Kwarcyt

Jak sama nazwa wskazuje, kwarcyty składają się w większości (co najmniej 98%) z kwarcu. Skalenie, tak jak występują w większości innych typów skał, są całkowicie nieobecne. Kwarcyty są jednak skałami metamorficznymi, czyli metamorficznymi. Powstają one zatem w wyniku przeobrażenia różnych skał macierzystych.

Typowe właściwości i wygląd

Większość czystych kwarcytów ma kolor od biało-szarego do białego. Często jednak mogą być obecne inne minerały i domieszki, co prowadzi do zmian kolorystycznych, które w przypadku kwarcytu są zawsze dobrym wskaźnikiem zawartych w nim minerałów nadających kolor.

Minerały żelaza, na przykład, powodują żółtawe lub czerwonawe zabarwienia, jak w limonicie. Szare i brązowawe zabarwienia, jak również rzadsze ciemnozielonkawe lub szaroniebieskie, są spowodowane przez magnetyt lub piryt. Kyanit lub dumortieryt nadają kwarcytowi niebieskawe zabarwienie.

Wysoka zawartość kwarcu, wynosząca ponad 98 %, powoduje, że kwarcyt składa się prawie wyłącznie z rekrystalizowanych ziaren kwarcu. Połączenie ziaren następuje w wyniku tzw. roztworu ciśnieniowego i spiekania poszczególnych ziaren na ich krawędziach (“granice ziaren”). Ponieważ jednak kwarcyt jest skałą powstałą w wyniku przeobrażenia, to zawsze stopień metamorfizmu decyduje o tym, jak twarde i kruche są kwarcyty.

Jeśli wystąpił tylko niewielki metamorfizm, kwarcyty są często znacznie mniej twarde. Cechy warstwowe (np. warstwowanie nachylone) skały macierzystej mogą być wtedy często nadal wyraźnie widoczne.

Od “prawdziwego” kwarcytu należy odróżnić grupę piaskowców, które są krzemionkowane(scementowanie kwasem krzemowym) i wykazują dość podobne właściwości jak kwarcyty. Mimo zewnętrznego podobieństwa, nie są one uznawane przez naukę geologiczną za prawdziwe kwarcyty, lecz należą do grupy skał krzemionkowych jako piaskowce skonsolidowane w ten sposób. Czasami jednak są one nazywane “kwarcytem cementowym”.

Trasy pochodzenia

Głównymi skałami macierzystymi, z których powstają kwarcyty, są piaskowce. Ponadto kwarcyty mogą powstawać również z łupków krzemionkowych, kwarcu lub radiolarytu (również “chert”, morska skała osadowa o szczególnie drobnoziarnistym kwarcu).

Dla deformacji i przeobrażenia (metamorfozy) skały macierzystej decydujące znaczenie mają wtedy w sumie trzy czynniki:

  • Ciśnienie (wymagana jest głębokość co najmniej 600 m)
  • specjalne obciążenia mechaniczne, ale także
  • Temperatury otoczenia co najmniej 200 °C

Prowadzi to do powstania tzw. roztworu ciśnieniowego, poszczególne ziarna ulegają deformacji, a sieci krystaliczne ulegają w wyniku tego przeorganizowaniu (rekrystalizacja). W wyniku tego struktura krystaliczna staje się gęstsza i znacznie bardziej połączona niż w przypadku skały macierzystej, a istniejące przestrzenie porowe zanikają.

Pod wpływem warunków ciśnienia i temperatury zmieniają się również składniki ilaste obecne w skale macierzystej, z których powstają minerały miki, takie jak muskowit (np. fuksyt jako odmiana szczególnie bogata w chrom) czy fengit.

Przy równomiernym kierunku nacisku powstaje struktura warstwowa, a kwarcyty dają się wtedy bardzo łatwo rozszczepiać. Szczególnie kwarcyty blokowe, takie jak Macaubas (Brazylia) są bardzo trudne do rozłupania.

Składniki kopalne ulegają całkowitemu rozkładowi w trakcie procesu transformacji, z wyjątkiem składników węglowych, które są przekształcane w grafit.

Występowanie i zastosowanie

Kwarcyt jest dość powszechny i można go znaleźć na całym świecie. Jest on szczególnie często spotykany w metamorficznie nadbudowanych kompleksach gór fałdowych. W Europie są to głównie Alpy, ale także regiony wokół Kordoby (Hiszpania) lub Góry Bałkańskie, jak w Bułgarii. Kwarcyty są również powszechne w Skandynawii, gdzie dotarły ze Szwecji i Norwegii do północnych Niemiec jako tzw. gruz z okresu zlodowaceń. Do tej grupy należą “Caribbean Blue” ze Szwecji i “Alta Quarzit” z Norwegii.

