Википедија

Peščar

Peščar (ijek. pješčar) ili peščenjak (ijek. pješčenjak) (engl. Sandstone, franc. Grès, nem. Sandstein, rus. Песчаник) vezana je sedimentna stena (vezani sediment) izgrađena pretežno od klastičnih zrna veličine 2–0,05 mm.[1][2] Prema krupnoći vezanih zrna (granula) spada u psamite. U pogledu mineralnog sastava peščari su obično izgrađeni dominantno od zrna kvarca, ljuspica muskovita i feldspata, a potom i cirkona, apatita, magnetita, granata, turmalina. Vezivo može biti kalcijumkarbonatno (vapnovito), laporovito, glinovito, dolomitsko, silicijsko, gvožđevito(limonit), bituminozno (organskog porekla) i dr.

Neki peščari su otporni na uticaj atmosferilija. Ovakve stene su obično pogodne kao geološki građevinski materijal – npr. crkva Svetog Marka u Beogradu izgrađena je od peščara koji u sebi sadrži ljuspice muskovita. Zbog velike tvrdoće (visok sadržaj kvarca) pojedinačnih zrna i podnošenja visokih temperatura pogodni su za oštrenje sečiva. Drugi narodni naziv za peščar je tociljnjak, što označava kamen od koga se prave tocila.

Stenske formacije koje se prvenstveno sastoje od peščara obično dozvoljavaju perkolaciju vode i drugih tečnosti i dovoljno su porozne da skladište velike količine, što ih čini vrednim akviferima i rezervoarima nafte.[3][4]

Peščanik koji sadrži kvarc može se promeniti u kvarcit kroz metamorfizam, obično povezan sa tektonskom kompresijom unutar orogenih pojaseva.[5][6]

Poreklo uredi

Peščari su klastičnog porekla (za razliku od organskog, poput krede i uglja, ili hemijskog, poput gipsa i jaspisa).[7] Zrna silikatnog peska od kojih se formiraju su proizvod fizičkog i hemijskog trošenja temeljne stene.[8] Vremenske prilike i erozija su najbrže u oblastima visokog reljefa, kao što su vulkanski lukovi, područja kontinentalnog rasedanja i orogeni pojasevi.[9]

Erodirani pesak se prenosi rekama ili vetrom od izvora do sredine taloženja gde je tektonika stvorila prostor za smeštaj sedimenata za akumulaciju. Predlučni bazeni imaju tendenciju da akumuliraju pesak bogat litskim zrncima i plagioklasom. Intrakontinentalni baseni i grabeni duž kontinentalnih margina su takođe uobičajena okruženja za taloženje peska.[10]

Kako se sedimenti nastavljaju akumulirati u okruženju taloženja, stariji pesak je zatrpan mlađim sedimentima i on prolazi kroz dijagenezu. To se uglavnom sastoji od zbijanja i litifikacije peska.[11][12] Rani stadijumi dijageneze, opisani kao eogeneza, odvijaju se na malim dubinama (nekoliko desetina metara) i odlikuju se bioturbacijom i mineraloškim promenama u pesku, uz samo neznatno zbijanje.[13] Crveni hematit koji daje boju peščara crvenog sloja verovatno se formira tokom eogeneze.[14][15] Dublje zakopavanje je praćeno mezogenezom, tokom koje se odvija najveći deo zbijanja i litifikacije.[12]

Zbijanje se odvija kako pesak dolazi pod sve veći pritisak od gornjih sedimenata. Zrna sedimenta prelaze u kompaktnije rasporede, duktilna zrna (kao što su zrna liskuna) se deformišu, a prostor pora se smanjuje. Pored ovog fizičkog sabijanja, hemijsko sabijanje se može odvijati putem rastvora pod pritiskom. Tačke dodira između zrna su pod najvećim opterećenjem, a napregnuti mineral je rastvorljiviji od ostatka zrna. Kao rezultat, kontaktne tačke se rastvaraju, omogućavajući zrnima da dođu u bliži kontakt.[12]

Litifikacija blisko prati zbijanje, pošto povišene temperature na dubini ubrzavaju taloženje cementa koji povezuje zrna zajedno. Rastvor pod pritiskom doprinosi cementiranju, pošto se mineral rastvoren iz napregnutih kontaktnih tačaka ponovo taloži u nenapregnutim porama.[12]

Mehaničko sabijanje se odvija prvenstveno na dubinama manjim od 1.000 m (3.300 ft). Hemijsko sabijanje se nastavlja do dubine od 2.000 m (6.600 ft), a većina cementiranja se odvija na dubinama od 2,000—5,000 m (6,600—16,400 ft).[16]

Otkopavanje zakopanog peščara prati telogeneza, treća i poslednja faza dijageneze.[13] Kako erozija smanjuje dubinu zakopavanja, ponovno izlaganje meteorskoj vodi proizvodi dodatne promene na peščaru, kao što je otapanje dela cementa da bi se proizvela sekundarna poroznost.[12]

Komponente uredi

Okvirna zrna uredi

 
Rajski kamenolom, Sidnej, Australija
 
Grasni pesak i granitoid iz koga je nastao
 
Mikrofotografija zrna vulkanskog peska; gornja slika je svetlo polarizovana u ravni, donja slika je unakrsno polarizovana svetlost, okvir na skali u levom centru je 0,25 milimetara. Ova vrsta zrna bi bila glavna komponenta litskog peščara.

