Chert -Chert

Rogowiec
Skała osadowa
Próbka ręki Chert
Próbka ręczna cherta
Kompozycja
Kwarc mikrokrystaliczny lub kryptokrystaliczny

Czert ( / ˈ tʃ ɜːr t / ) to twarda, drobnoziarnista skała osadowa zbudowana z mikrokrystalicznego lub kryptokrystalicznego kwarcu , mineralnej postaci dwutlenku krzemu (SiO 2 ). Chert ma charakterystyczne pochodzenie biologiczne, ale może również występować nieorganicznie jako chemiczny osad lub zamiennik diagenetyczny , jak w skamieniałym drewnie .

Chert zazwyczaj składa się ze skamieniałych szczątków szlamu krzemionkowego , biogenicznego osadu pokrywającego duże obszary dna oceanicznego i zawierającego krzemowe szczątki szkieletowe okrzemek , wiciowców krzemowych i radiolarian . Koszcze prekambryjskie wyróżniają się obecnością skamieniałych sinic . Oprócz mikroskamieniałości świerszcz czasami zawiera makroskamieniałości . Jednak niektóre cherty są pozbawione jakichkolwiek skamieniałości.

Czereśnia jest bardzo zróżnicowana w kolorze (od białego do czarnego), ale najczęściej objawia się szarą, brązową, szarobrązową i jasnozieloną do rdzawoczerwonej (czasami ciemnozielonej); jego kolor jest wyrazem pierwiastków śladowych obecnych w skale, a zarówno czerwień, jak i zieleń są najczęściej związane ze śladowymi ilościami żelaza (odpowiednio w postaci utlenionej i zredukowanej ).

Opis

Chert (ciemne pasma) w wapieniu dewonu Corriganville-New Creek, Everett, Pensylwania

W petrologii termin „chert” odnosi się ogólnie do wszystkich chemicznie strącanych skał osadowych składających się głównie z krzemionki mikrokrystalicznej , kryptokrystalicznej i mikrowłóknistej . Większość cherts to prawie czysta krzemionka, z mniej niż 5% innymi minerałami (głównie kalcyt , dolomit , minerały ilaste , hematyt i materia organiczna). niż 65% zawartości krzemionki. Glin jest najpowszechniejszym pierwiastkiem drugorzędnym, następnie żelazo i mangan lub potas , sód i wapń . Woda pozakrystaliczna (drobne wtrącenia wody wewnątrz i wokół ziaren kwarcu) stanowi mniej niż 1% większości czereśni.

Klasyfikacja ludowa dzieli Chert na trzy kategorie fakturowe . Granulowany mikrokwarc jest składnikiem cherta składającym się z mniej więcej równowymiarowych ziaren kwarcu o wielkości od ułamka mikrona do 20 mikronów, ale najczęściej od 8 do 10 mikronów. Chalcedon to mikrowłóknista odmiana kwarcu, składająca się z promieniujących wiązek bardzo cienkich kryształów o długości około 100 mikronów. Megakwarc składa się z równowymiarowych ziaren o wielkości ponad 20 mikronów. Większość chertów to kwarc mikrokrystaliczny z niewielkim chalcedonem, a czasem opalem , ale cherts wahają się od prawie czystego opalu do prawie czystego kwarcu. Jednak mały opal ma ponad 60 milionów lat. Wiersz opalowy często zawiera widoczne skamieniałości okrzemek , radiolarianów i spiculi gąbki szklanej .

Chert występuje w miejscach tak różnorodnych, jak złoża gorących źródeł ( spiek krzemionkowy ), formacja żelazna ( jaspilit ) lub jeziora alkaliczne . Jednak większość chert występuje jako gondel chert lub jako chert sferoidalny . Gołębia złocista jest bardziej powszechna w pokładach prekambryjskich , ale w fanerozoiku , w miarę jak zmniejszyła się całkowita objętość kasztanowca, występuje częściej w fanerozoiku. Po wczesnym mezozoiku czarniak jednoliścienny jest rzadkością . Chert stał się umiarkowanie obfity w dewonie i karbonie i ponownie stał się umiarkowanie obfity od jury do chwili obecnej.

