Piaskowiec jest skała osadowa składają się głównie z cząstek mineralnych wielkości piasku lub fragmentów skał. Jest to powszechny rodzaj skały występujący na całym świecie, często powstający na obszarach, w których gromadzi się dużo piasku, takich jak pustynie, koryta rzek lub obszary przybrzeżne.

Skład mineralny piaskowca może być bardzo zróżnicowany, ale powszechny minerały zawierać kwarc, skaleń, mały, minerały ilaste. Kolor piaskowca może się również znacznie różnić w zależności od składu mineralnego i zanieczyszczeń, od białego lub jasnoszarego do czerwonego, brązowego, a nawet zielonego.

Piaskowiec jest zazwyczaj skałą dobrze scementowaną, co oznacza, że ​​ziarna piasku są spajane przez jakiś rodzaj cementu mineralnego, takiego jak krzemionka, węglan wapnia lub żelazo tlenek. Stopień cementowania może się różnić, co może mieć wpływ na wytrzymałość i trwałość skały. Piaskowiec może być porowaty, dzięki czemu może zatrzymywać i przepuszczać płyny, takie jak woda lub ropa naftowa, a ta właściwość czyni go ważną skałą zbiornikową w ropa naftowa przemysł.

kwarc-piaskowiec nośny można zamienić na kwarcyt poprzez metamorfizm, zwykle związany z kompresją tektoniczną w obrębie pasów orogenicznych.

Tekstura: Klastyczny (widoczny tylko pod mikroskopem).

Wielkość ziarna: 0.06 – 2 mm; klasty widoczne gołym okiem, często możliwe do zidentyfikowania.

Twardość Zmienna, od miękkiej do twardej, w zależności od klastu i składu cementu.

Kolor: Zmienne w kolorze szarym, żółtym, czerwonym do białego, odzwierciedlające różnice w zawartości minerałów i cementu.

klastry: Dominuje kwarc i skaleń ( ortoklazę, plagioklaz) z klastami litymi i różnymi niewielkimi ilościami innych minerałów.

Inne funkcje: Chropowaty w dotyku (jak papier ścierny).

Minerały: kwarc or skaleń (oba krzemiany)

Skład piaskowca

Skład chemiczny piaskowca, zazwyczaj dominującym minerałem klastycznym są ziarna kwarcu skały osadowe. Ze względu na ich wyjątkowe właściwości fizyczne, takie jak twardość i stabilność chemiczna. Właściwości fizyczne tych ziaren kwarcu wytrzymują wielokrotne procesy recyklingu, a także pozwalają ziarnom wykazywać pewien stopień zaokrąglenia. Ziarna kwarcu powstają ze skał plutonowych pochodzenia felsowego, a także ze starszych piaskowców, które zostały poddane recyklingowi. Drugim najpowszechniej występującym minerałem są ziarna szkieletu skaleniowego.

Skaleń można podzielić na dwie podgrupy. Są to skalenie alkaliczne i skalenie plagioklazowe. Minerały skalenia można rozróżnić pod mikroskopem petrograficznym.

Skaleń alkaliczny to grupa minerałów, których skład chemiczny może wahać się od KAlSi3O8 do NaAlSi3O8, co stanowi kompletny roztwór stały.

Skaleń plagioklazowy to złożona grupa minerałów w roztworach stałych o składzie od NaAlSi3O8 do CaAl2Si2O8.

Mikrofotografia ziaren piasku wulkanicznego; górny obraz przedstawia światło spolaryzowane płasko, dolny obraz jest światłem spolaryzowanym krzyżowo, pole skali po lewej stronie wynosi 0.25 milimetra. Ten rodzaj ziarna byłby głównym składnikiem piaskowca litycznego.

Lityczne ziarna szkieletowe to kawałki starożytnej skały źródłowej, które jeszcze nie uległy starzeniu i utworzyły pojedyncze ziarna mineralne, zwane fragmentami litu lub klastami. Fragmentami litymi mogą być dowolne drobnoziarniste lub gruboziarniste skały magmowe, metamorficzne lub osadowe, chociaż najczęściej spotykane fragmenty litu spotykane są w skałach osadowych skały są klastami skał wulkanicznych.

Minerały dodatkowe stanowią niewielki procent ziaren piaskowca. Typowe minerały dodatkowe obejmują miki (moskiewski i biotyt), oliwin, piroksen, korund. Wiele z tych dodatkowych ziaren ma większą gęstość niż minerały krzemianowe w skałach. Te ciężkie minerały mają większą trwałość zwietrzenie i może być stosowany jako wskaźnik dojrzałości piaskowca poprzez wskaźnik ZTR.

