Песочник

Песочник^[1][2] (англиски: sandstone, француски: grès, германски: Sandstein, руски: песчаник) — врзана седиментна карпа (врзан седимент) составена главно од кластични зрна со големина од 2 до 0,05 мм.^[3][4] Според големината на врзаните зрна (гранули) песочникот спаѓа во псамити. Во однос на минералниот состав, во градбата песочниците обично преовладуваат кварцните зрна, московитски лушпи и момирок, а потоа следат циркон, апатит, магнетит, гранат, турмалин. Врзувач може да биде калциум карбонат (варовник), лапор, глина, доломит, силициум, железо (лимонит), битуменски (од органско потекло) и други.

Некои песочници се отпорни на атмосферски влијанија. Таквите карпи обично се погодни како геолошки градежен материјал — на пр. Црквата Свети Марко во Белград е изградена од песочник што содржи лушпи од московит. Поради големата цврстина (висока содржина на кварц) на поединечните зрна и нивната способност да издржат високи температури, тие се погодни за острење на сечила.

Карпестите образувања што се состојат првенствено од песочник обично овозможуваат процедување на вода и други течности и се доволно порозни за складирање на големи количини, што ги прави вредни водоносници и резервоари за нафта.^[5][6]

Песочник што содржи кварц може да се промени во кварцит преку метаморфизам, обично поврзан со тектонско збивање во орогени појаси.^[7]

Потекло

Песочниците се од кластично потекло (за разлика од органските, како што се кредата и јагленот, или хемиските, како што се гипсот и јасписот).^[8] Зрната силикатен песок од кои се образуваат се производ на физичко и хемиско трошење на темелна стена.^[9] Временските прилики и ерозијата се најбрзи во областите со висок релјеф, како што се вулкански лакови, подрачја на континентални раседи и орогени појаси.^[10]

Реките или ветрот го пренесуваат еродираниот песок од изворот до средината на таложење каде тектониката создала простор за сместување на седиментите за акумулација. Предлачните басени се склони да натрупуваат песок богат со литски зрна и плагиоклаза. Внатрешноконтиненталните басени и грабените долж континенталните рабови се исто така вообичаени средини за таложење песок.^[11]

Како што седиментите продолжуваат да се акумулираат во средината на таложење, постариот песок се затрупува со помлади седименти и тој поминува низ дијагенеза. Таа главно се состои од збивање и литификација на песокот.^[12][13] Раните фази на дијагенеза, опишани како еогенеза, се одвиваат на мали длабочини (неколку десетици метри) и се одликуваат со биотурбација и минералошки промени во песокот, со само незначително збивање.^[14] Црвениот хематит кој му ја дава бојата на црвениот слој песочник веројатно настанал за време на еогенезата.^[15][13] Подлабокото закопување е проследено со мезогенеза, при што се случува најголемиот дел од збивањето и литификацијата.^[13]

Збивањето се случува бидејќи песокот е под зголемен притисок од горните седименти. Седиментните зрна преминуваат во покомпактни распореди, еластичните зрна (како што се зрната од микашист) се деформираат и просторот на порите се намалува. Покрај ова физичко збивање, хемиското збивање може да се одвива преку раствори под притисок. Точките на допир меѓу зрната се под најголемо оптоварување, а напрегнатиот минерал е порастворлив од остатокот од зрното. Како резултат на тоа, допирните точки се раствораат, дозволувајќи им на зрната да дојдат во поблизок допир.^[13]

Литификацијата блиску го следи збивањето, бидејќи покачените температури на длабочина го забрзуваат таложењето на цементот што ги поврзува зрната заедно. Растворот под притисок придонесува за цементирање, бидејќи минералот растворен од напрегнатите допирни точки повторно се таложи во ненапрегнатите пори.^[13]

Механичкото збивање се случува првенствено на длабочини помали од 1.000 метри. Хемиското збивање продолжува до длабочина од 2.000 метри, а најмногу цементирање се случува на длабочини од 2.000-5.000 м.^[16]

Откопувањето на затрупаниот песочник е проследено со телогенеза, трета и последна фаза на дијагенезата.^[14] Бидејќи ерозијата ја намалува длабочината на закопувањето, повторната изложеност на метеорска вода предизвикува дополнителни промени на песочникот, како што е растворање на дел од цементот за да се добие вторична порозност.^[13]

Состав

Рамковни зрна

Рајски каменолом, Сиднеј, Австралија

Грасен песок и гранитоид од кого настанал

Микрофотографија на зрна вулкански песок; горната слика е светло поларизирана во рамнина, долната слика е вкрстена поларизирана светлина, лентата за размер во левиот центар е 0,25 милиметри. Овој вид зрно би бил главната компонента на литскиот песочник.