Pościel chert

Łupek wstęgowy, znany również jako wstęgowy, przybiera postać cienko otulonych warstw (o grubości od kilku centymetrów do metra) prawie czystego borówki, oddzielonych bardzo cienkimi warstwami łupków bogatych w krzemionkę . Zwykle ma kolor od czarnego do zielonego, a pełna sekwencja łóżek może mieć kilkaset metrów grubości. Łupek jest zazwyczaj czarny, czasami z pirytem , ​​co wskazuje na osadzanie się w beztlenowym środowisku. Czereśnia warstwowa jest najczęściej spotykana w połączeniu z turbidytami , głębokowodnymi wapieniami , podwodnymi skałami wulkanicznymi , ofiolitami i melanżami na aktywnych krawędziach płyt tektonicznych . Struktury sedymentacyjne są rzadkie w czarkach rabatowych. Zazwyczaj wysoka czystość złoża, podobnie jak wysoka czystość innych chemicznie wytrąconych skał, wskazuje na osadzanie się w obszarach, w których występuje niewielki napływ osadów detrytycznych (takich jak woda rzeczna obciążona cząstkami mułu i gliny). autigeniczny piryt i hematyt powstały w osadach po ich osadzeniu, oprócz śladowych ilości minerałów detrytycznych.

Woda morska zazwyczaj zawiera od 0,01 do 11 części na milion (ppm) krzemionki, przy czym typowa jest około 1 ppm. Jest to znacznie poniżej nasycenia, co wskazuje, że krzemionki nie można normalnie wytrącać z wody morskiej w procesach nieorganicznych. Krzemionka jest zamiast tego ekstrahowana z wody morskiej przez żywe organizmy, takie jak okrzemki, radiolariany i gąbki szklane, które mogą skutecznie ekstrahować krzemionkę nawet z bardzo nienasyconej wody, i które szacuje się, że obecnie wytwarzają 12 kilometrów sześciennych (2,9 cu mi) opalu na w oceanach świata. Okrzemki mogą podwoić swoją liczbę osiem razy dziennie w idealnych warunkach (chociaż podwojenie raz dziennie jest bardziej typowe w normalnej wodzie morskiej) i mogą ekstrahować krzemionkę z wody przy zaledwie 0,1 ppm krzemionki. Organizmy chronią swoje szkielety przed rozpadem poprzez „opancerzanie” ich jonami metali. Gdy organizmy umrą, ich szkielety szybko się rozpuszczą, chyba że zgromadzą się na dnie oceanu i zostaną zakopane, tworząc krzemionkowy śluz, który zawiera od 30% do 60% krzemionki. Tak więc ćwierćtusze składają się zazwyczaj głównie ze skamieniałych szczątków organizmów, które wydzielają szkielety krzemionkowe, które są zwykle zmieniane przez rozpuszczanie i rekrystalizację.

Szkielety tych organizmów składają się z opalu-A, amorficznej formy krzemionki, pozbawionej dalekosiężnej struktury krystalicznej. Jest on stopniowo przekształcany w opalowy CT, mikrokrystaliczną formę krzemionki złożoną głównie z kryształów krystobalitu i trydymitu o ostrzach . Wiele opalowych CT ma postać lepisfer , które są skupiskami kryształów o ostrzach o średnicy około 10 mikronów. Opal-CT z kolei przekształca się w mikrokwarc. W głębokich wodach oceanicznych przejście do opalizującego CT następuje w temperaturze około 45 ° C (113 ° F), podczas gdy przejście do mikrokwarcu następuje w temperaturze około 80 ° C (176 ° F). Jednak temperatura przejścia znacznie się różni, a przejście jest przyspieszane przez obecność wodorotlenku magnezu , który zapewnia zarodek do rekrystalizacji. Megakwarc tworzy się w podwyższonych temperaturach typowych dla metamorfizmu .

Istnieją dowody na to, że odmiana chert zwana porcelanitem , która charakteryzuje się wysoką zawartością opalu-CT, rekrystalizuje na bardzo płytkich głębokościach. Caballos Novaculite z Teksasu wykazuje również oznaki osadzania się bardzo płytkiej wody, w tym płytki osadowe struktury i pseudomorfy ewaporatów , które są odlewami kryształów rozpuszczalnych minerałów, które mogły powstać tylko w warunkach przypowierzchniowych. Wydaje się, że ten nowakulat powstał przez zastąpienie węglanowych granulek kałowych przez chert.

Pododmiany

Łóżka można dalej podzielić według rodzajów organizmów, które wytworzyły szkielety krzemionkowe.

Okrzemka składa się z warstw i soczewek ziemi okrzemkowej , które podczas diagenezy zostały przekształcone w gęstą, twardą jarzębinę. W sekwencjach osadowych, takich jak mioceńska formacja Monterey w Kalifornii, zaobserwowano pokłady morskiej rogówki okrzemkowej, składające się z warstw o ​​grubości kilkuset metrów, które występują w skałach tak starych jak kreda . Okrzemki były dominującym organizmem krzemionkowym odpowiedzialnym za pozyskiwanie krzemionki z wody morskiej jurajskiej i później.

