Kas yra Smiltainis?

Viskas, ką reikia žinoti apie šią nuosėdinę uolieną

Praveen P.N / Getty Images

Smiltainis, paprasčiau tariant, yra smėlis sucementuotas į uolieną – tai lengva pasakyti tiesiog atidžiai pažiūrėjus į pavyzdį. Tačiau už šio paprasto apibrėžimo slypi įdomi nuosėdų, matricos ircementaskurie (atlikę tyrimą) gali atskleisti daug vertingos geologinės informacijos.

Smiltainio pagrindai

Smiltainis yra uolienų rūšis, pagaminta iš nuosėdų - a nuosėdinių uolienų . Nuosėdų dalelės yra mineralų klastai arba gabalai ir uolienų fragmentai, todėl smiltainis yra klastiška nuosėdinė uoliena. Jį daugiausia sudaro smėlio dalelės, kurios yra vidutinio dydžio; todėl smiltainis yra a vidutinio grūdėtumo klastinė nuosėdinė uoliena. Tiksliau, smėlis yra nuo 1/16 milimetro iki 2 mm dydžio (dumblas smulkesnis, o žvyras stambesnis). Smėlio grūdeliai, sudarantys smiltainį, tinkamai vadinami karkaso grūdeliais.

Smiltainis gali būti smulkesnės ir stambesnės medžiagos ir vis dar vadinamas smiltainiu, tačiau jei jame yra daugiau nei 30 procentų žvyro, trinkelių ar riedulio grūdelių, jis klasifikuojamas kaip konglomeratas arba breccia (kartu jie vadinami ruditais).

Smiltainis, be nuosėdų dalelių, turi dvi skirtingas medžiagas: matricą ir cementą. Matrica yra smulkiagrūdė medžiaga (dumblo ir molio dydžio), kuri buvo nuosėdose kartu su smėliu, o cementas yra mineralinė medžiaga, įvesta vėliau, surišanti nuosėdas su uoliena.

Smiltainis su daug matricos vadinamas prastai rūšiuotu. Jei matrica sudaro daugiau nei 10 procentų uolienų, ji vadinama „wacke“ („neprotinga“). Gerai išrūšiuotas smiltainis (matrica), kuriame mažai cemento, vadinamas arenitu. Kitas būdas pažvelgti į tai yra tai, kad wacke yra nešvarus, o arenitas yra švarus.

Galite pastebėti, kad nė vienoje iš šios diskusijos nemini jokie konkretūs mineralai, tik tam tikras dalelių dydis. Tačiau iš tikrųjų mineralai sudaro svarbią smiltainio geologinės istorijos dalį.

Smiltainio mineralai

Smiltainis formaliai apibrėžiamas griežtai pagal dalelių dydį, tačiau uolienos, pagamintos iš karbonatinių mineralų, nelaikomos smiltainiu. Karbonatinės uolienos vadinamos kalkakmeniu ir suskirstytos į atskirą klasifikaciją, todėl smiltainis tikrai reiškia silikatų turtingą uolieną. (Vidutinio grūdėtumo klastinio karbonato uoliena arba „kalkakmenio smiltainis“ vadinama kalkarenitu.) Šis skirstymas yra prasmingas, nes kalkakmenis gaminamas švariame vandenyno vandenyje, o silikatinės uolienos – iš nuosėdų, eroduotų žemynuose.

Subrendusios žemyninės nuosėdos susideda iš kelių paviršiaus mineralai , o smiltainis, todėl dažniausiai yra beveik visi kvarcas . Kiti mineralai – molis, hematitas, ilmenitas, lauko špatas , amfibolas ir žėručio — ir smulkūs uolienų fragmentai (litika), taip pat organinė anglis (bitumas) prideda spalvos ir charakterio plastinei frakcijai arba matricai. Smiltainis, kuriame yra ne mažiau kaip 25 procentai lauko špato, vadinamas arkoze. Smiltainis, sudarytas iš vulkaninių dalelių, vadinamas tufu

Cementas smiltainyje paprastai yra viena iš trijų medžiagų: silicio dioksidas (chemiškai toks pat kaip kvarcas), kalcio karbonatas arba geležies oksidas. Jie gali prasiskverbti į matricą ir surišti ją arba užpildyti erdves, kuriose nėra matricos.

