Gnejs

Wśród metamorfitów, czyli tych skał, które powstają w wyniku przeobrażenia innych skał, gnejs jest z pewnością najbardziej znanym rodzajem skały. Jej sposób powstawania wyraźnie odróżnia ją od innych znanych rodzajów skał, które często są magmowe – jak np. typowe skały zbite granit czy bazalt.

Gnejsy należą do najstarszych formacji skalnych na Ziemi, często przeszły już wiele przeobrażeń i wychodzą na powierzchnię dopiero wtedy, gdy leżące nad nimi warstwy skalne ulegną głębokiej erozji lub gdy warstwa gnejsowa zostanie wyniesiona na powierzchnię w wyniku działalności tektonicznej (np. podczas budowy gór przez fałdowanie).

Powstałe gnejsy są tak różnorodne jak starożytna skała macierzysta. Znajdują się one z pewnością w znacznych pokładach – w kamiennych warstwach skorupy ziemskiej zawsze było dużo ruchu.

Ścieżka pochodzenia

W głębi płaszcza Ziemi panuje nie tylko wysokie ciśnienie, ale również bardzo wysoka temperatura. Kiedy skały są wystawione na działanie takich warunków środowiskowych, zaczynają się znacznie zmieniać w ciągu tysiącleci. Następuje tzw. metamorfoza (przeobrażenie skały). Główne minerały pozostają w skale i nie ulegają zmianie, ale często dodawane są dodatkowe minerały lub wymieniane są niektóre minerały wtórne.

Dopiero dzięki aktywności tektonicznej lub erozji te głębokie skały stają się widoczne na powierzchni i mogą być wydobywane.

Skład

Ponieważ skały macierzyste są na ogół dość podobne, podstawowe zasady składu można ustalić również dla gnejsów:

• Kwarc (SiO2) w ilości od 13 % do 30 %.
• skaleń potasowy w ilości od 3 % do 29 % (jednak w paragnejsach i warstwowych gnejsach dwumikolowych nie występuje on wcale, a zastępuje go 22 % – 31 % plagioklazu)
• Plagioklaz w ilości od 1 % do 38 %.
• Biotyt (mika) w ilości od 1 % do 40 %.
• Muskowit w ilości 2 % – 40 % (całkowicie nieobecny w gnejsie granodiorytowym, gnejsie kordierytowym i gnejsie granatowym)

Dokładniejsze dane dotyczące składu niż te przybliżone wytyczne nie mogą być podane dla gnejsów ze względu na różnice pomiędzy poszczególnymi rodzajami gnejsów. Kordieryt, sylimanit, hornblenda i granat występują prawie wyłącznie w tak nazwanych typach gnejsów (gnejs kordierytowy, gnejs sylimanitowy, gnejs hornblendowy i gnejs granatowy).

Wygląd

Jeśli skład może się tak bardzo różnić, to samo dotyczy wyglądu gnejsów. Już sama struktura może być bardzo różna – albo drobno-, albo gruboziarnista, albo z teksturą równoległą, która jest bardzo typowa dla wielu gnejsów, albo wyraźnie gruboziarnista, albo wyraźnie widoczna pasmowa.

Możliwe jest jednak również (jak w przypadku ortognejsu) uzyskanie bardzo jednolitej i równomiernie wyglądającej struktury bez wyraźnie rozpoznawalnej tekstury. Powstają one głównie w wyniku metamorfizmu skał magmowych (takich jak granit lub granodioryt).

Dział(y)

Tak silnie zróżnicowany wygląd i skład sprawia, że konieczne jest znalezienie sposobu na klasyfikację petrologiczną gnejsów.

Można to zrobić albo mineralogicznie, albo na podstawie skał macierzystych, z których rozwinął się dany typ gnejsu. Oba są petrologicznie dopuszczalne, ale skomplikowana klasyfikacja jest często myląca – zwłaszcza dla niespecjalistów.

Pod względem mineralogicznym (tzn. według składu mineralnego) rozróżnia się gnejsy:

• zgodnie z rodzajem występującej miki (gnejs biotytowy lub gnejs muskowitowy, gnejs graniczny mikowy = występują oba rodzaje)
• zgodnie z istniejącą strukturą mineralogiczną (gnejsy oczkowe, gnejsy fliszowe o typowej strukturze fliszowej, gnejsy pasmowe)
• Niezależnie od tego grupa łupków mikowych nazywana jest również fillitami torowymi.