Radiolaryt składa się głównie ze szczątków radiolarian. Kiedy szczątki są dobrze zacementowane krzemionką, jest to znane jako chert radiolarian . Wiele z nich wykazuje dowody na pochodzenie z głębin, ale wydaje się, że niektóre uformowały się w wodzie tak płytkiej, jak 200 metrów (660 stóp), być może w morzach szelfowych , gdzie wypływ bogatej w składniki odżywcze wody głębinowej sprzyja wysokiej produktywności organicznej. Radiolarianie zdominowali wydobycie krzemionki z wody morskiej przed jurajską.

Spicularite to czereśnia składająca się z spikuli szklanych gąbek i innych bezkręgowców. Kiedy jest gęsto zacementowany, jest znany jako chert spicular . Występują one w połączeniu z bogatymi w glaukonit piaskowcami , czarnymi łupkami , bogatymi w glinę wapieniami , fosforytami i innymi skałami niewulkanicznymi typowymi dla wody o głębokości kilkuset metrów.

Niektóre akordy wydają się być pozbawione skamieniałości nawet przy dokładnym badaniu mikroskopowym. Ich pochodzenie jest niepewne, ale mogą powstawać ze szczątków kopalnych, które są całkowicie rozpuszczone w płynach, które następnie migrują, aby wytrącić ładunek krzemionki w pobliskim złożu. Sugerowano również, że kwarc eolski jest źródłem krzemionki dla złóż czartowych. Prekambryjskie złoża skalne są powszechne, stanowiąc 15% środkowych prekambryjskich skał osadowych i mogły być osadzone niebiologicznie w oceanach bardziej nasyconych krzemionką niż współczesny ocean. Wysoki stopień nasycenia krzemionką był spowodowany albo intensywną aktywnością wulkaniczną, albo brakiem nowoczesnych organizmów usuwających krzemionkę z wody morskiej.

Czerwień sferoidalna

Guzki Akcakoca Chert w miękkim wapieniu

Czereśnia sferoidalna występuje najczęściej w wapieniu, ale można ją również znaleźć w łupkach i piaskowcach. Rzadziej występuje w dolomicie . Czerwień sferoidalna w skałach węglanowych występuje w postaci guzków owalnych do nieregularnych . Różnią się one wielkością od sproszkowanych cząstek kwarcu do kilkumetrowych guzków. Guzki są najczęściej wzdłuż płaszczyzn ściółki lub powierzchni stylolitu (rozpuszczania), gdzie organizmy skamieniałe mają tendencję do gromadzenia się i stanowią źródło rozpuszczonej krzemionki, ale czasami można je znaleźć przecinając powierzchnie ściółki, gdzie świerk wypełnia skamieniałe nory , struktury ucieczki płynów , lub złamań. Guzki o wielkości poniżej kilku centymetrów mają zwykle kształt jajka, podczas gdy większe guzki tworzą nieregularne ciała z guzowatymi powierzchniami. Zewnętrzne kilka centymetrów dużych guzków może wykazywać pęknięcia związane z wysuszeniem z wtórnym jarzębiną, które prawdopodobnie utworzyły się w tym samym czasie co guzek. Od czasu do czasu występują skamieniałości wapienne, które zostały całkowicie skrzemizowane. Tam, gdzie chert występuje w kredzie lub marglu , zwykle nazywa się go krzemieniem .

Krzemień z białą zwietrzałą skórką

Czerwień sferoidalna jest często ciemnego koloru z białą skórką wietrzenia.

Większość guzków Cherta ma tekstury sugerujące, że powstały przez wymianę diagenetyczną, w której krzemionka została osadzona w miejsce węglanu wapnia lub minerałów ilastych . Mogło to mieć miejsce, gdy woda meteorytowa (pochodząca ze śniegu lub deszczu) zmieszała się ze słoną wodą w osadach, gdzie uwięziony został dwutlenek węgla, tworząc środowisko przesycone krzemionką i niedosycone węglanem wapnia. Czerwień sferoidalna jest szczególnie powszechna w środowiskach szelfu kontynentalnego. W basenie permskim (Ameryka Północna) w wapieniach basenowych występują obficie guzki czartowate i skamieniałości skamieniałości, ale w samej strefie nagromadzenia węglanów jest ich niewiele. Może to odzwierciedlać rozpuszczanie się opalu w miejscach aktywnego osadzania węglanu, brak organizmów krzemionkowych w tych środowiskach lub usuwanie szkieletów krzemionkowych przez silne prądy, które ponownie osadzają materiał krzemionkowy w głębokim basenie.

