Kas ir smilšakmens?

Viss, kas jums jāzina par šo nogulumiežu ieži

Praveen P.N / Getty Images

Smilšakmens, vienkārši sakot, ir smiltis sacementēti kopā klintī — to ir viegli noteikt, tikai uzmanīgi aplūkojot paraugu. Bet ārpus šīs vienkāršās definīcijas slēpjas interesants nogulumu, matricas uncementskas (ar izmeklēšanu) var atklāt daudz vērtīgas ģeoloģiskās informācijas.

Smilšakmens pamati

Smilšakmens ir iežu veids, kas izgatavots no nogulsnēm — a nogulumieži . Nogulumu daļiņas ir minerālu klastas vai gabali un iežu fragmenti, tādējādi smilšakmens ir plastisks nogulumiežu iezis. Tas sastāv galvenokārt no smilšu daļiņām, kas ir vidēja izmēra; tāpēc smilšakmens ir a vidēji graudaini plastiskie nogulumieži. Precīzāk, smiltis ir no 1/16 milimetra līdz 2 mm lielas (dūņas ir smalkākas un grants ir rupjākas). Smilšu graudi, kas veido smilšakmeni, tiek trāpīgi saukti par karkasa graudiem.

Smilšakmens var saturēt smalkāku un rupjāku materiālu, un to joprojām sauc par smilšakmeni, bet, ja tajā ir vairāk nekā 30 procenti grants, bruģa vai laukakmens graudu, tas tiek klasificēts kā konglomerāts vai breccia (kopā tos sauc par rudītiem).

Smilšakmenī bez nogulšņu daļiņām ir divi dažādi materiāli: matrica un cements. Matrica ir smalkgraudains materiāls (dūņu un māla lielums), kas atradās nogulumos kopā ar smiltīm, turpretim cements ir minerālviela, kas tika ieviesta vēlāk un kas saista nogulsnes klintī.

Smilšakmeni ar daudz matricas sauc par slikti šķirotu. Ja matrica veido vairāk nekā 10 procentus no klints, to sauc par wacke ('neprātīgs'). Labi šķirotu smilšakmeni (mazu matricu) ar mazu cementa daudzumu sauc par arenītu. Vēl viens veids, kā to aplūkot, ir tas, ka wacke ir netīrs un arenīts ir tīrs.

Jūs varat pamanīt, ka nevienā no šīm diskusijām nav minēti nekādi konkrēti minerāli, tikai noteikts daļiņu izmērs. Bet patiesībā minerāli veido nozīmīgu smilšakmens ģeoloģiskā stāsta daļu.

Smilšakmens minerāli

Smilšakmens formāli tiek stingri definēts pēc daļiņu izmēra, bet ieži, kas izgatavoti no karbonātu minerāliem, nav kvalificējami kā smilšakmens. Karbonātu ieži tiek saukti par kaļķakmeni un tiek klasificēti atsevišķi, tāpēc smilšakmens patiešām apzīmē silikātiem bagātu iezi. (Vidēji graudains karbonāta iezis jeb “kaļķakmens smilšakmens” tiek saukts par kalkarenītu.) Šim dalījumam ir jēga, jo kaļķakmens tiek iegūts tīrā okeāna ūdenī, savukārt silikāta ieži ir izgatavoti no nogulumiem, kas erodēti no kontinentiem.

Nobrieduši kontinentālie nogulumi sastāv no nedaudzām virsmas minerāli , un smilšakmens, tāpēc parasti ir gandrīz viss kvarca . Citi minerāli — māli, hematīts, ilmenīts, laukšpats , amfibols un vizla — un nelieli iežu fragmenti (litics), kā arī organiskais ogleklis (bitumens) piešķir plastiskajai frakcijai vai matricai krāsu un raksturu. Smilšakmeni ar vismaz 25 procentiem laukšpata sauc par arkozi. Smilšakmens, kas izgatavots no vulkāniskām daļiņām, tiek saukts par tufu

Cements smilšakmenī parasti ir viens no trim materiāliem: silīcija dioksīds (ķīmiski tāds pats kā kvarcs), kalcija karbonāts vai dzelzs oksīds. Tie var iefiltrēties matricā un savienot to kopā, vai arī tie var aizpildīt vietas, kur nav matricas.

