Ieži

Ieži ir dabiskas izcelsmes minerālu sakopojumi, kas veido Zemes garozu (litosfēru un mantijas augšējo daļu). Iežus klasificē pēc to izcelsmes, minerālu un ķīmiskā sastāva, pēc to uzbūves (veidojošo daļiņu tekstūras). Pēc izcelsmes iežus sadala magmatiskajos iežos, nogulumiežos un metamorfajos iežos. Litosfērā kopumā ir ļoti mainīgi apstākļi. Uz to iedarbojas endogēnie procesi magmatisms, metamorfisms, un eksogēnie ģeoloģiskie procesi — dēdēšana, nogāžu procesi, virszemes un pazemes ūdeņu darbība, ledāju un vēja darbība — tādējādi nepārtraukti notiek iežu un minerālu pārvērtības.

Iežus, kurus veido tikai viena minerāla kristāli, sauc par monominerāliem iežiem, bet tos, kuri sastāv no dažādu minerālu kristāliem, sauc par poliminerāliem iežiem. Ar iežu izpēti nodarbojas ģeoloģijas nozares petroloģija un petrogrāfija, nogulumiežus pēta sedimentoloģija.Latvijā izplatītākie ieži ir smiltis, grants, māls, dolomīts, granīts un smilšakmens.^{[nepieciešama atsauce]}

Iežu cikls

Sakarības starp trim iežu tipiem, to pārvērtībām un apriti atspoguļo iežu cikls. Magmai atdziestot un kristalizējoties, veidojas magmatiskie ieži. Atsedzoties zemes virspusē, eksogēno ģeoloģisko procesu ietekmē sākas magmatisko iežu veidoto zemes virsas nelīdzenumu noārdīšana — denudācija, šo iežu dēdēšana un dēdēšanas produktu transportēšana un uzkrāšanās. Pakāpeniski dēdēšanas produkti nonāk no cietzemes baseinos, kur notiek to sedimentācija un akumulācija. Tā rezultātā veidojas nogulumi. Nogulumiem uzkrājoties, pieaug to masa un statiskais spiediens, kas izsauc atūdeņošanos un noblīvēšanos. Tāpat notiek arī ķīmiskas pārvērtības, samazinās nogulumu tilpums, tie kļūst blīvāki. Procesu kopumu, kuru rezultātā nogulumi pārveidojas par nogulumiežiem, sauc par litifikāciju. Augstas temperatūras un pieaugošā spiediena ietekmē nogulumieži tiek pārveidoti. Izmainās to minerālais sastāvs, minerālu kristālu struktūra, notiek nogulumiežu slāņu deformācija. Šajos procesos nogulumieži tiek metamorfizēti un pakāpeniski pārvēršas par metamorfiem iežiem.

Magmatiskie ieži

Magmatiskie ieži veidojas no magmas un iedalās divās galvenajās kategorijās: intruzīvie ieži jeb dziļumieži un efuzīvie ieži jeb izlijumieži. Efuzīvie ieži veidojas tad, kad magma sasniedz Zemes virsmu kā lava. Intruzīvie ieži veidojas, magmai tuvojoties Zemes virsmai, atdziestot un kristalizējoties. Intruzīvie ieži kristalizējas lēni, atdziestot gadu tūkstošiem un miljoniem ilgi, toties efuzīvie ieži atdziest un sacietē dažu dienu vai nedēļu laikā. Bez jau minētajām galvenajām iežu grupām ir vēl divas — dzīslu un hipabisālie ieži, kuri pēc veidošanās dziļuma ieņem starpstāvokli starp dziļumiežiem (intruzīvajiem) un izvirdumiežiem (efuzīvajiem). Tādējādi pēc veidošanās dziļuma izšķir četras magmatisko iežu grupas:

Granīts rapakivi

• Intruzīvie ieži (dziļumieži jeb plutonīti)
• Efuzīvie (izlijumieži jeb vulkāniskie ieži)
• Hipabisālie — vidējā un nelielā dziļumā veidojušies
• Dzīslu ieži — veidojas no magmas, tai iespiežoties plaisās

Magmatisko iežu struktūra

Šie ieži viens no otra atšķiras ar kristālu izmēriem, formu, ko petrogrāfijā sauc par struktūru. Tā liecina par iežu veidojošo minerālu kristalizācijas ātrumu un veidošanās dziļumu. Intruzīvo iežu struktūras: pilnkristāliska, rupjgraudaina, vidējgraudaina, porfīrveida (granīts rapakivi). Efuzīvo iežu struktūras: stiklaina, slēptkristāliska, porfīriska. Hipabisālo iežu struktūras: smalkgraudaina, ofītiska. Dzīslu iežu struktūras: lielgraudaina, nevienmērīgi graudaina, grafiska, smalkgraudaina līdz vidējgraudaina.