Krzemionka w chercie sferoidalnym prawdopodobnie wytrąca się jako opal-A, w oparciu o wewnętrzne pasma w kulkach i może rekrystalizować bezpośrednio do mikrokwarcu bez uprzedniej rekrystalizacji do opalu-CT. Niektóre borowiny sferoidalne mogą wytrącać się bezpośrednio jako mikrokwarc, ze względu na niski poziom przesycenia krzemionki.

Inne zdarzenia

Wstęgowe formacje żelaza z okresu prekambryjskiego składają się z naprzemiennych warstw tlenków chertu i żelaza .

Niemorskie akordy mogą tworzyć się w słonych alkalicznych jeziorach jako cienkie soczewki lub guzki z osadowymi strukturami sugerującymi pochodzenie ewaporatów . Takie korze formują się dzisiaj w alkalicznych jeziorach wschodnioafrykańskiej Doliny Ryftowej . Jeziora te charakteryzują się solankami węglanu sodu o bardzo wysokim pH , które mogą zawierać aż 2700 ppm krzemionki. Epizody spływania słodkiej wody do jezior powodują obniżenie pH i wytrącenie niezwykłych minerałów krzemianu sodu , magadytu lub kenyaitu . Po zakopaniu i diagenezie są one zamieniane na chert typu Magadi. Formacja Morrison zawiera chert typu Magadi, który mógł powstać w alkalicznym jeziorze T'oo'dichi'.

Czert może również powstawać w wyniku zastąpienia kamienia wapiennego w glebach kopalnych ( paleozolach ) krzemionką rozpuszczoną z leżących powyżej warstw popiołu wulkanicznego .

Skamieniałości

Odporna na erozję warstwa cherta w eoceńskiej formacji Ping Chau , Hongkong

Kryptokrystaliczny charakter cherta w połączeniu z jego ponadprzeciętną odpornością na wietrzenie , rekrystalizację i metamorfizm sprawiły, że jest to idealna skała do zachowania wczesnych form życia.

Na przykład:

Prehistoryczne i historyczne zastosowania

Wiersz ma dziś niewielkie znaczenie gospodarcze jako źródło krzemionki (o wiele ważniejszy jest piasek kwarcowy). Złoża rogowca mogą być jednak kojarzone z cennymi złożami żelaza, uranu , manganu, fosforytu i ropy naftowej.

Narzędzia

W czasach prehistorycznych chert był często używany jako surowiec do budowy narzędzi kamiennych . Podobnie jak obsydian , a także niektóre ryolity , felsyty , kwarcyty i inne kamienie narzędziowe używane w redukcji litycznej , przy uderzeniu z wystarczającą siłą kruszą się w stożek hertza. Prowadzi to do pęknięć muszlowych , charakterystycznych dla wszystkich minerałów bez płaszczyzn podziału . W tego rodzaju pęknięciu, stożek siły rozchodzi się przez materiał od punktu uderzenia, ostatecznie usuwając pełny lub częściowy stożek; ten wynik jest znany każdemu, kto widział, co dzieje się z oknem szklanym po uderzeniu małym przedmiotem, takim jak pocisk z wiatrówki . Cząsteczkowe stożki hertza powstające podczas redukcji litowej nazywane są płatkami i wykazują cechy charakterystyczne dla tego rodzaju pękania, w tym uderzające platformy , bańki siły , a czasami eraillures , które są małymi wtórnymi płatkami oderwanymi od bańki siły płatka.

Gdy kamień czartowy uderzy w powierzchnię zawierającą żelazo, powstają iskry. To sprawia, że ​​czert jest doskonałym narzędziem do wzniecania pożarów, a zarówno krzemień, jak i zwykły krzemień były używane w różnych rodzajach narzędzi do rozpalania ognia, takich jak krzesiwa , na przestrzeni dziejów. Pierwotnym historycznym zastosowaniem zwykłego krzesiwa i krzemienia była broń skałkowa , w której krzesiwo uderzając w metalową płytkę wytwarza iskrę, która zapala mały zbiornik zawierający czarny proch , rozładowując broń palną.

Budowa

Czerpce stwarzają problemy, gdy są używane jako kruszywo betonowe. Głęboko zwietrzała gondola rozwija powierzchniowe wyskakujące okienka, gdy jest używana w betonie, który ulega zamarzaniu i rozmrażaniu ze względu na wysoką porowatość zwietrzałej musztardy. Innym problemem jest to, że niektóre kruszyny ulegają reakcji alkaliczno-krzemionkowej z cementami wysokoalkalicznymi. Ta reakcja prowadzi do pękania i rozszerzania betonu, a ostatecznie do uszkodzenia materiału.

