Земна кора багата природними ресурсами, з яких окремо можна виділити мінеральні та органічні корисні копалини. Люди застосовують їх в самих різних областях – від палива (нафта, вугілля, газ) до будівництва (наприклад, облицювання мармуром і гранітом) і виробництва різних предметів, необхідних у повсякденному житті. Одним з таких ресурсів є гірська порода гнейс.
Визначення
Гнейсів прийнято називати метаморфическую, тобто сформувалася в надрах Землі, гірську породу. Під метаморфізмом розуміється перетворення осадових і магматичних природних мінеральних утворень в результаті зміни фізико-хімічних умов (температура, тиск, вплив різноманітних газових і водяних розчинів). Такі процеси відбуваються із-за коливань земної кори та інших процесів, що протікають в них. Як наслідок, відбуваються різні перетворення і утворюються метаморфічні гірські породи. Гнейс найчастіше характеризується чіткою вираженістю паралельно-сланцеватой, часто тонкополосчатой текстурою.
Розміри зерен мінералу зазвичай більше 0,2 мм. Дані зернисто-кристалічні утворення багаті польовим шпатом і зазвичай представлені кварцом, мусковитом, біотитом і іншими мінералами. Серед квітів переважають світлі відтінки (сірі, червоні та інші).
Гнейс – одна з найбільш часто зустрічаються метаморфічних гірських порід, дуже популярний і практичний обробний матеріал в будівництві. Виглядає як ущільнений округлий шматок з шорсткою і нерівною поверхнею. Володіє великою міцністю, переносить великі амплітуди температур. Дані фізико-механічні властивості обумовлюють довгострокові, надійні і естетичних результати в будівництві, при облицюванні будівель та тротуарів, при оформленні інтер’єрів.
Проблема термінології
У науковому середовищі виникала полеміка з приводу питання, до яких гірських порід відноситься гнейс. Одні дослідники (Левінсон-Лессінг, Половинкіна, Судовіков) вважали, що тут неодмінно повинен бути присутнім кварц. Інші вчені (Саранчина, Шинкарьов) висували іншу точку зору, згідно якої порода рясніє польовими шпатами, а також включає кварц. Тобто в другому варіанті наявність кварцу не є необхідним.
Однак перша трактування близька до його первісного тлумачення, коли цим терміном позначали лише сланці, відповідні по мінеральному складу гранітам. Тобто кварц є все ж типоморфным, визначальним мінералом у складі гнейсів.
Гіпотези про освіту
Походження гірської породи гнейс є до кінця нез’ясованим і в наш час, хоча і існує кілька десятків наукових припущень, а також безліч літературних джерел, що зачіпають цю тему. Тим не менш усі думки сходяться в якихось основних думках. Наприклад, що виникнення гнейсів визначено процесами глибокого метаморфізму різних гірських порід.
Деякі петрологи розглядають гнейс як фрагменти перворожденной земної кори, яка вкрила планету при охолодженні і зміні агрегатного стану з вогненно-рідкого в твердий. Також є припущення, що це вивержені породи, які в результаті метаморфізму знайшли шаруватість. Треті вважають гнейси хімічним осадом первозданного океану, який кристалізувався під великим атмосферним тиском з перегрітої води. Четверті вбачають у них осадові породи, тисячоліттями змінені під впливом тепла землі, тиску і діяльності підземних вод.
Існує і ще одна гіпотеза, згідно з якою гнейси являють собою осадові породи, кристали в процесі або незабаром після свого відкладення в земній корі. Припускають, що найбільш значне освіта гнейсів в історії Землі відбувалося близько 2,5-2,0 млрд років тому.
Склад і структура
Гнейс відноситься до гірських порід, для яких типова залізиста текстура, яка виникає з-за почергового розташування світлих і темних мінералів. Забарвлення зазвичай світла. Основні складові: кварц, польовий шпат та інші.
Хімічний склад наближений до гранітам і глинистих сланців, різноманітний. Як правило, це 60-75 % кремнекислоти, 10-15 % глинозему і в невеликому обсязі окис заліза, вапно, Mg, К, Na і H2O.
Фізичні параметри дуже залежні від будови і рівня сланцеватости. Густинна характеристика дорівнює 2600-2900 кг/м куб., частка обсягу пір в загальному обсязі – 0,5-3,0 %.
Виходячи з мінеральних складових, прийнято розрізняти біотитові, мусковитовые гнейси і так далі. По структурі вони бувають, наприклад, деревоподібні, окулярні, стрічкові.