Priklausomai nuo matricos ir cemento mišinio, smiltainis gali turėti platų spalvų diapazoną nuo beveik baltos iki beveik juodos, o tarp jų yra pilka, ruda, raudona, rožinė ir gelsva.

Kaip susidaro smiltainis

Smiltainis formuojasi ten, kur paguldomas ir užkasamas smėlis. Paprastai tai atsitinka atviroje jūroje upės deltos , tačiau dykumos kopos ir paplūdimiai geologiniuose įrašuose taip pat gali palikti smiltainio vagas. Pavyzdžiui, garsiosios raudonos Didžiojo kanjono uolos susiformavo dykumoje. Fosilijų galima rasti smiltainyje, nors energinga aplinka, kurioje susidaro smėlio sluoksniai, ne visada palanki išsaugojimui.

Didžiojo kanjono nacionalinis parkas. Deanas Fikaras / Getty Images

Kai smėlis yra giliai užkasamas, užkasimo slėgis ir šiek tiek aukštesnė temperatūra leidžia mineralams ištirpti arba deformuotis ir tapti judriais. Grūdai glaudžiau susijungia, o nuosėdos suspaudžiamos į mažesnį tūrį. Tai laikas, kai cementuojanti medžiaga juda į nuosėdas, jas perneša skysčiai, pripildyti ištirpusių mineralų. Dėl oksidacijos sąlygų geležies oksidai įgauna raudoną spalvą, o redukuojant – tamsesnės ir pilkesnės spalvos.

Ką sako smiltainis

Smėlio grūdeliai smiltainyje suteikia informacijos apie praeitį:

• Lauko špato ir lito grūdelių buvimas reiškia, kad nuosėdos yra arti kalnų, kuriuose jos atsirado.
• Išsamūs smiltainio tyrimai leidžia suprasti jįkilmė— kaimo vietovė, iš kurios buvo gaminamas smėlis.
• Grūdų suapvalinimo laipsnis rodo, kiek toli jie buvo vežami.
• Apšalęs paviršius paprastai yra ženklas, kad smėlį nešė vėjas – tai savo ruožtu reiškia smėlėtą dykumos aplinką.

Įvairios smiltainio savybės yra praeities aplinkos ženklai:

• Ripples gali rodyti vietines vandens sroves arba vėjo kryptis.
• Apkrovos konstrukcijos, pado žymės, suplėšyti klijai ir panašūs bruožai yra iškastiniai senovės srovių pėdsakai.
• Liesegang grupės yra cheminio poveikio požymiai užkasus smėlį.

Smiltainio sluoksniai arba pakratai taip pat yra praeities aplinkos ženklai:

• Drumstų sekos rodo jūrinę aplinką.
• Kryžminis klojimas (sukarpytas, pasviręs smiltainio sluoksnis) yra turtingas informacijos apie sroves šaltinis.
• Skalūnų ar konglomeratų tarpsluoksniai gali rodyti skirtingo klimato epizodus.

Daugiau apie smiltainį

Noppawat Tom Charoensinphon / Getty Images

Smiltainis, kaip kraštovaizdžio ir statybinis akmuo, yra kupinas charakterio, šiltų spalvų. Jis taip pat gali būti gana patvarus. Dauguma šiandien kasamo smiltainio yra naudojami kaip tvoros. Skirtingai nei komercinis granitas , komercinis smiltainis yra toks pat, kaip teigia geologai.

Smiltainis yra oficialus valstybinis rokas iš Nevados. Didingų smiltainio atodangų valstijoje galima pamatyti adresuUgnies slėnio valstybinis parkas.

Esant dideliam karščiui ir slėgiui, smiltainiai virsta metamorfinės uolienos kvarcitas arba gneisas, kietos uolienos su sandariai supakuotais mineraliniais grūdeliais.