Gneiss on moondelise päritoluga jämedateraline kivim, millel on iseloomulik struktuur erinevate mineraalide vahelduvate kihtidena. Selle paigutuse tulemusel on see triibuline välimus. Mõistet "gneiss" ei seostata konkreetse mineraalse koostisega, kuna viimane on väga erinev ja sõltub protoliidist (prekursorist). Sellel kivimil on palju sorte.
Mis on gneiss
Nagu ülalpool märgitud, näitab nimi "gneiss" tekstuuri, mitte komponendi koostist. See määratlus hõlmab paljusid vöödilise struktuuriga moondekivimeid, mis peegeldavad heledate ja tumedate mineraalide eraldumist. Seda tüüpi asukoht näitab kõigi gneisside tekketingimuste jäikust.
Mineraalide eraldumine toimub piisav alt tugeva ioonide migratsiooniga, mis on võimalik ainult väga kõrgetel temperatuuridel(600-700 °C). Teine vajalik tingimus on tugev surve, mis viib triipude ilmumiseni. Pealegi võivad viimased olla nii sirged kui ka kõverad ning erineva paksusega.
Gneissi tekstuuri iseloomulik tunnus on ka see, et selle ribad ei ole pidevad lehed või plaadid, vaid teralise struktuuriga kihid. Enamasti on mineraalsed graanulid palja silmaga nähtavad.
Visuaalselt võivad gneissid erineda. Igal seda tüüpi tõutüübil on ainulaadne muster. Mustad ja heledad mineraalkihid võivad olla sirged, lainelised või ebakorrapärase kujuga. Viimasel juhul tundub nende paigutus kaootiline. Mõnel kivil on ribad nii paksud, et gneissi struktuur on nähtav ainult piisav alt suurel kivitükil.
Üldine teave
Gneiss on väga levinud kivitüüp, mis on kõige iseloomulikum mandri maakoore madalamatele tsoonidele. Kuid mõnes kohas leidub seda sageli pinnal. Seda leidub maailma osades, kus kristalsed kivimid ei ole kaetud settekihtidega (Skandinaavia, Kanada jne).
Vastus küsimusele, mis on gneiss, ei olnud alati ühemõtteline. Esimest korda kasutas seda terminit Agricola 1556. aastal, viidates rauda kandvate veenidega kivimile. Selle nime kaasaegse kasutamise aluse pani väidetav alt 1786. aastal Wegner. Ta määratles gneissi kui päevakivi kivimit kvartsist vilgukiviga jajäme kihtstruktuur.
Moondekivimite omadused
Nimetatakse moondekivimeid, mis tekivad tard- või settelise päritoluga lähteainete muundumise tulemusena. Muutused on peamiselt seotud tektooniliste protsessidega, mis viivad selleni, et teatud maakoore osad langevad kõrgendatud temperatuuri ja rõhu tingimustesse. See käivitab rea füüsikalisi ja keemilisi protsesse, mille tulemuseks on:
- ümberkristallimiseks - mineraalide orientatsiooni, asukoha ja struktuuri muutus;
- dehüdratsioon;
- lahenduste migratsioon;
- mõnede keemiliste ühendite muundumine teisteks;
- kompositsiooni uute komponentide kasutuselevõtt.
Selle tulemusena omandab algne kivim (sette-, tard- või moondekivim) hoopis teistsugused omadused. Samal ajal sõltub muutuse määr transformatsiooni põhjustavate tegurite mõju tugevusest ja kestusest.
Tüüpilised moondekivimite näited on vastav alt liivakivist, lubjakivist ja savist moodustunud kvartsiit, marmor ja kilt. Tard- ja setteprotoliitid käituvad transformatsiooni käigus erinev alt. Sageli toimub metamorfism mitmes etapis.
Gneiss on näide kvaliteetsest moondekivimist. See tähendab, et see tekkis väga karmides füüsilistes tingimustes.
Gneissi struktuur ja koostis
Nagu eespool märgitud, on gneissi komponentide koostis üsna erinev. Kuid kõigil selle rühma tõugudel on see võimaliktuvastada mitmed levinumad mineraalid. Enamik gneisse põhinevad:
- päevakivi (ortoklaas, plagioklaas);
- kvarts;
- vilgukivi (biskoviit, biotiit jne).
Väike kogus võib sisaldada sarvest (augiiti), aga ka mitmesuguseid lisandeid.
Mineraalide spekter võib hõlmata ka:
- grafiit;
- stauroliit;
- kyaniit;
- granaat;
- sillimaniit;
- amfiboolid;
- porfüroblastid;
- epidoot.
Üldiselt võib öelda, et gneissi struktuuri moodustavad heledad ja tumedad silikaadid, mis moodustavad ebakorrapäraseid subparalleelseid ribasid paksusega 1–10 mm. Kuid mõnikord võivad need olla palju paksemad. See viitab sellele, et selline gneiss läbis osalise sulamise või uue materjali kasutuselevõtu. Sellised muutused toimuvad üleminekul teisele kivimitüübile – migmatiidile.