За типом первообразующих гірських порід існує поділ на пара – і ортогнейсы. Перші виникають в результаті змін осадових порід; другі ж – внаслідок видозміни магматичних (зазвичай вулканогенних) гірських порід.
Типовою ознакою біля гірської породи гнейсу є сланцеватость, що має різні характеристики. Вона являє собою або залишок первинної шаруватості осадових порід, або є интрузией.
Різновиди
Поділ гнейсів на різні види зумовлено різноманітністю мінералогічного та елементного складу, ступенем зернистості (структурні особливості) і розташуванням зерен в породі (текстурні характеристики).
В результаті перетворення осадових порід утворюються багаті глиноземом гнейси, часто включають в свій склад гранат і андалузит (високоглиноземистих).
Породи з порфиробластической текстурою, в яких зазвичай округлі або еліпсоподібні порфиробласты польового шпату (іноді разом з кварцом) в поперечному перерізі видно у формі вічок, називають очковыми.
Складні метаморфічні утворення змішаного будови, пронизані гранітним матеріалом, що включають його прожилки, називаються мігматитами.
Гнейс може складатися з кількох мінералів: буттям, мусковіту, діопсид і інших. Деякі різновиди гнейсів мають власні назви, наприклад чарнокіти і ендербіти.
Крім того, широко застосовується поділ за типом початкових порід. Гнейс як магматична гірська порода представлений ортогнейсами, що виникли в результаті перетворення вивержених порід (наприклад, гранітів). Вважається, що їх основним первинним джерелом служать виверження вулканів. Парагнейсы ж є наслідком глибокого метаморфізму осадових гірських порід.
Взаємозв’язок гнейсу та граніту
Гнейс – часто зустрічається гірська порода, в складі якої переважають польовий шпат, кварц і слюда. Аналогічні складові характерні і для граніту, однак існує принципова відмінність. Воно полягає в тому, що в граніті немає чіткого розподілу складових його компонентів. У гнейсе ж всі мінерали розташовані паралельно один одному, надаючи йому шаруватості. До того ж мінерали нерідко залягають в земній корі масивними плитами і пластами.
Однак часті випадки, коли гірська порода гнейс втрачає свою шаруватість і переходить в граніт. Ця обставина говорить про близьку взаємозв’язку даних природних утворень.
Особливості залягання в земній корі
Примітно, що за своєю широкою поширеністю, гнейс досить різноманітний. В результаті різних процесів змінюється спосіб і напрям взаєморозташування його складових частин, до яких, крім усього іншого, можуть приєднуватися або частково заміщати також і нові мінерали. У результаті виникають нові різноманітні види гнейсу.
Гнейси зустрічаються дуже часто, переважно серед порід докембрійського періоду. Так, серогнейсовые поклади фундаменту Канадського щита вважаються наидревнейшими гірськими породами на планеті: за оцінкою вчених, їм більше трьох мільярдів років. Втім, поширені і більш молоді породи кайнозойської ери, що утворилися в результаті високих температур.
Розповсюдження (розподіл)
Гірська порода гнейс виходить з надр на поверхню, головним чином, у країнах, де внаслідок різних процесів і факторів стався збій в горизонтальному розташуванні шарів, або ж в результаті розмиву новоутворених і оголення більш старих.
Головним чином, значні поклади відносяться до оголення кристалічного фундаменту. На Балтійському щиті це Республіка Карелія, Ленінградська і Мурманська області, за кордоном – Фінляндія.
У Російській Федерації гнейси часто зустрічаються в центральній смузі Уральського хребта, на південно-сході Сибірської платформи (Алданский щит), кавказької Лабино-Малкинской зоні і в осьовій зоні підняття Головного хребта.
Також, за кордоном поклади зосереджені в канадському комплексі Акаста, Скандинавії, на Українському щиті Східно-Європейської платформи.
Практичне застосування (використання) гнейсу
Гірська порода переважно використовується для виробництва будівельного каменю (щебеню і буту), а також в якості обробки. З цього природного матеріалу виготовляють бут у вигляді плит для фундаментів, плити для пішохідних зон; вони використовуються також для облицювання каналів, набережних. Вважається, що чим ближче текстура гнейсових порід до гранітам, тим вище їх якість.
Цю гірську породу використовують для спорудження об’єктів соціальної значущості: будівель, храмів, пішохідних доріжок, скверів, дворів.
Дуже часто використовується гнейс для створення внутрішнього і зовнішнього прикраси будівель і споруд: облицювання стін, колон, сходів, підлоги і каміна.
