393-91939-4.
- Перейти ↑ Yardley 1989 , p. 22.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , p. 359.
- ^ Фоссен, Хокон (2016). Структурная геология (Второе изд.). Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. п. 38. ISBN 9781107057647.
- Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , pp. 358-359.
- ^ Британская геологическая служба 1999 , стр. 11.
- ^ Сойер, EW (2008). Атлас мигматитов . Оттава, Онтарио: NRC Research Press. ISBN 978-0660197876.
- ^ Бьёрн Hageskov (1985): Constrictional деформация дайкового роя пластичного левосторонней зоны сдвига в Koster, Костер островах, SW Швеции. Бюллетень Геологического общества Дании 34 (3–4): 151–97
- ↑ Британская геологическая служба, 1999 , стр. 5-6.
- ^ Kearey, P .; Klepeis, Keith A .; Вайн, Фредерик Дж. (2009). Глобальная тектоника (3-е изд.). Оксфорд: Уайли-Блэквелл. п. 350. ISBN 9781405107778.
- ^ Whitney, DL; Teyssier, C .; Вандерхэге, О. (2004). «Гнейсовые купола и земной поток». В Уитни, DL; Teyssier, C .; Сиддоуэй; CS (ред.). Гнейсовые купола в орогении: Боулдер, Колорадо, Специальный доклад Геологического общества Америки 380 . Проверено 5 июля 2021 года .
- ^ Тейсье, Кристиан; Уитни, Донна Л. (1 декабря 2002 г.). «Гнейсовые купола и орогения». Геология . 30 (12): 1139–1142. DOI : 10.1130 / 0091-7613 (2002) 030 <1139: GDAO> 2.0.CO; 2 .
- ^ Инь, А. (2004). «Гнейсовые купола и системы гнейсовых куполов». В Уитни, DL; Teyssier, C .; Сиддоуэй, CS (ред.). Гнейсовые купола в орогении: Специальный доклад Геологического общества Америки 380 (PDF) . Боулдер, Колорадо. С. 1–14 . Проверено 4 июля 2021 года .
- ^ Бауринг, SA, и Williams, IS, 1999. Priscoan (4.00-4.03 Ga) ортогнейсы из северо - западной Канады. Вклад в минералогию и петрологию, т. 134, 3–16.
- ^ Гиллен, Кон (2003). Геология и пейзажи Шотландии . Харпенден: Терра. п. 44. ISBN 1-903544-09-2.
- ^ Маккирди, Алан (2007). Страна гор и наводнений: геология и рельеф Шотландии . Эдинбург: Бирлинн. п. 95. ISBN 978-1-84158-357-0.
- ^ Абер, Джеймс С. (2012). «Мортон Гнейс, Миннесота» . Государственный университет Эмпории . Проверено 22 мая 2019 .
- ^ «Полуостровный гнейс» . Геологическая служба Индии. Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Проверено 27 февраля 2009 .
- ^ Национальные геологические памятники, страницы 96, полуостровные гнейсы, страницы 29-32 . Геологическая служба Индии, 27, Jawaharlal Nehru Road, Kolkata-700016. 2001. ISSN 0254-0436 .
- ^ Харпер, Дуглас (ред.). «Гнейс» . Интернет-этимологический словарь . Проверено 4 июля 2021 года .
- ^ Кастро, Нурия Фернандес; Мансур, Катия 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. DOI : 10.18814 / epiiugs / 2020 / 0200s13 .
- ^ Чен, Цзуну; Ву, Шаопэн; Вен, Джин; Чжао, Мэйлин; Йи, Минвэй; Ван, Цзюмин (сентябрь 2015 г.). «Утилизация крупного заполнителя гнейса и мелкого заполнителя стального шлака в асфальтовой смеси». Строительные и строительные материалы . 93 : 911–918. DOI : 10.1016 / j.conbuildmat.2015.05.070 .
Дополнительное чтение
- Мюррей, WH (1966). Гебриды . Лондон: Хайнеманн. ASIN B0000CMWPC .
Внешние ссылки
- . Британская энциклопедия (11-е изд.). 1911 г.
- . Новая международная энциклопедия . 1906 г.