Typowe minerały ciężkie obejmują cyrkon, turmalin, rutyl (stąd ZTR), granat, magnetytlub inne gęste, odporne minerały pochodzące ze skały macierzystej.

Matrix

Osnowa występuje w spękanej przestrzeni porów pomiędzy ziarnami szkieletu. Tę przestrzeń porów można podzielić na dwie klasy. Są to Arenici i Wackowie. Arenity to piaskowce o czystej teksturze, wolne od osnowy lub zawierające bardzo mało osnowy. Wacky to piaskowce o brudnej fakturze, posiadające znaczną ilość osnowy.

Cement

Cement wiąże ze sobą ziarna krzemoklastycznego szkieletu. Cement to minerały wtórnego osadzania się po zakopaniu piaskowca. Materiałami cementującymi mogą być minerały krzemianowe lub minerały niekrzemianowe, takie jak kalcyt. Cement krzemionkowy może składać się z kwarcu lub opal minerały. Cement kalcytowy jest najpopularniejszym cementem węglanowym. Cement kalcytowy to asortyment mniejszych kryształów kalcytu. Inne minerały działające jako cementy obejmują: krwawień, limonit, skalenie, anhydryt, gips, baryt, minerały ilaste i zeolit minerały.

Rodzaje piaskowca

Piaskowiec to skała osadowa złożona z ziaren materiału mineralnego, skalnego lub organicznego wielkości piasku. Skład, tekstura i kolor piaskowca mogą się znacznie różnić, co prowadzi do klasyfikacji różnych rodzajów piaskowca na podstawie tych cech. Oto kilka popularnych rodzajów piaskowca:

  1. Piaskowiec kwarcowy: Ten rodzaj piaskowca składa się głównie z ziaren kwarcu. Często jest biały, szary lub jasny ze względu na dominację kwarcu.
  2. Arkoza: Arkoza to rodzaj piaskowca, który oprócz kwarcu i innych minerałów zawiera znaczną ilość skalenia. Obecność skalenia nadaje arkozie różowy lub czerwonawy kolor.
  3. Szarogłaz: Szarogłaz to rodzaj piaskowca zawierającego mieszankę kwarcu, skalenia i fragmentów skał. Często ma ciemnoszary lub zielonkawy kolor.
  4. Skaleniowy piaskowiec: Jak sama nazwa wskazuje, piaskowiec ten zawiera wysoki procent skalenia, co nadaje mu charakterystyczny wygląd. Kolor może wahać się od jasnego do ciemnego, w zależności od składu mineralnego.
  5. Arenit: Arenit to termin używany do określenia piaskowca o dużej zawartości ziaren kwarcu. Często jest dobrze wysortowany, co oznacza, że ​​wielkość ziaren jest dość jednakowa.
  6. Wacke: Wacke to rodzaj piaskowca zawierający mieszankę kwarcu, skalenia i minerałów ilastych. Często jest słabo wysortowany, ma różną wielkość ziaren.
  7. Piaskowiec krzyżowo-złożony: Podsypka krzyżowa to struktura osadowa, w której warstwy osadów są nachylone do poziomej płaszczyzny podłoża. Piaskowiec krzyżowo ułożony często tworzy się w środowiskach z płynącą wodą, takich jak rzeki lub wydmy.
  8. Piaskowiec olejowy: Niektóre piaskowce są ważnymi skałami zbiornikowymi ropy i gazu ziemnego. Mają porowatość i przepuszczalność niezbędną do magazynowania i przepływu węglowodorów.
  9. Czerwony piaskowiec: Piaskowiec może przybrać czerwonawy odcień ze względu na obecność tlenku żelaza (rdzy). Kolor może wahać się od jasnoróżowego do głębokiej czerwieni.
  10. Piaskowiec Coconino: Jest to dobrze znany rodzaj piaskowca występujący w Stanach Zjednoczonych, szczególnie w Wielki Kanion. Często charakteryzuje się krzyżowym układaniem i uważa się, że powstał w starożytnych środowiskach wydm.

Tego typu piaskowce mogą różnić się twardością, porowatością i innymi właściwościami fizycznymi, dzięki czemu nadają się do różnych zastosowań, w tym w budownictwie, architekturze i sztuce.