Okvirna zrna su fragmenti detrita veličine peska (0,0625 do 2 mm u prečniku) koji čine većinu peščara.[17][18] Većina zrna okvira se sastoji od kvarca ili feldspata, koji su uobičajeni minerali koji su najotporniji minerali na vremenske procese na površini Zemlje, kao što se vidi u Goldičovoj seriji rastvaranja.[19] Okvirna zrna se mogu klasifikovati u nekoliko različitih kategorija na osnovu njihovog mineralnog sastava:

  • Zrna kvarca su dominantni minerali u većini klastičnih sedimentnih stena; to je zato što imaju izuzetna fizička svojstva, kao što su tvrdoća i hemijska stabilnost.[2] Ova fizička svojstva omogućavaju zrncima kvarca da prežive višestruke reciklaže, a istovremeno omogućavaju zrnima da pokažu određeni stepen zaobljavanja.[2] Zrna kvarca evoluiraju iz plutonskih stena, koje su felzičnog porekla, a takođe i od starijih peščara koji su reciklirani.
  • Feldspatska okvirna zrna su obično drugi mineral po zastupljenosti u peščarima.[2] Feldspat se može podeliti na alkalne feldspatove i plagioklasne feldspatove, koji se mogu razlikovati pod petrografskim mikroskopom.[2]
  • Zrna litskog okvira (takođe nazvana litski fragmenti ili litski klastovi) su delovi drevne izvorne stene koji tek treba da se odvoje do pojedinačnih mineralnih zrna.[2] Litički fragmenti mogu biti bilo koje sitnozrnate ili krupnozrne magmatske, metamorfne ili sedimentne stene,[2] iako su najčešći litički fragmenti pronađeni u sedimentnim stenama klasovi vulkanskih stena.[2]
  • Dodatni minerali su sva ostala mineralna zrna u peščaru. Ovi minerali obično čine samo mali procenat zrna u peščaru. Uobičajeni pomoćni minerali uključuju liskune (muskovit i biotit), olivin, piroksen i korund.[2][20] Mnoga od ovih pomoćnih zrna su gušća od silikata koji čine većinu stene. Ovi teški minerali su obično otporni na vremenske uslove i mogu se koristiti kao indikator zrelosti peščara preko ZTR indeksa.[21] Uobičajeni teški minerali uključuju cirkon, turmalin, rutil (stoga ZTR), granat, magnetit ili druge guste, otporne minerale koji potiču iz matične stene.

Matrica uredi

Matrica je veoma fin materijal, koji je prisutan unutar intersticijalnog pora između zrna okvira.[2] Priroda matrice unutar intersticijalnog prostora pora rezultira dvostrukom klasifikacijom:

  • Areniti su teksturno čisti peščari koji nemaju ili imaju vrlo malo matrice.[20]
  • Vake su teksturno prljavi peščari koji imaju značajnu količinu matrice.[18]

Cement uredi

Cement je ono što povezuje zrna siliciklastičnog okvira. Cement je sekundarni mineral koji se formira nakon taloženja i tokom sahranjivanja peščara.[2] Ovi materijali za cementiranje mogu biti silikatni minerali ili nesilikatni minerali, kao što je kalcit.[2]

  • Silikatni cement se može sastojati od minerala kvarca ili opala. Kvarc je najčešći silikatni mineral koji deluje kao cement. U peščaru gde je prisutan silikatni cement, kvarcna zrna su pričvršćena za cement, što stvara obod oko kvarcnog zrna koji se naziva izraslina. Izrast zadržava isti kristalografski kontinuitet zrna kvarcnog okvira koje se cementira. Opalni cement se nalazi u peščarima koji su bogati vulkanogenim materijalima, a veoma retko se nalazi u drugim peščarima.sandstones.[2]
  • Kalcitni cement je najčešći karbonatni cement. Kalcitni cement je asortiman manjih kristala kalcita. Cement prijanja na zrna okvira, cementirajući zrna okvira zajedno.[2]
  • Ostali minerali koji deluju kao cementi uključuju: hematit, limonit, feldspat, anhidrit, gips, barit, minerale gline i minerali zeolita.[2]

Peščanik koji gubi svoje cementno vezivo kroz vremenske uslove postepeno postaje lomljiv i nestabilan. Ovaj proces se može donekle obrnuti primenom tetraetil ortosilikata (Si(OC2H5)4) koji će deponovati amorfni silicijum dioksid između zrna peska.[22] Reakcija je sledeća.