Jeżeli natomiast gnejs klasyfikowany jest według skały macierzystej (eduktu) lub rodzaju skały macierzystej, to otrzymujemy następującą klasyfikację:

• Ortognejsy (zmienione skały iglaste, bogate w skalenie i kwarc)
• Paragnejsy (zmienione sedymenty, tj. skały osadowe)
• Epigneous, mesogneiss i catagneiss (w zależności od stopnia temperatury i ciśnienia, które spowodowały transformację)

Ogólne problemy z rozróżnieniem istnieją zawsze między gnejsami a tylko nieznacznie zmienionymi skałami magmowymi głębokiego podłoża (np. granitami lub sjenitami). Takie skały są często oznaczane tylko przedrostkami w przypadku tylko niewielkich zmian (np. metagranit). Jeśli jednak interpretować tę definicję ściśle, to są to już metamorfity, czyli gnejsy. W praktyce jednak skały takie zaliczane są do gnejsów tylko wtedy, gdy wykazują typową dla gnejsów łupliwość (budowę warstwową) – pod względem mineralogicznym i chemicznym są one identyczne z odpowiednimi typami gnejsów. Migmatyt i anateksyt są “prawdziwą” mieszaną formą skały magmowej i metamorficznej, która również jest w ten sposób opisywana akademicko.

Różnice między gnejsem a granitem

Jeśli chodzi o zastosowanie techniczne, gnejsy i granity mają w przybliżeniu porównywalne właściwości. W porównaniu z granitami gnejsy mają tylko nieznacznie wyższą nasiąkliwość wodą i nieznacznie wyższą wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu.

W przeciwieństwie do granitu, odporność na ścieranie może się bardziej różnić pomiędzy różnymi rodzajami gnejsów, ponieważ zależy ona głównie od zawartości kwarcu w danym rodzaju gnejsu. Odporność gnejsów może być bardzo dobra, jeśli w danym typie gnejsu występują krzemiany warstwowe.

W przeciwieństwie do granitu, barwa pozwala również na wyciągnięcie wniosków co do grupy mineralogicznej, do której należy gnejs: prawie wszystkie gnejsy o szarej barwie są paragnejsami, gnejs barwiony to prawie zawsze ortognejs lub migmatyt.

Znane odmiany

Wśród ortognejsów bardzo dobrze znaną niemiecką odmianą jest “Steinbacher Augengneis”. “Midnight Blue” i “Orissa” to znane odmiany indyjskie, natomiast “Juparana Classico” jest odmianą brazylijską.

Wśród żelazek Paragne jest stale większa liczba bardziej znanych odmian, z których wiele pochodzi ze Szwajcarii: “Calanca”, “Onsernone”, “Maggia”, “Soglio” i “Serizzo Antigorio” są stosunkowo dobrze znane.

Użyj

Gnejs jest obecnie szeroko stosowany i bardzo popularny jako kamień naturalny, szczególnie na zewnątrz, na przykład jako suchy mur kamienny lub jako bruk gnejsowy. Gnejs jest również często przetwarzany na tzw. bale łupane lub cegły licowe (również do użytku wewnętrznego). Jako odłamki gnejsowe materiał ten należy do szlachetnych typów odłamków.

We wnętrzach gnejs wykorzystywany jest głównie do produkcji blatów kuchennych i parapetów, ale we wnętrzach rustykalnych sprawdzają się również wykładziny podłogowe wykonane z gnejsu w formie płyt. Ze względu na wysoką zdolność absorpcji wody przez większość rodzajów gnejsów, zastosowanie w pomieszczeniach wilgotnych i mokrych jest jednak możliwe tylko w ograniczonym zakresie. Na zewnątrz jest jednak mrozoodporna i można ją tam bardzo dobrze układać.

Wskazówki dotyczące czyszczenia i pielęgnacji

Podobnie jak granit, gnejs jest stosunkowo niewrażliwy na większość środków czyszczących, w niewielkim stopniu toleruje również kwasy (co nie jest prawdą w przypadku wszystkich wapieni i marmurów). W pielęgnacji i czyszczeniu nadal najlepiej nie polegać na prostych domowych środkach czyszczących lub domowych sposobach i generalnie unikać wszystkiego, co ma agresywne działanie (dotyczy to również urządzeń czyszczących i np. środków do usuwania kamienia). Do czyszczenia i pielęgnacji najlepiej używać środków pochodzących od wyspecjalizowanych sprzedawców, które są oznaczone jako odpowiednie dla gnejsów.

Dlatego do czyszczenia gnejsów na zewnątrz nie można stosować “frezów do brudu” (ani ogólnie myjek wysokociśnieniowych). Woda i szczotka są znacznie bardziej zalecane do czyszczenia. W przypadku grubych zabrudzeń i plam dostępne są w sklepach specjalistycznych specjalne środki czyszczące odpowiednie dla gnejsów.

Wniosek

Tak jak skomplikowana może być klasyfikacja bardzo różnych rodzajów gnejsów, tak fascynujące jest ich powstawanie: chodzi przecież o przekształcone, najstarsze skały naszej ziemi. W wyniku metamorfoz powstały liczne, piękne i wizualnie naprawdę imponujące odmiany skał, które są jednocześnie solidne i trwałe oraz zazwyczaj łatwe w obróbce.