Hoolimata hästi arenenud kihilisusest on gneissi põhiomadus terviklikkus. See on üsna tugev tõug. Koormuste mõjul ei lagune see mööda lamineerimistasapindu, nagu näiteks kiltkivi. Seda seletatakse asjaoluga, et vähem kui 50% mineraali teradest saab gneissis õige orientatsiooni. Selle tulemusena moodustub üsna jäme kihiline struktuur. Lõhenemise iseloom on üks võtmeparameetreid, mille järgi on võimalik määrata, milline kivim on gneiss ja milline fülliit või kilt.
Helged triibud moodustuvad tavaliselt päevakivist jakvarts ja tumedad - mafilised mineraalid (sarvest, pürokseen, biotiit jne).
Tõu kujunemine
Gneiss tekib mineraalsete terade ümberkristalliseerumise tulemusena tugeva kuumuse ja rõhu all. See protsess toimub plaatide kokkupõrke piiril ja seda nimetatakse piirkondlikuks metamorfismiks. Nende muutuste ajal suureneb mineraalsete terade suurus ja eralduvad ribadeks, muutes kivimi stabiilsemaks.
Gneiss võib moodustuda mitmesugustest lähteainetest, sealhulgas:
- savi ja liiva ladestused;
- tardkivimid;
- ränikarbonaadi ja karbonaadi ladestused.
Kõige tüüpilisem gneissi protoliit on kiltkivi. Temperatuuri ja rõhu mõjul muutub see fülliidiks, seejärel moondekildiks ja lõpuks gneissiks. Selle protsessiga kaasneb algse kivimi savikomponentide muutumine vilgukivideks, mis ümberkristalliseerumise tulemusena muutuvad granuleeritud mineraalideks. Viimase välimust peetakse gneissile ülemineku piiriks.
Diariit on samuti üsna levinud protoliit. Graniit võib olla ka lähteaine, mis kõrge temperatuuri ja rõhu mõjul omandab triibulise struktuuri. Sellist gneissi nimetatakse graniidiks. Selle moodustumise ajal mineraloogilisi transformatsioone praktiliselt ei toimu. Muudatused on valdav alt struktuursed.
Graniitgneiss tekib ka mõnede settekivimite metamorfismi tulemusena. Lõpptoodenende muundumisel on ribaline struktuur ja graniidiga sarnane mineraloogiline koostis.
Klassifikatsioon
Rock klassifikatsioon põhineb neljal gneissi omadusel:
- protoliittüüp;
- protoliitnimi;
- mineraalkoostis;
- struktuur ja tekstuur.
Tõusordi tähistamiseks kasutatakse tavaliselt topeltterminit. Näiteks sõna "graniit" olemasolu nimes näitab, et selline gneiss tekkis graniidist ja "dioriit" - dioriidist. Sel juhul vastab kvalifitseeriv termin konkreetsele protoliidile.
Klassifikatsioon eelkäija tõu tüübi järgi on laiem. Tema sõnul jagunevad kõik gneisid kahte tüüpi:
- ortogneissid – tekkinud tardkivimitest;
- paragneissid – pärinevad settekivimitest.
Mineraalse koostise poolest eristuvad järgmised gneissitüübid:
- pürokseen;
- leeliseline;
- amfibool;
- biotiit;
- kahe vilgukivi;
- lihaseline;
- plagiogneisses.
Kui sõna "gneiss" ees pole määravat terminit, siis loetakse komponentide koostis tinglikult klassikaliseks (päevakivi, kvarts, biotiit).
Struktuurne klassifikatsioon iseloomustab kihtide kuju ja paigutust. Tumedad ja heledad ribad võivad moodustada erinevaid tekstuure, millega seoses eristuvad puu-, lehe-, lintgneissid jms.
Füüsikalised ja mehaanilised omadused
Gneissirühma piires erinevate kivimite lõikeastevarieerub üsna laias vahemikus ja seetõttu kõiguvad füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste näitajad suuresti. Peamiste omaduste jaoks määrati eksperimentaalselt järgmised väärtused:
- tihedus - 2650-2870 g/m3;
- veeimavus - 0,2-2,3%;
- poorsus – 0,5–3,0%.
Üldiselt võib gneissi kirjeldada kui rasket, kõva ja karedat kivimit, millel on suur tihedus ja selgelt kihiline struktuur, mis on vastupidav lõhenemisele. Selle kivi kõvadus on võrreldav terasega.
Praktiline rakendus
Gneissi kasutatakse laialdaselt ehituses ja maastikukujunduses. Suurem osa sellest kivist kasutatakse kruusa ja killustiku valmistamiseks, kuid see kivi sobib ka:
- vundamendi rajamiseks;
- plaatide valmistamiseks;
- kõnniteede ja muldkehade jaoks;
- kilustikkivina.
Gneissi eelisteks ehitusmaterjalina on selle tugevus ja vastupidavus olmehapetele. Selle kivi esteetiline ilu muudab selle sobivaks katteplaatide tootmiseks. Gneissi asendatakse sageli graniidiga, kuna viimane on kaevandamiseks palju kallim.