Si(OC2H5)4 (l) + 2 H2O (l) → SiO2 (s) + 4 C2H5OH (g)

Slike uredi

Vidi još uredi

Reference uredi

  1. ^ Geološka terminologija i nomenklatura IV petrologija, Beograd, 1975
  2. ^ a b v g d đ e ž z i j k l lj m n nj Boggs, Sam (2006). Principles of sedimentology and stratigraphy (4th izd.). Upper Saddle River, N.J.: Pearson Prentice Hall. str. 119–135. ISBN 0131547283. 
  3. ^ Swanson, Susan K.; Bahr, Jean M.; Bradbury, Kenneth R.; Anderson, Kristin M. (februar 2006). „Evidence for preferential flow through sandstone aquifers in Southern Wisconsin”. Sedimentary Geology. 184 (3–4): 331—342. Bibcode:2006SedG..184..331S. doi:10.1016/j.sedgeo.2005.11.008. 
  4. ^ Bjørlykke, Knut; Jahren, Jens (2010). „Sandstones and Sandstone Reservoirs”. Petroleum Geoscience: 113—140. ISBN 978-3-642-02331-6. doi:10.1007/978-3-642-02332-3_4. 
  5. ^ Marshak, Stephen. Essentials of Geology (3rd izd.). str. 182. 
  6. ^ Powell, Darryl. „Quartzite”. Mineral Information Institute. Arhivirano iz originala 2009-03-02. g. Pristupljeno 2009-09-09. 
  7. ^ "A Basic Sedimentary Rock Classification", L.S. Fichter, Department of Geology/Environmental Science, James Madison University (JMU), Harrisonburg, Virginia, October 2000, JMU-sed-classif Arhivirano na sajtu Wayback Machine (23. jul 2011) (accessed: March 2009): separates clastic, chemical & biochemical (organic).
  8. ^ Leeder, M. R. (2011). Sedimentology and sedimentary basins : from turbulence to tectonics (2nd izd.). Chichester, West Sussex, UK: Wiley-Blackwell. str. 3—28. ISBN 9781405177832. 
  9. ^ Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Petrology : igneous, sedimentary, and metamorphic. (2nd izd.). New York: W.H. Freeman. str. 241–242, 258–260. ISBN 0716724383. 
  10. ^ Blatt and Tracy 1996, pp. 220–227
  11. ^ Blatt and Tracy 1996, pp. 265–280
  12. ^ a b v g d Boggs 2006, str. 147–154
  13. ^ a b Choquette, P.W.; Pray, L.C. (1970). „Geologic Nomenclature and Classification of Porosity in Sedimentary Carbonates”. AAPG Bulletin. 54. doi:10.1306/5D25C98B-16C1-11D7-8645000102C1865D. 
  14. ^ Walker, Theodore R.; Waugh, Brian; Grone, Anthony J. (1. 1. 1978). „Diagenesis in first-cycle desert alluvium of Cenozoic age, southwestern United States and northwestern Mexico”. GSA Bulletin. 89 (1): 19—32. Bibcode:1978GSAB...89...19W. doi:10.1130/0016-7606(1978)89<19:DIFDAO>2.0.CO;2. 
  15. ^ Boggs 2006, str. 148
  16. ^ Stone, W. Naylor; Siever, Naylor (1996). „Quantifying compaction, pressure solution and quartz cementation in moderately-and deeply-buried quartzose sandstones from the Greater Green River Basin, Wyoming”. Pristupljeno 2. 10. 2020. 
  17. ^ Dorrik A. V. Stow (2005). Sedimentary Rocks in the Field: A Colour Guide. Manson Publishing. ISBN 978-1-874545-69-9. Pristupljeno 11. 5. 2012. [mrtva veza]
  18. ^ a b Francis John Pettijohn; Paul Edwin Potter; Raymond Siever (1987). Sand and Sandstone. Springer. ISBN 978-0-387-96350-1. Pristupljeno 11. 5. 2012. 
  19. ^ Prothero & Schwab, Donald R. & Fred (1996). Sedimentary Geology. W. H. Freeman. str. 24. ISBN 0-7167-2726-9. 
  20. ^ a b Prothero, D. (2004). Sedimentary Geology. New York, NN: W.H. Freeman and Company
  21. ^ Prothero, D. R. and Schwab, F., 1996, Sedimentary Geology, p. 460, ISBN 0-7167-2726-9
  22. ^ Zárraga, Ramón; Alvarez-Gasca, Dolores E.; Cervantes, Jorge (1. 9. 2002). „Solvent effect on TEOS film formation in the sandstone consolidation process”. Silicon Chemistry. 1 (5): 397—402. S2CID 93736643. doi:10.1023/B:SILC.0000025602.64965.e7. 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Peščar na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Пешчар&oldid=27552968”