Środowiska depozycyjne i źródła osadów tworzących piaskowiec

Piaskowiec może tworzyć się w różnych środowiskach depozycji, w zależności od źródła osadu i zaangażowanych mechanizmów transportu. Niektóre typowe środowiska, w których osadza się piaskowiec, obejmują:

  1. Rzeczny: Piaskowiec osadzający się w rzekach lub strumieniach nazywany jest piaskowcem rzecznym. Skały te mają zazwyczaj dobrze wysortowaną teksturę i zawierają kwarc jako dominujący minerał. Ziarna piasku są zwykle zaokrąglone lub półokrągłe, a osad może zawierać również muł i glinę. Piaskowiec rzeczny można dalej klasyfikować na podstawie wielkości i kształtu ziaren osadu oraz stopnia sortowania i zaokrąglenia.
  2. Eoliczny: Piaskowiec powstały z osadów nawiewanych przez wiatr nazywany jest piaskowcem eolicznym. Skały te są zazwyczaj dobrze wysortowane, z zaokrąglonymi lub kanciastymi ziarnami kwarcu i innych minerałów. Osady są często ułożone krzyżowo, co odzwierciedla kierunek transportu wiatru. Piaskowiec eolski może również zawierać trochę mułu i gliny, ale zazwyczaj jest go mniej niż piaskowiec rzeczny.
  3. Morskie: Piaskowiec osadzany w środowiskach morskich nazywany jest piaskowcem morskim. Skały te mogą tworzyć się w różnych miejscach, w tym na plażach, w płytkich środowiskach morskich i w środowiskach głębinowych. Piaskowiec morski jest zazwyczaj dobrze wysortowany i składa się z kwarcu i innych minerałów, w tym fragmentów skalenia i litu. Osady mogą również zawierać muszle i inne zwierzęta morskie Skamieniałościi może wykazywać podłoże krzyżowe i inne struktury osadowe.
  4. Deltaic: Piaskowiec powstający w środowiskach deltowych nazywany jest piaskowcem deltaicznym. Skały te mają zazwyczaj słabo wysortowaną teksturę i zawierają mieszankę ziaren osadów o różnej wielkości, w tym piasek, muł i glinę. Ziarna piasku mogą być zaokrąglone lub kanciaste i mogą zawierać różne minerały, w tym kwarc, skaleń i fragmenty litu. Piaskowiec deltowy może również wykazywać podłoże krzyżowe i inne struktury osadowe.
  5. Inne środowiska: Piaskowiec może również tworzyć się w innych środowiskach, takich jak wachlarze aluwialne, pustynie i warunki lodowcowe. Skały te mogą mieć unikalne cechy w zależności od źródła osadów i zaangażowanych mechanizmów transportu.

Formacja piaskowca

Piaskowce tworzą cementowe ziarna, które mogą być fragmentami wcześniej istniejącej skały lub kryształami monomineralnymi. Cementami łączącymi te ziarna są zazwyczaj kalcyt, gliny i krzemionka. Wielkości ziaren w piaskach określa się (w geologii) w zakresie od 0.0625 mm do 2 mm (0.0025–0.08 cala). Gliny i osady o mniejszych rozmiarach ziaren niewidocznych gołym okiem, w tym mułowce i łupki, nazywane są zwykle osadami gliniastymi; skały o większym rozmiarze ziaren, w tym brekcje i zlepieńce, nazywane są osadami rudackimi. Najpopularniejszymi materiałami cementującymi są krzemionka i węglan wapnia, które często powstają w wyniku rozpuszczenia lub z zmiana piasku po jego zasypaniu. Kolory będą zazwyczaj brązowe lub żółte (pochodzące z połączenia przezroczystego kwarcu z ciemnym bursztyn zawartość skalenia w piasku). Środowisko, w którym się on osadza, ma kluczowe znaczenie dla określenia właściwości powstałego piaskowca, które bardziej szczegółowo obejmują jego wielkość ziaren, sortowanie i skład, a bardziej ogólnie obejmują geometrię skały i strukturę osadową. Główne środowiska osadzania można podzielić na lądowe i morskie, co ilustrują następujące szerokie grupy:

Środowiska lądowe

  • Rzeki (wały przeciwpowodziowe, bary punktowe, piaski kanałowe)
  • Wentylatory aluwialne
  • Wylew lodowcowy
  • Lakes
  • Pustynie (wydmy i erg)

Środowiska morskie

  • Delty
  • Piaski plażowe i brzegowe
  • Równiny pływowe
  • Przybrzeżne bary i fale piaskowe
  • burza depozyty (burze)
  • Turbidyty (kanały i wentylatory podwodne)

Techniki analizy petrograficznej piaskowców

Do badania wykorzystuje się techniki analizy petrograficznej mineralogia, teksturę i strukturę próbek piaskowca. Niektóre z powszechnie stosowanych technik analizy petrograficznej piaskowca obejmują:

  1. Analiza cienkich przekrojów: polega na wycięciu cienkiego kawałka próbki piaskowca i umieszczeniu go na szkiełku w celu zbadania mikroskopowego. Analiza cienkich przekrojów może dostarczyć informacji na temat wielkości ziaren, sortowania, kształtu, mineralogii i struktury osadowej.
  2. Dyfrakcja rentgenowska (XRD): XRD to technika stosowana do identyfikacji składu mineralogicznego próbek piaskowca. Metoda polega na bombardowaniu próbki promieniami rentgenowskimi, które następnie są uginane przez minerały obecne w próbce. Obraz dyfrakcyjny można wykorzystać do identyfikacji minerałów obecnych w próbce.
  3. Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM): SEM to technika stosowana do uzyskiwania obrazów powierzchni próbek piaskowca o wysokiej rozdzielczości. Metoda polega na skanowaniu próbki wiązką elektronów, które oddziałują z powierzchnią próbki i tworzą obraz. SEM można wykorzystać do badania tekstury powierzchni próbek piaskowca oraz kształtu i wielkości poszczególnych ziaren.
  4. Katodoluminescencja (CL): CL to technika stosowana do badania właściwości luminescencji minerałów w próbkach piaskowca. Metoda polega na bombardowaniu próbki elektronami, które wzbudzają znajdujące się w próbce minerały i powodują, że emitują one światło. CL można wykorzystać do identyfikacji mineralogii próbek piaskowców i badania historii diagenetycznej skał.
  5. Analiza wielkości ziaren: polega na przesianiu próbek piaskowca na frakcje o różnej wielkości i zmierzeniu procentowej zawartości każdej frakcji. Analiza wielkości ziaren może dostarczyć informacji na temat tekstury i sortowania próbki piaskowca.
  6. Analiza chemiczna: Analiza chemiczna próbek piaskowca może dostarczyć informacji na temat składu pierwiastkowego skał. Fluorescencja rentgenowska (XRF) jest powszechną techniką stosowaną do analizy chemicznej próbek piaskowca.

Te techniki analizy petrograficznej są ważne dla zrozumienia historii osadów i środowiska depozycji próbek piaskowców, a także dla identyfikacji ich potencjalnego zastosowania jako skał zbiornikowych w przemyśle naftowym.

Zastosowania i aplikacje

Piaskowiec jest stosowany w budownictwie i architekturze od tysięcy lat ze względu na jego trwałość, wytrzymałość i estetykę. Niektóre typowe zastosowania piaskowca obejmują:

  1. Elewacje budynków i okładziny: Piaskowiec jest często używany do fasad i okładzin budynków ze względu na jego naturalne piękno i trwałość. Jest powszechnie stosowany w budynkach rządowych, muzeach i innych ważnych konstrukcjach.
  2. Nawierzchnie i podłogi: Piaskowiec jest również używany do nawierzchni i podłóg ze względu na jego wytrzymałość i właściwości antypoślizgowe. Jest powszechnie stosowany do chodników, tarasów i obramowań basenów.
  3. Pomnik i rzeźba: Wiele zabytków i rzeźb zostało wykonanych z piaskowca ze względu na jego zdolność do rzeźbienia i kształtowania w skomplikowane wzory.
  4. Żwir i kruszywo: Kruszony piaskowiec jest często używany jako żwir i kruszywo w projektach budowlanych, takich jak budowa dróg i produkcja betonu.
  5. Poszukiwanie ropy i gazu: Piaskowiec jest ważną skałą zbiornikową w poszukiwaniach ropy i gazu, a jego właściwości porowatości i przepuszczalności mają kluczowe znaczenie dla wydobycia węglowodorów.

Ogólnie rzecz biorąc, piaskowiec ma szerokie zastosowanie w budownictwie, architekturze i przemyśle, a jego trwałość i naturalne piękno sprawiają, że jest on bardzo poszukiwanym materiałem budowlanym.

Formacje geologiczne i miejsca, w których powszechnie występuje piaskowiec

Piaskowiec można znaleźć na całym świecie, ponieważ jest to pospolita skała osadowa, która powstaje w wyniku akumulacji i cementowania ziaren wielkości piasku. Złoża piaskowca można znaleźć w różnych miejscach, w tym w korytach rzek i strumieni, na plażach, pustyniach, a nawet pod wodą. Niektóre godne uwagi formacje z piaskowca obejmują piaskowiec Navajo w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych, formacje kanionu Red Rock w Australii i klify z piaskowca w Petrze w Jordanii. Ponadto wiele kamieni budowlanych i pomnikowych wykonanych jest z piaskowca, który jest popularnym materiałem do projektów budowlanych i kształtowania krajobrazu.