Рамковните зрна се фрагменти од детрит со големина на песок (во пречник од 0,0625 до 2) кои го сочинуваат најголемиот дел од песочниците.^[17][18] Повеќето рамковни зрна се состојат од кварц или момирок, кои се вообичаени минерали најотпорни на временски процеси на површината на Земјата.^[19] Рамковните зрна може да се класифицираат во неколку различни категории врз основа на нивниот минерален состав:

• Кварцните зрна се преовладувачки минерали во повеќето кластични седиментни карпи. Тоа е затоа што тие имаат исклучителни физички својства, како што се цврстина и хемиска стабилност.^[4] Овие физички својства им овозможуваат на кварцните зрна да преживеат повеќекратно рециклирање, а исто така им дозволуваат на зрната да покажат одреден степен на заоблување.^[4] Кварцните зрна еволуираат од плутонските карпи, кои се од фелсичко потекло, како и од постарите песочници кои се рециклирани.
• Рамковните зрна момирок обично се вториот најзастапен минерал во песочниците.^[4] Момирокот може да се подели на алкален момирок и плагиоклазен момирок, кои може да се разликуваат под петрографски микроскоп.^[4]

• Опсегот на алкален момирок по хемиски состав е од до.^[4]
• Плагиокласниот момирок варира во составот од до .^[4]

• Зрна литског оквира (такође названа литски фрагменти или литски кластови) су делови древне изворне стене који тек треба да се одвоје до појединачних минералних зрна.^[4] Литички фрагменти могу бити било које ситнозрнате или крупнозрне магматске, метаморфне или седиментне стене,^[4] иако су најчешћи литички фрагменти пронађени у седиментним стенама класови вулканских стена.^[4]
• Додатни минерали су сва остала минерална зрна у пешчару. Ови минерали обично чине само мали проценат зрна у пешчару. Уобичајени помоћни минерали укључују лискуне (мусковит и биотит), оливин, пироксен и корунд.^[4] Многа од ових помоћних зрна су гушћа од силиката који чине већину стене. Ови тешки минерали су обично отпорни на временске услове и могу се користити као индикатор зрелости пешчара преко ЗТР индекса. Уобичајени тешки минерали укључују циркон, турмалин, рутил (стога ЗТР), гранат, магнетит или друге густе, отпорне минерале који потичу из матичне стене.

Матрица

Матрицата е многу фин материјал, кој е присутен во интерстицијалните пори помеѓу зрната на рамката.^[4] Природата на матрицата во интерстицијалниот простор на порите резултира со двојна класификација:

• Аренитите се текстурално чисти песочници кои имаат мала или никаква матрица.^[20]
• Ваките се текстурно валкани песочници кои имаат значителна количина на матрица.^[18]

Цемент

Цементот ги врзува зрната на силицикластичната рамка заедно. Цементот е секундарен минерал кој се образува по таложење и за време на закопувањето на песочникот.^[4] Овие материјали за цементирање можат да бидат силикатни минерали или несиликатни минерали, како што е калцитот.^[4]

• Силикатниот цемент може да се состои од минерали од кварц или опал. Кварцот е најчестиот силикатен минерал кој делува како цемент. Во песочник каде што е присутен силикатен цемент, кварцните зрна се прицврстени на цементот, што создава раб околу кварцното зрно наречен израсток. Израстокот го задржува истиот кристалографски континуитет на зрната од кварцната рамка што се цементираат. Опалниот цемент се наоѓа во песочниците кои се богати со вулкански материјали, а многу ретко се среќава кај другите песочници.^[4]
• Калцитниот цемент е најчестиот карбонатен цемент. Калцитниот цемент е асортиман на помали калцитни кристали. Цементот се прилепува на зрната на рамката, цементирајќи ги зрната на рамката заедно.^[4]
• Други минерали кои дејствуваат како цемент се: хематит, лимонит, момирок, анхидрит, гипс, барит, глинени минерали и минерали на зеолит.^[4]

Песочник кој го губи своето цементно врзивно средство преку атмосферски влијанија постепено станува кршлив и нестабилен. Овој процес може да биде донекаде обратен со употреба на тетраетил ортосиликат (Si(OC₂H₅)₄), кој ќе депонира аморфен силициум диоксид помеѓу зрната песок.^[21] Реакцијата е следна:

Слики

Поврзано

• Список на минерали
• Список на карпи