Kaj je peščenjak?

Vse, kar morate vedeti o tej sedimentni kamnini

Praveen P.N / Getty Images

Peščenjak, preprosto povedano, je pesek zacementirani v skalo - to je enostavno ugotoviti, če pozorno pogledamo primerek. Toda poleg te preproste definicije se skriva zanimiva sestava usedline, matrice incementki lahko (s preiskavo) razkrije veliko dragocenih geoloških informacij.

Osnove peščenjaka

Peščenjak je vrsta kamnine, narejene iz sedimenta - a sedimentna kamnina . Delci usedlin so klasti ali kosi mineralov in drobci kamnin, zato je peščenjak klastična sedimentna kamnina. Sestavljen je večinoma iz delcev peska, ki so srednje velikosti; torej je peščenjak a srednje zrnat klastična sedimentna kamnina. Natančneje, pesek je velik med 1/16 milimetra in 2 mm (mulj je drobnejši, prod pa bolj grob). Peščena zrna, ki sestavljajo peščenjak, se primerno imenujejo okvirna zrna.

Peščenjak lahko vključuje drobnejši in grobejši material in se še vedno imenuje peščenjak, če pa vsebuje več kot 30 odstotkov zrn gramoza, tlakovcev ali balvanov, je namesto tega razvrščen kot konglomerat ali breče (skupaj se imenujejo ruditi).

Peščenjak ima v sebi poleg delcev sedimenta še dve različni vrsti materiala: matriks in cement. Matrica je drobnozrnata snov (velikost mulja in gline), ki je bila v usedlini skupaj s peskom, medtem ko je cement mineralna snov, uvedena pozneje, ki veže usedlino v kamnino.

Peščenjak z veliko matrice se imenuje slabo sortiran. Če matriks predstavlja več kot 10 odstotkov kamnine, se imenuje wacke ('čudak'). Dobro sortiran peščenjak (majhna matrica) z malo cementa se imenuje arenit. Drugače gledamo na to, da je wacke umazan, arenit pa čist.

Morda boste opazili, da nobena od te razprave ne omenja nobenih posebnih mineralov, le določeno velikost delcev. V resnici pa minerali predstavljajo pomemben del geološke zgodbe peščenjaka.

Minerali peščenjaka

Peščenjak je formalno opredeljen strogo glede na velikost delcev, vendar kamnine iz karbonatnih mineralov ne štejejo za peščenjak. Karbonatne kamnine se imenujejo apnenec in imajo povsem ločeno klasifikacijo, tako da peščenjak v resnici pomeni kamnino, bogato s silikati. (Srednjezrnata klastična karbonatna kamnina ali 'apnenčasti peščenjak' se imenuje kalkarenit.) Ta delitev je smiselna, ker apnenec nastaja v čisti oceanski vodi, medtem ko so silikatne kamnine narejene iz usedlin, ki so bile erodirane s celin.

Zreli celinski sediment je sestavljen iz peščice površinski minerali , peščenjak pa je zato navadno skoraj ves kremen . Drugi minerali - gline, hematit, ilmenit, glinenec , amfibol in sljuda — in majhni drobci kamnin (litiki) ter organski ogljik (bitumen) dodajo barvo in značaj klastični frakciji ali matriksu. Peščenjak z najmanj 25 odstotki glinenca se imenuje arkoza. Peščenjak iz vulkanskih delcev se imenuje tuf.​

Cement v peščenjaku je običajno eden od treh materialov: silicijev dioksid (kemijsko enak kot kremen), kalcijev karbonat ali železov oksid. Ti se lahko infiltrirajo v matriko in jo vežejo skupaj ali pa zapolnijo prostore, kjer matrike ni.

Odvisno od mešanice matrice in cementa ima lahko peščenjak širok razpon barv od skoraj bele do skoraj črne, vmes pa so siva, rjava, rdeča, rožnata in rjava.

Kako nastane peščenjak

Peščenjak se oblikuje tam, kjer je pesek odložen in zakopan. Običajno se to zgodi v tujini rečne delte , vendar lahko puščavske sipine in plaže pustijo v geoloških zapisih tudi plasti peščenjaka. Znamenite rdeče skale Velikega kanjona so na primer nastale v puščavskem okolju. Fosile je mogoče najti v peščenjaku, čeprav energijsko okolje, v katerem se oblikujejo peščene plasti, ni vedno naklonjeno ohranjanju.

Nacionalni park Grand Canyon. Dean Fikar / Getty Images

Ko je pesek globoko zakopan, tlak zakopavanja in nekoliko višje temperature omogočajo, da se minerali raztopijo ali deformirajo in postanejo mobilni. Zrna postanejo tesneje povezana, usedline pa se stisnejo v manjši volumen. To je čas, ko se cementni material premakne v usedlino, tja ga prenašajo tekočine, nabite z raztopljenimi minerali. Oksidacijski pogoji vodijo do rdečih barv železovih oksidov, medtem ko redukcijski pogoji povzročijo temnejše in sivejše barve.

Kaj pravi peščenjak

Zrna peska v peščenjaku dajejo informacije o preteklosti:

• Prisotnost glinenca in litičnih zrn pomeni, da je sediment blizu gora, kjer je nastal.
• Podrobne študije peščenjaka dajejo vpogled v njegovoizvor— vrsta podeželja, ki je ustvarila pesek.
• Stopnja, do katere so zrna zaobljena, je znak, kako daleč so bila prepeljana.
• Zamrznjena površina je na splošno znak, da je pesek prenašal veter – to pa pomeni peščeno puščavsko okolje.

Različne značilnosti v peščenjaku so znaki preteklega okolja:

• Valovi lahko nakazujejo lokalne vodne tokove ali smer vetra.
• Obremenitvene strukture, oznake podplatov, raztrgani klasti in podobne značilnosti so fosilni odtisi starodavnih tokov.
• skupine Liesegang so znaki kemičnega delovanja po zakopu peska.

Tudi plasti ali posteljnina v peščenjaku so znaki preteklega okolja:

• Turbiditne sekvence kažejo na morsko okolje.
• Crossbedding (prisekana, nagnjena plast peščenjaka) je bogat vir informacij o tokovih.
• Plasti skrilavca ali konglomerata lahko nakazujejo epizode drugačnega podnebja.

Več o peščenjaku

Noppawat Tom Charoensinphon / Getty Images

Kot krajinski in gradbeni kamen je peščenjak poln značaja s toplimi barvami. Lahko je tudi precej vzdržljiv. Večina danes pridobljenega peščenjaka se uporablja kot plošče. Za razliko od komercialni granit , komercialni peščenjak je enak, kot pravijo geologi.

Peščenjak je uradni državni rock iz Nevade. Veličastne izdanke peščenjaka v državi si lahko ogledate naDržavni park Valley of Fire.

Z veliko toplote in pritiska se peščenjak spremeni v metamorfne kamnine kvarcit ali gnajs, žilave kamnine s tesno stisnjenimi mineralnimi zrni.