Nie bez powodu mineralogowie wybrali gnejs minerałem roku 2015 – a wielu właścicieli domów wielokrotnie decydowało się na podłogi, stopnie schodów czy parapety z tego fascynującego materiału.

Gnejs jest skałą metamorficzną, która powstaje w wyniku przeobrażenia (metamorfozy) różnych skał macierzystych (protolitów). Jeśli protolitem jest skała iglasta, powstają tzw. ortognejsy. Z drugiej strony, jeśli skałą macierzystą jest skała osadowa (osady, które stały się skałami, takie jak szarogłazy, arkozy, piaskowce lub łupki ilaste), powstają paragnejsy.

Typowe właściwości i skład

Paragnejs jest zawsze bogaty w kwarc, skalenie i mikę. Paragnejsy są więc skałami twardymi, krystalicznymi i przeważnie bardzo masywnymi, ze względu na typową dla gnejsów strukturę w szerokich warstwach (foliacja), która jest spowodowana naprzemiennym osadzaniem warstw kwarcowo-skaleniowych i warstw miki, są one zazwyczaj łatwe do rozpoznania.

Oprócz kwarcu i skaleni (skalenie alkaliczne i plagioklazy), jako gatunki miki występują biotyt, muskowit i ambibol. Ponadto występują tu typowe minerały metamorficzne:

• Sillimanit
• Andaluzyt
• Kordieryt
• Disthene
• Staurolit lub
• Garnet

Apatyt, tytanit, alanit, epidot, cyrkon i turmalin, a także minerały rudne (takie jak ilmenit) występują sporadycznie jako minerały towarzyszące.

Rozbieżne wyłanianie się

W przypadku pochodzenia z głębi Ziemi, gdzie ciśnienie i temperatura są wyraźnie wyższe, dochodzi do przemiany odbiegającej od normy (metamorfoza regionalna poprzez obniżenie skorupy ziemskiej w bardzo szerokim zakresie, np. przez subdukcję). W tzw. facji amfibolitowej (średnie ciśnienie i średnia temperatura), w której powstają następnie paragnejsy, zawartość minerałów ulega niewielkim zmianom w wyniku przemian.

Tak zwane migmatyty powstają, gdy podczas przeobrażenia skały pod wpływem wysokiej temperatury dochodzi do częściowego stopienia skał (tzw. anateksja). Produktami końcowymi nie są już wtedy gnejsy, lecz migmatyty, ponieważ zgodnie z powszechną definicją podczas przemiany skalnej (metamorfizmu) nie dochodzi do topienia, lecz tylko w przypadku skał magmowych. Migmatyty stanowią zatem hybrydę skał metamorficznych i iglastych.

Różnice w stosunku do innych form gnejsów

Jak już wspomniano, ortognejsy powstają w wyniku przeobrażenia skał magmowych (np. granitów). Skała macierzysta, o której mowa, jest z reguły wielokrotnie przeobrażana, a więc z technicznego punktu widzenia nie powstaje ze skały magmowej, lecz często z już istniejących gnejsów, ponieważ wcześniejsze przeobrażenia spowodowały powstanie gnejsów.

Z technicznego punktu widzenia różnica między paragnejsem a ortognejsem jest często niewielka, różnice występują jedynie w kolorystyce: paragnejsy są przeważnie szare, natomiast ortognejsy i migmatyty są bardzo często wielobarwne.

Specjalne cechy strukturalne lub skład mineralny mogą prowadzić do różnych oznaczeń dla wszystkich rodzajów gnejsów – na przykład Zweiglimmergneis (zawiera zarówno biotyt, jak i muskowit) lub Augengneis (większe wlewki otoczone drobnoziarnistą matrycą).

Stosowanie paragwajsu

Paragneiss jest często używany jako kamień naturalny, zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz. Znane odmiany to na przykład Serizzo Antigorio z włoskiego Piemontu, Calanca ze Szwajcarii czy Silver Cloud z Gruzji.

Wniosek

Gnejsy poprzez swoją różnorodność pokazują w imponujący sposób, co siły natury mogą zrobić w ciągu wielu tysiącleci. Proste osady, jak np. pokłady łupków ilastych, mogą w wyniku działania tych sił w ciągu okresów geologicznych zostać przekształcone w paragnejsy, których pochodzenia nie można już rozpoznać. Z gliniastych, błotnistych osadów powstała twarda, krystaliczna skała, która następnie jako kamień naturalny zdobi nasze wnętrza lub taras.

Link do pasującego zdjęcia: https://c8.alamy.com/comp/WXRXHP/roca-gneis-isla-eraksay-outer-hebrides-scotland-uk-WXRXHP.jpg użyteczne