Atkarībā no matricas un cementa maisījuma smilšakmenim var būt plašs krāsu diapazons no gandrīz baltas līdz gandrīz melnai, starp kurām ir pelēks, brūns, sarkans, rozā un spožs.

Kā veidojas smilšakmens

Smilšakmens veidojas, kur smiltis tiek noliktas un apraktas. Parasti tas notiek ārzonā no upju deltas , bet tuksneša kāpas un pludmales ģeoloģiskajā ierakstā var atstāt arī smilšakmens gultnes. Piemēram, slavenās Lielā kanjona sarkanās klintis veidojās tuksnesī. Fosilijas var atrast smilšakmenī, lai gan enerģētiskā vide, kurā veidojas smilšu gultnes, ne vienmēr veicina saglabāšanu.

Lielā kanjona nacionālais parks. Dīns Fikars / Getty Images

Kad smiltis ir dziļi apraktas, apbedīšanas spiediens un nedaudz augstāka temperatūra ļauj minerālvielām izšķīst vai deformēties un kļūt kustīgām. Graudi kļūst ciešāk saistīti, un nogulsnes tiek saspiestas mazākā tilpumā. Tas ir laiks, kad cementējošais materiāls pārvietojas nogulumos, ko tur nes šķidrumi, kas uzlādēti ar izšķīdušām minerālvielām. Oksidēšanas apstākļi rada sarkanas krāsas no dzelzs oksīdiem, savukārt reducējošie apstākļi rada tumšākas un pelēkākas krāsas.

Ko saka smilšakmens

Smilšu graudi smilšakmenī sniedz informāciju par pagātni:

• Laukšpata un litu graudu klātbūtne nozīmē, ka nogulumi atrodas tuvu kalniem, kur tie radušies.
• Sīki izstrādāti smilšakmens pētījumi sniedz ieskatu tajāizcelsme— lauki, kas radīja smiltis.
• Graudu noapaļošanas pakāpe liecina par to, cik tālu tie tika transportēti.
• Apsarmojusi virsma parasti ir zīme, ka smiltis transportēja vējš, kas, savukārt, nozīmē smilšainu tuksneša vidi.

Dažādas smilšakmens iezīmes ir pagātnes vides pazīmes:

• Ripples var norādīt uz vietējām ūdens straumēm vai vēja virzieniem.
• Slodzes struktūras, zoles pēdas, plīsumi un līdzīgas pazīmes ir seno straumju fosilās pēdas.
• Liesegang grupas ir ķīmiskas iedarbības pazīmes pēc smilšu ierakšanas.

Slāņi jeb pakaiši smilšakmenī ir arī pagātnes vides pazīmes:

• Duļķainas sekvences norāda uz jūras vidi.
• Šķērsslānis (nošķelts, slīps smilšakmens slānis) ir bagātīgs informācijas avots par straumēm.
• Slānekļa vai konglomerāta starpslāņi var liecināt par dažāda klimata epizodēm.

Vairāk par smilšakmeni

Noppawat Tom Charoensinphon / Getty Images

Kā ainavu veidošanas un celtniecības akmens smilšakmens ir rakstura pilns ar siltām krāsām. Tas var būt arī diezgan izturīgs. Lielākā daļa mūsdienās iegūto smilšakmens tiek izmantoti kā plāksnītes. Atšķirībā no komerciālais granīts , komerciālais smilšakmens ir tas pats, ko saka ģeologi.

Smilšakmens ir oficiālais štata roks no Nevadas. Lieliski smilšakmens atsegumi štatā apskatāmi plkstFire Valley State Park.

Ar lielu karstumu un spiedienu smilšakmeņi pārvēršas par metamorfie ieži kvarcīts vai gneiss, izturīgi ieži ar cieši iesaiņotiem minerālu graudiem.