Pilnkristāliska struktūra ir raksturīga intruzīvajiem un dzīslu iežiem. Pilnkristāliskas struktūras var būt ar aptuveni vienāda izmēra kristāliem (vienmērīgi graudainas) vai arī ar dažāda izmēra kristāliem (nevienmērīgi graudainas). Šī struktūra liecina, ka minerālu kristalizācija ir norisinājusies zemes dzīlēs, kur magmas atdzišana notika lēni. Lielāku kristālu izveidošanā ir nepieciešams ilgāks laiks. Vienmērīgi graudainās struktūras klasificē pēc minerālu kristālu izmēriem:

• lielgraudaina >10 mm
• rupjgraudaina 5—10 mm
• vidējgraudaina 2—5 mm
• smalkgraudaina 0,5—2 mm
• sīkgraudaina < 0,5 mm

Vidējā un nelielā dziļumā iežu kristalizācija notiek lēnāk nekā izlijumiežiem virspusē, tāpēc veidojas ieži ar smalkgraudainu, vidējgraudainu un arī ofītisku struktūru. Dzīslu iežiem, kas veidojas no magmas atlikuma, parasti ir gaiša krāsa, bet kristālu izmēri mainās no smalkgraudaina līdz lielgraudainam. Pēc SiO₂ magmatiskos iežus iedala: ultrabāziskie <45% SiO_2, bāziskie 45 — 52% SiO₂, vidēji skābie 52—65% SiO_2, skābie >65% SiO_2.

Intruzīvie ķermeņi

Liela daļa magmas nesasniedz Zemes virsmu, tāpēc veidojas intruzīvie ķermeņi, kurus iedala 3 lielās grupās : konkordantos, diskortantos un dziļuma.

1. Konkordanti intruzīvie ķermeņi: silli, lakolīti, lopolīti.
2. Diskordanti intruzīvi ķermeņi: neki, daikas.
3. Dziļuma intruzīvie ķermeņi: štoki, batolīti.

Nogulumieži

Nogulumieži veidojas Zemes virsū vai tās tuvumā, uzkrājoties citu iežu (arī citu nogulumiežu) noārdīšanās produktiem. Pareizāk būtu teikt, ka visi nogulumieži veidojas dēdēšanas procesā — daļa kā pārveidotas drupas un atlūzas, daļa — izgulsnējoties dēdēšanas produktiem. No kopējā Zemes garozas apjoma nogulumieži aizņem tikai 3%, Zemes virspusē tie ir izplatītākie un visbiežāk sastopami ieži.

Šūnakmens — nogulumiezis, kas veidojies saldūdens avotos.

Veidošanās stadijas

Šo iežu veidošanos izdala četros posmos jeb stadijās:

1. Dēdēšana — iežu un minerālu fiziska un ķīmiska sadrupšana, noārdīšanās, rodoties materiāliem, no kuriem vēlāk veidojas nogulumieži.
2. Sedimentācija jeb izgulsnēšanās — dēdēšanas produktu pārvietošana ūdens, vēja, ledus vai citu spēku ietekmē uz citiem rajoniem un pārvietotā materiāla uzkrāšanās (sedimentācija) vietās, kurās kustība vai spēku ietekme tiek pārtraukta. Rezultātā izveidojas nogulas, kas pārvēršas par iežiem. Notiek materiāla mehāniskā un ķīmiskā sadalīšanās pēc graudiņu blīvuma, sastāvdaļu izmēriem, formas, daļēji arī ķīmiskā sastāva, tādējādi uzkrājas jau salīdzinoši šķirots materiāls.
3. Diaģenēze — nogulu pārveidošanās par iezi. Sākas tūlīt pēc nogulu sedimentācijas. Diaģenēzes stadijā notiek nogulu noblīvēšanās, porainības samazināšanās, vienu minerālu šķīšana un citu minerālu veidošanās, kā arī dažādu savienojumu pārgrupēšanās.
4. Kataģenēze — iežu tālākas izmaiņas.

Konglomerāts

Nogulumiežu ģenēze

• Drupieži (klastiskie jeb terigēnie nogulumieži) — aleirolīti, māli, oļi, konglomerāti, gravelīti, smilšakmeņi.
• Organogēnie (biogēnie jeb bioklastiskie nogulumieži) — karbonātieži, silicīti, fosfāti, sapropeļi, kūdra, akmeņogles, degslānekļi, silicīti.
• Hemogēnie (ķīmiskie nogulumieži) — karbonātieži, silicīti, fosfāti, nogulumu alumīnija rūdas, nogulumu dzelzs rūdas, nogulumu mangāna rūdas, evaporīti.
• Piroklastiskie (vulkanogēnie nogulumieži) — tufogēnie smilšakmeņi, aleirolīti, māli, arī smilšainie, aleirītiskie un mālainie tufi un citi.