Odmiany

Istnieje wiele odmian chert, sklasyfikowanych na podstawie ich widocznych, mikroskopowych i fizycznych cech. Niektóre z bardziej powszechnych odmian to:

  • Flint to kompaktowy kwarc mikrokrystaliczny. Pierwotnie była to nazwa cherta występującego w formacjach kredowych lub marglistych powstałych w wyniku zastąpienia węglanu wapnia krzemionką . Powszechnie spotykana jako guzki, ta odmiana była często używana w dawnych czasach do wytwarzania narzędzi z ostrzami. Dzisiaj niektórzy geolodzy nazywają każdą ciemnoszarą lub czarną czerem jako krzemień. Ciemny kolor pochodzi z wtrąceń materii organicznej. Wśród niegeologów rozróżnienie między „krzemieniem” i „czarną” często dotyczy jakości – krzemień jest gorszej jakości niż krzemień. Takie użycie terminologii jest szczególnie rozpowszechnione w Wielkiej Brytanii, gdzie większość prawdziwego krzemienia (znajdującego się w formacjach kredowych) była lepszej jakości niż „czarna pospolita” (z formacji wapiennych).
  • „Chort pospolity” to odmiana borowiny, która tworzy się w formacjach wapiennych przez zastąpienie węglanu wapnia krzemionką. Jest to najliczniej spotykana odmiana chert. Powszechnie uważa się, że jest mniej atrakcyjny do produkcji kamieni szlachetnych i narzędzi ostrzowych niż krzemień.
  • Jaspis to odmiana jaspisu utworzonego jako osady pierwotne, występujące w formacjach magmowych lub w związku z nimi, które zawdzięczają swój czerwony kolor inkluzjom hematytu. Jaspis często występuje również w kolorze czarnym, żółtym lub nawet zielonym (w zależności od rodzaju zawartego w nim żelaza). Jasper jest zwykle nieprzejrzysty lub prawie nieprzejrzysty. Jaspis występuje również w formacji żelaznej pasmowej, gdzie jest opisywany jako jaspilit.
  • Radiolaryt to odmiana chert utworzona jako złoża pierwotne i zawierająca mikroskamieniałości promieniotwórcze . Wiele z nich wykazuje dowody pochodzenia głębokowodnego, ale niektóre wydają się uformować w wodzie tak płytkiej jak 200 metrów (660 stóp),
  • Chalcedon to mikrowłóknisty kwarc.
  • Agat to wyraźnie prążkowany chalcedon z kolejnymi warstwami różniącymi się kolorem lub wartością.
  • Onyks to pasmowy agat z warstwami w równoległych liniach, często czarno-biały ( sardonyx ).
  • Novakulit to bardzo gęsta, drobnoziarnista i jednolita forma bardzo czystej borówki białej z dużą zawartością wody pozakrystalicznej. Najczęściej występuje w środkowych paleozoicznych skałach Teksasu , Oklahomy i Arkansas w południowo-środkowych Stanach Zjednoczonych, gdzie przeszła pewien metamorfizm .
  • Porcelanit to termin określający drobnoziarniste skały krzemionkowe o fakturze i szczelinie przypominającej nieszkliwioną porcelanę. Prawdopodobnie tworzy się w płytkiej wodzie i składa się głównie z opalu-CT.
  • Czereśnia trypolityczna (lub tripoli) to jasno zabarwiona, porowata, krucha, krzemionkowa (w dużej mierze chalcedonowa) skała osadowa, która powstaje w wyniku wietrzenia (odwapnienia) wapienia czarciowego lub krzemionkowego.
  • Spiek krzemowy to porowata skała krzemionkowa o jasnej barwie o małej gęstości, osadzana przez wody gorących źródeł i gejzerów.
  • Mozarkite to różnokolorowa, łatwa do polerowania bordowa ordowik, która wymaga wysokiego połysku. To stanowa skała Missouri.

Inne mniej używane archaiczne terminy dla cherta to ognisty kamień i silex.

Zobacz też

  • Petrologia  – Dział geologii zajmujący się badaniem powstawania, składu, rozmieszczenia i struktury skał
    • Eolith  – sękaty guzek krzemienny
    • Nodule (geologia)  – Niewielka masa minerału o składzie kontrastującym z otaczającym osadem lub skałą, której nie należy mylić z konkrecją
    • Obsydian  – naturalnie występujące szkło wulkaniczne
    • Opal  – uwodniona amorficzna forma krzemionki
    • Whinstone  – termin dotyczący wydobywania wszelkich twardych skał o ciemnym kolorze
  • Archeologia  – badanie przeszłości poprzez kulturę materialną

Bibliografia

Zewnętrzne linki