Piaskowiec można znaleźć w różnych formacjach geologicznych i lokalizacjach na całym świecie, w tym:

  1. Płaskowyż Kolorado w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych, gdzie tworzy spektakularne formacje skalne, takie jak Wielki Kanion i Park Narodowy Zion.
  2. Appalachy we wschodnich Stanach Zjednoczonych, gdzie występuje w kilku różnych formacjach.
  3. Sahara w Afryce, gdzie tworzy rozległe wydmy i inne elementy.
  4. Kanion Red Rock w Nevadzie w USA, gdzie tworzą wspaniałe klify i formacje skalne z czerwonego piaskowca.
  5. Szkockie wyżyny, gdzie tworzą się nierówne góra krajobrazy.
  6. Wielka Zatoka Australijska w Australii, gdzie tworzy klify i formacje przybrzeżne.
  7. Basen Karoo w Republice Południowej Afryki, gdzie tworzy gęste sekwencje osadowe.
  8. Pustynia Gobi w Azji, gdzie tworzy rozległe wydmy i inne elementy.
  9. Wybrzeże Jurajskie w południowej Anglii, gdzie tworzy uderzające formacje przybrzeżne i klify.
  10. Dolomity w północnych Włoszech, gdzie tworzą się piękne górskie krajobrazy i formacje skalne.

To tylko kilka przykładów, gdyż piaskowiec można spotkać także w wielu innych miejscach na świecie.

Zastosowania i zastosowania piaskowca w budownictwie, architekturze i innych gałęziach przemysłu

Piaskowiec jest używany w budownictwie i architekturze od tysięcy lat. Jego trwałość, dostępność i atrakcyjny wygląd sprawiają, że jest to popularny wybór do różnych zastosowań. Niektóre typowe zastosowania i zastosowania piaskowca obejmują:

  1. Materiały budowlane: Piaskowiec był używany jako materiał budowlany od wieków ze względu na jego wytrzymałość, trwałość i odporność na warunki atmosferyczne. Znajduje zastosowanie przy budowie ścian, podłóg, schodów, filarów i innych elementów konstrukcyjnych.
  2. Kształtowanie krajobrazu: Piaskowiec jest często używany w kształtowaniu krajobrazu na ścieżki, tarasy, ściany oporowe i inne elementy zewnętrzne. Jego naturalny kolor i faktura sprawiają, że jest popularnym wyborem do projektów ogrodów.
  3. Rzeźba i sztuka: Piaskowiec jest popularnym materiałem do rzeźby i sztuki ze względu na jego obrabialność i walory estetyczne. Wiele starożytnych i współczesnych rzeźb zostało wykonanych z piaskowca.
  4. Zastosowania przemysłowe: Piaskowiec jest używany do produkcji szkła, ceramiki i innych produktów przemysłowych. Wykorzystywany jest także jako surowiec do produkcji cementu i betonu.
  5. Konserwacja zabytków: Piaskowiec jest często stosowany w renowacji budynków historycznych i pomników ze względu na jego dostępność i kompatybilność z tradycyjnymi materiałami budowlanymi.

Ogólnie rzecz biorąc, wszechstronność, trwałość i walory estetyczne piaskowca sprawiają, że jest to cenny materiał do szerokiego zakresu zastosowań w budownictwie, architekturze i innych gałęziach przemysłu.

Podsumowanie kluczowych punktów

Oto kilka kluczowych punktów na temat piaskowca:

  • Piaskowiec to skała osadowa złożona głównie z cząstek mineralnych wielkości piasku lub fragmentów skał.
  • Piaskowiec można klasyfikować na podstawie składu (np. arenit kwarcowy, arkoza, piaskowiec lity) i tekstury (np. dobrze wysortowany, słabo wysortowany, konglomeratowy).
  • Piaskowiec zwykle powstaje w różnych środowiskach depozycyjnych, w tym rzecznych, eolicznych, morskich i deltowych.
  • Do określenia składu mineralnego i tekstury piaskowca można zastosować techniki analizy petrograficznej.
  • Piaskowiec ma szeroki zakres zastosowań i zastosowań, w tym w budownictwie, architekturze i przemyśle naftowym.
  • Do typowych formacji geologicznych, w których występuje piaskowiec, należą płaskowyż Kolorado, Appalachy i tor wodny Western Interior w Ameryce Północnej, a także pustynia Gobi w Azji i pustynia Simpsona w Australii.

Referencje

POWIĄZANE ARTYKUŁYWięcej od autora