Wspomniane już skały krzemionkowe, czyli piaskowce krzemionkowe, stanowią największą ilość bezpośrednio występujących wariantów w Niemczech: np. w Górach Łupkowych w Rhenish (“Taunus Quartzite”), w dolinie środkowego Renu w Taunus i Hunsrück oraz w zachodnim Harzu.

Zastosowanie kwarcytu sięga czasów epoki kamiennej, gdzie kwarcyt był już dobrym substytutem starego dobrego krzemienia (flintstone, silex), który jest tylko nieznacznie twardszy, ze względu na swoją wysoką twardość. W przeciwieństwie do przeważnie średnioziarnistego kwarcytu, krzemień składa się z bardzo drobnoziarnistych (mikrokrystalicznych) kryształów kwarcu i różnych minerałów towarzyszących, takich jak hematyt, które są odpowiedzialne za zabarwienie krzemienia.

Kwarcyt był również stosunkowo często wykorzystywany w starożytnym Egipcie, m.in. do budowy cennych sarkofagów czy posągów. Bardzo twardy kwarcyt obrabiano narzędziami wykonanymi z dolerytu.

Obecnie z jednej strony kwarcyt jest wykorzystywany jako surowiec do zaspokojenia zapotrzebowania przemysłu na kwarc (z wyjątkiem produkcji szkła, gdzie stosuje się tzw. grys granitowy). Kwarcyt jest również szeroko stosowany w budownictwie.

Jako kamień naturalny kwarcyt jest dziś stosowany przede wszystkim jako surowa wykładzina podłogowa, często także jako płyty wielokątne; trudne do łupania kwarcyty blokowe są stosowane przede wszystkim jako blaty kuchenne. Kwarcyty występują bardzo często w wielu kolorach i odmianach.

Kwarcyt Alta, pochodzący z Norwegii, jest często stosowany na zewnątrz ze względu na swoją niską porowatość, która zapobiega osadzaniu się mchu na powierzchni kamienia i jego pękaniu. Kwarcyty te są również bardzo odporne na działanie soli odladzającej i wysoce mrozoodporne.

Czyszczenie i konserwacja

Chociaż kwarcyty są zazwyczaj bardzo twarde, to w zależności od odmiany mogą być czasami bardzo kruche.

Wewnątrz pomieszczeń niektóre odmiany zawierające serycyt (macaubas) mogą być bardzo podatne na przebarwienia w kontakcie z wodą i dwutlenkiem węgla, niektóre inne kwarcyty również mają tę nieprzyjemną cechę. Tych plam nie da się później usunąć, dlatego trzeba tu zachować szczególną ostrożność. Nie zaleca się stosowania w wilgotnych pomieszczeniach (np. w łazience) lub na blatach roboczych.

Szczególnie składniki barwiące reagują często bardzo wrażliwie na różne chemikalia. Z tego względu zaleca się ostrożność przy stosowaniu środków do czyszczenia wapna; tylko produkty zawierające kwas amidosulfonowy mogą być stosowane stosunkowo bezpiecznie.

Oprócz kwasowych środków czyszczących, których i tak należy unikać za wszelką cenę, problematyczne mogą być również silnie zasadowe środki czyszczące, w tym niektóre środki czyszczące stosowane w gospodarstwie domowym (np. środki do czyszczenia piekarników). Dlatego do czyszczenia i pielęgnacji należy używać wyłącznie środków czyszczących i pielęgnacyjnych wyraźnie zalecanych przez ekspertów dla danej odmiany kwarcytu.

Już w trakcie układania należy pamiętać, że zaprawa, ze względu na zawarty w niej wodorotlenek wapnia, może rozpuszczać minerały żelaza z kamienia i transportować je na powierzchnię, gdzie następnie tworzy nieestetyczne osady tlenków żelaza. W przypadku kwarcytu o niskiej porowatości podczas układania należy z reguły zastosować dodatkowy środek wiążący, a ewentualne przebarwienia spowodowane niektórymi składnikami zaprawy należy uwzględnić z wyprzedzeniem.

Ponadto przy układaniu należy zwrócić uwagę na dużą rozszerzalność podczas zmian temperatury, która w przypadku kwarcytów jest znacznie wyższa niż w przypadku wszystkich innych kamieni naturalnych. Dlatego w planowaniu należy uwzględnić odpowiednie przestrzenie dylatacyjne i szczeliny dylatacyjne, a zastosowana konstrukcja nośna musi być z reguły również odpowiednio dopasowana.

Wniosek

Mimo że kwarcyty są szczególnie twarde, to jednak w wielu przypadkach są bardzo wrażliwe – widać to najpóźniej podczas układania i późniejszego czyszczenia. Przy wyborze należy więc zawsze bardzo uważnie zwracać uwagę na to, którą odmianę chcemy wykorzystać do konkretnego celu. Poza tym kwarcyty są naturalnie fascynujące po prostu ze względu na swoje właściwości techniczne i twardość, która była doceniana już w epoce kamiennej. Wiele odmian jest też bez przesady – po prostu pięknych.