Гнейс – описание и происхождение, свойства, сферы применения

Среди видоизменённых горных пород хорошо известна и получила широкое распространение горная порода Гнейс. Она представляет собой похожий на гранит камень со светлоокрашенными полосами и линзами, чередующимися со слоями или темноокрашенными полосами. Название породы произошло от немецкого “Gneis” (шахтёрский термин неизвестного происхождения). Она покрывает большую площадь земли, образуя целые горные хребты.

История и происхождение

Происхождение гнейс, как и прежде, является загадкой и предметом жарких дискуссий. Имеющиеся гипотезы основаны на следующих немногочисленных предположениях.

Некоторые эксперты считают гнейсы остатками внешней твёрдой оболочки Земли (верхней части литосферы), образовавшейся в период её перехода из огненно-жидкого состояния в твёрдую массу. По утверждению других специалистов, эта порода – результат извержения, впоследствии видоизменилась и приобрела слоистость в результате проявления горного давления, давления заключённых в породах газов и жидкостей и атмосферного давления.

Существует также версия, что гнейсы являются химическим осадком древнего океана, который перешёл в кристаллическое состояние из-за температуры воды и под влиянием давления атмосферы того времени.

Многие считают их осадочными породами, которые тысячелетиями менялись под воздействием земной температуры, давления и минеральных вод. Или осадочными породами, которые сразу после отложения кристаллизовались и остаются в таком состоянии в наши дни.

Таким образом, выделяют три вида гнейсов по способу их образования:

• магматические;
• осадочные;
• метаморфические.

Метаморфические гнейсы (образованные из магматических и осадочных пород в процессе изменения их физико-химических свойств).

Все гнейсы очень древние. Серым гнейсам, которые являются старейшими, – четыре миллиарда лет, что, практически соответствует возрасту нашей планеты.

Наиболее активный период формирования гнейса произошёл 2,5-2,0 млрд. лет назад. Более древними являются серые гнейсы. Комплексы этой породы известны на всех крупных платформах. Древнейшими из установленных комплексом серых гнейсов считаются гнейсы Акаста, выходящие на поверхность в провинции Слейв на западе Канадского щита.

Самой древней горной породой на планете, как считают учёные, являются серые гнейсы региона Акаста, из которых формируется основание эократона Слейв Канадского щита. Им 4 миллиарда лет.

СПРАВКА! Некоторые гнейсы более молодые — образовались в кайнозойский период из-за высокотемпературного метаморфизма.

Добыча минерала

Гнейс не настолько широко распространён как мрамор. Крупные образования этой горной породы известны в Скандинавии и Канаде. Российские известные месторождения находятся в Карелии, Мурманской и Ленинградской области. Крупные месторождения известны на Украине.

Разработка месторождений гнейсов осуществляется в карьерах.

В горнодобывающую промышленность поступает необработанный, дроблёный или штучный.

Метод отделения от массива зависит от физико-механических свойств горной породы, условий её залегания и типа продукции, которую нужно получить.

Добыча гнейсов, как и любых горных пород, осуществляется в три основных этапа:

• Сначала проводятся разведывательные работы.
• Затем определяются запасы сырья на месторождении, разрабатывается проект добычи и даётся технико-экономическое обоснование. Для этих целей производятся отборы проб горной породы, их испытание, определение физико-механических свойств.
• Вскрышные работы на месторождении.
• Затем производится организация карьера, непосредственно процесс добычи горной породы, осуществляется уступами. Горная порода отделяется от массива.

Физико-химические свойства

Химический состав:

• SiO2 68-72%,
• Al2O3 15-18%,
• Na2O 3-6%,
• Fe3O4 1-5%,
• CaO 1,5-4%,
• MgO до 1,5%.

Разновидности камня

По характеру горных пород, образующих гнейс, выделяют:

• Ортогнейсы.
• Парагнейсы.

Ортогнейсы получаются в результате преобразования магматических горных пород. Парагнейсы – следствие метаморфических изменений, происходящих с осадочными горными породами.

По минеральному составу различают гнейсы:

• Плагиогнейсы.
• Биотитовые.
• Мусковитовые.
• Двуслюдяные.
• Пироксеновые.
• Скаполитсодержащие.
• Анортитовые.
• Корундосодержащие.
• Графитоидные.
• Амфиболовые.
• Щелочные.

С учётом структурного состава и текстуры гнейсы бывают:

• Древовидные.
• Очковые.
• Ленточные.
• Листовые.
• Норитовые.
• Нефелиновые.

Критериями, по которым выделяют разновидности гнейсов, служат минеральный и химический состав, а также структура и текстура породы. Например, к нефелиновым разновидностям причисляют все изверженные породы, в которых существенную роль играет нефелин.

Сфера применения минерала

Сланцеватость понижает строительные свойства метаморфических пород, в частности морозостойкость и прочность в направлении, параллельном сланцеватости. Таким образом, Гнейсы уступают по прочности и внешне граниту, но отличаются большей плотностью по сравнению с осадочными породами, из которых они образовались.

Интерес строителей к этой породе понятен. Гнейс обычно не расщепляется по плоскостям слабости, как большинство других метаморфических пород. Это позволяет использовать щебень из этого камня при строительстве дорог, площадок и в ландшафтных проектах.

Эту породу широко применяют в производстве строительного камня (щебня и бута). Гнейсы используют для постройки различных объектов: зданий, храмов, парков, тротуаров, дворовых плит, дорожного покрытия. Гнейсы, имеющие высокую плотность и красивую структуру (гнейсо-граниты), применяют для украшения зданий и сооружений: облицовка стен, колонн, лестниц, пола и камина.

Для кладки фундаментов, облицовки набережных, каналов, тротуаров, как бутовый камень, гнейс используется чаще, поскольку добывать его легче, раскалывая по слоям. Некоторые гнейсы достаточно долговечны, чтобы хорошо работать в качестве размерного камня. Эти камни распиливаются или рассекаются на блоки и плиты, используемые в различных проектах строительства, мощения и бордюров.

Некоторые гнейсы имеют яркий блеск и достаточно привлекательны для использования в качестве архитектурного камня. Красивая напольная плитка, облицовочный камень, ступени, подоконники, столешницы и кладбищенские памятники часто делаются из полированного гнейса.

Чем больше гнейсовые породы схожи с текстурой гранита, тем больше их ценность. Худшими представителями этой породы считаются полосчатые и ленточные гнейсы.

В такой отрасли как “торговля” любая порода с видимыми, переплетёнными зёрнами полевого шпата, считается «гранитом». Вид гнейсов и других пород, продаваемых как «гранит», беспокоит многих геологов. Тем не менее эта давняя практика торговли размерными камнями упрощает дискуссии с клиентами, поскольку не всё знают технические названия необычных изверженных и метаморфических пород.

Интересное о камне

Гнейсы причисляют к числу старейших горных пород на нашей планете. Посредством анализа содержащихся в них цирконов можно определить дату образования Земли. На сегодняшний день древнейшим считается циркон, найденный в гнейсах Джек-Хил в Австралии. По мнению учёных, ему 4,4 млрд. лет.

В науке «Минералогия» применяются различные определения термина «гнейс». По сути, этот камень является видоизменённым гранитом. Кроме того, иногда их невозможно отличить друг от друга. Гнейс, будучи внешне, по весу и прочности схожим с гранитом, является менее дорогим, чем и пользуются архитекторы и строители.