Viskas, ką reikia žinoti apie smiltainį

Smiltainis, paprasčiau tariant, yra smėlis suklijuoti į uolą - tai lengva pasakyti tik atidžiai apžiūrėjus pavyzdį. Tačiau už šio paprasto apibrėžimo slypi įdomus nuosėdų, matricos ir cementas kad gali (su tyrimais) atskleisti daug vertingos geologinės informacijos.

Smiltainis yra uolienų rūšis, pagaminta iš nuosėdų - a nuosėdinių uolienų. Nuosėdų dalelės yra mineralų ir uolienų fragmentai arba jų dalys, taigi smiltainis yra klastinga nuosėdinė uoliena. Jį daugiausia sudaro smėlio dalelės, kurios yra vidutinio dydžio; todėl smiltainis yra a vidutinio grūdo molinė nuosėdinė uoliena. Tiksliau tariant, smėlio dydis yra nuo 1/16 milimetrų iki 2 mm (dumblas yra smulkesnis, o žvyras yra šiurkštesnis). Smėlio grūdeliai, kurie padengia smiltainį, yra tinkamai vadinami pagrindiniais grūdais.

Smiltainis gali būti smulkesnis ir šiurkštesnis ir vis dar vadinamas smiltainiu, tačiau jei jame yra daugiau kaip 30 procentų žvyro, žvyro ar riedulio dydžio grūdų, jis klasifikuojamas kaip konglomeratas arba breccia (kartu jie vadinami ruditais).

Smiltainis, be nuosėdų dalelių, turi dvi skirtingas medžiagas: matricą ir cementą. Matrica yra smulkiagrūdis (dumblo ir molio dydžio) nuosėdų kiekis kartu su smėliu, tuo tarpu cementas yra vėliau įvesta mineralinė medžiaga, jungianti nuosėdas į uolienas.

Smiltainis su daugybe matricų vadinamas prastai rūšiotu. Jei matrica sudaro daugiau kaip 10 procentų uolienų, ji vadinama wacke („vikrus“). Gerai išrūšiuotas smiltainis (mažai matricos) su mažai cemento vadinamas arenitu. Kitas būdas į tai pažvelgti yra tai, kad Wacke yra nešvarus, o arenite yra švarus.

Galite pastebėti, kad nė viena šioje diskusijoje neminimi jokie konkretūs mineralai, tik tam tikras dalelių dydis. Bet iš tikrųjų mineralai sudaro svarbią smiltainio geologinės istorijos dalį.

Smėlio akmuo formaliai apibrėžiamas griežtai pagal dalelių dydį, tačiau uolienos, pagamintos iš mineralų iš karbonato, nelaikomos smiltainiu. Karbonatinės uolienos vadinamos kalkakmeniu ir joms suteikiama atskira klasifikacija, todėl smiltainis iš tikrųjų reiškia uolieną, kurioje gausu silikatų. (Vidutinio grūdėtumo karminė karbonatinė uoliena, arba „kalkakmenio smiltainis“, vadinama kalkarenitu.) Šis skirstymas turi prasmę nes kalkakmenis yra pagamintas švariame vandenyno vandenyje, o silikatinės uolienos yra padarytos iš nuosėdų, kurios buvo išardytos žemynai.

Subrendusios žemyninės nuosėdos susideda iš saujelės paviršiaus mineralai, ir smiltainis, todėl paprastai yra beveik viskas kvarcas. Kiti mineralai - molis, hematitas, ilmenitas, žemės paviršiaus, amfibolis ir žėručio- ir maži uolienų fragmentai (litai), taip pat organinė anglis (bitumas) prideda spalvą ir charakterį klastinei frakcijai ar matricai. Smėlio akmuo, kuriame ne mažiau kaip 25 procentai antžeminio šparago yra vadinamas arkose. Smiltainis, pagamintas iš vulkaninių dalelių, vadinamas tuff.

Smiltainyje esantis cementas paprastai yra viena iš trijų medžiagų: silicio dioksidas (chemiškai toks pat kaip kvarcas), kalcio karbonatas arba geležies oksidas. Jie gali įsiskverbti į matricą ir surišti ją kartu arba užpildyti tarpus ten, kur nėra matricos.

Priklausomai nuo matricos ir cemento mišinio, smiltainis gali turėti platų spalvų diapazoną - nuo beveik balto iki beveik juodo, tarp jų - pilka, ruda, raudona, rožinė ir purvi spalva.

Smiltainis formuojasi ten, kur smėlis paleidžiamas ir užkasamas. Paprastai tai vyksta ofšoruose nuo upių deltos, tačiau dykumos kopos ir paplūdimiai gali palikti smiltainio klodus ir geologiniame įraše. Pavyzdžiui, garsiosios raudonojo Didžiojo kanjono uolienos susiformavo dykumoje. Fosilijas galima rasti smiltainyje, nors energetinė aplinka, kurioje formuojasi smėlio klodai, ne visada skatina išsaugojimą.

Kai smėlis giliai užkastas, laidojimo slėgis ir šiek tiek aukštesnė temperatūra leidžia mineralams ištirpti ar deformuotis ir tapti judriais. Grūdai glaudžiau susiuvami, o nuosėdos suspaudžiamos į mažesnį tūrį. Tai laikas, kai cementuojanti medžiaga patenka į nuosėdas, nešamas skysčių, užpildytų ištirpusiais mineralais. Oksiduojančios sąlygos lemia raudonas geležies oksido spalvas, o sumažintos sąlygos - tamsesnes ir pilkesnes.

Smiltainio smėlio grūdeliai suteikia informacijos apie praeitį:

• Lauko žemės ir litro grūdų buvimas reiškia, kad nuosėdos yra arti kalnų, kur jos atsirado.
• Išsamūs smiltainio tyrimai leidžia įžvelgti jį kilmė- kraštovaizdis, iš kurio gaminamas smėlis.
• Grūdų suapvalinimo laipsnis rodo, kaip toli jie buvo gabenami.
• Matinis paviršius paprastai yra ženklas, kad smėlis buvo gabenamas vėjo - tai savo ruožtu reiškia smėlio dykumos aplinką.

Įvairios smiltainio savybės yra praeities aplinkos požymiai:

• Ripples gali nurodyti vietines vandens sroves ar vėjo kryptis.
• Apkrovos struktūros, padų žymės, įtrūkimai ir panašios savybės yra iškastiniai senovės srovių pėdsakai.
• Liesegango juostos yra cheminio veikimo po smėlio palaidojimo požymiai.

Smėlio akmenyje esantys sluoksniai arba pakratai taip pat yra praeities aplinkos požymiai:

• Drumstos sekos rodo jūrinę aplinką.
• Kryžminimas (apipjaustytas, pakreiptas smiltainio sluoksniavimasis) yra gausus informacijos apie sroves šaltinis.
• Skalūnų ar konglomerato jungtys gali rodyti skirtingo klimato epizodus.

Kaip kraštovaizdžio ir statybinis akmuo, smiltainis yra kupinas charakterio, šiltų spalvų. Jis taip pat gali būti gana patvarus. Dauguma šiandien iškastų smiltainių yra naudojami kaip paminklai. Skirtingai komercinis granitas, komercinis smiltainis yra tas pats, ką sako geologai.

Smiltainis yra oficiali valstybinė uola iš Nevados. Puikius smiltainio atodangas valstybėje galima pamatyti Ugnies valstybinio parko slėnis.

Esant dideliam karščiui ir slėgiui, smiltainiai virsta metamorfinės uolienos kvarcitas arba gneisas, kietos uolienos su sandariai supakuotais mineraliniais grūdais.