Metamorfie ieži

Metamorfie ieži veidojas fizikāli ķīmisku apstākļu ietekmē, kas izraisa iepriekšējo iežu struktūru, minerālu un dažreiz arī ķīmiskā sastāva pārveidošanos. Pārmaiņas notiek iežos, kas atrodas dziļāk nekā dēdēšanas zona. Galvenie metamorfisma faktori ir temperatūras paaugstināšanās, spiediens un šķīdumu iedarbība. Šī temperatūra un spiediens vienmēr ir augstāki nekā pie Zemes virsmas, un tiem jābūt pietiekami augstiem, lai pārvērstu iezī esošos minerālus citos minerālu tipos vai citās to pašu minerālu formās. Šajos procesos var rasties jauni minerāli un to sakopojumi, veidoties jaunas iežu struktūras un tekstūras.

Metamorfo iežu struktūras

Kvarcīts

Metamorfo iežu struktūru jeb uzbūvi nosaka ieža sastāvdaļu, tas ir, minerālu attiecības.

Kristaloblastika struktūra raksturīga lielākajai daļai metamorfo iežu, to raksturīga iezīme — minerālu graudi norāda uz vielas pārkristalizāciju cietā stāvoklī. Tās klasificē galvenokārt pēc minerālu graudu izmēriem un formas, lielākoties tās ir vienmērīgi graudainas. Izšķir vairākus kristaloblastisko struktūru veidus:

• granoblastiska — iežu graudu lielums un struktūras paveidi var mainīties no slēptkristāliskiem līdz lielgraudainiem. Bieži tie ir monominerāli, piemēram, kvarcīts.
• lepidoblastiska — veidoti no plakanas formas vai zvīņveida minerālu, piemēram, biotīta, muskovīta, hlorīta graudiem. Šāda struktūra veidojas vienvirziena spiediena apstākļos, parasti reģionālā metamorfisma procesos, ir raksturīga slānekļiem un gneisiem.
• nematoblastiska — dominē adatveida vai šķiedrveida minerālu kristāli. Veidojas kontakttermālā metamorfisma procesos, raksturīgi amfibolīti.
• porfīrblastiska — nevienmērīgi graudainos iežos, kuros ir lielāka izmēra minerālu graudu ieslēgumi smalkgraudainākas uzbūves pamatmasā, veidojas reģionālā metamorfisma procesos.

Kataklastiskās struktūras rodas iežu drupināšanas sākumstadijā. Ieži ar šādām struktūrām ir reti sastopami, un tos klasificē pēc iežu sasmalcināšanās pakāpes.

• brekčijveida struktūra — satur dažāda izmēra iežu un minerālu kristālu gabalus;
• cementācijas jeb porfīrklastiska struktūra — ar lieliem atsevišķiem graudiem, kas palikuši mazskarti drupināšanas laikā un atrodas sīkdrupinātu iežu un minerālu pamatmasā. Raksturīga daļēja ieža masas pārkristalizācija, šiem iežiem nepiemīt slāniskums;
• milonīta struktūra — vērojama intensīvi sadrupinātos iežos. Sastāv gandrīz tikai no ļoti smalki saberzta pulverveida materiāla, kas saistīts cementācijas procesos, piemīt joslaina tekstūra.

Metamorfo iežu tekstūras

Metamorfo iežu tekstūras iedala īsti metamorfiskajās un reliktajās. Īsti metamorfiskās tekstūras ir raksturīgas metamorfajiem iežiem, kuri pilnībā zaudējuši primārās uzbūves iezīmes. Visplašāk izplatītas ir slāniskās tekstūras, kuru vidū izšķir vairākus paveidus.

Gneiss

• Gneisveidīgām tekstūrām raksturīgas zvīņas, plāksnītes un saplacināti kristāli, kas izvietoti paralēli kristalizācijas slāniskuma plaknei (gneiss).
• Lineāras tekstūras iezīmējas ar prizmatiskiem vai adatveidīgiem minerāliem, kas orientēti noteiktā virzienā (distēns, silimanīts).
• Joslainas tekstūras raksturīgas dažiem slānekļiem, migmatītiem, milonītiem.
• Sīkkrokotas tekstūras vērojamas ļoti deformētos iežos, ja tie spējuši plūst. Ļoti plānas starpkārtiņas sakrokotas sīkās krokās ar atsevišķu slānīšu biezuma samazināšanos un palielināšanos.
• Masīvas (viendabīgas) tekstūras raksturīgas iežiem, kas veidojušies mierīgos apstākļos (ragieži, amfibolīti).
• Brekčijveidīgu tekstūru izplatība ir ierobežota. Raksturīgas eruptīvajām brekčijām, kurās dažāda lieluma atlūzas iegremdētas sīkgraudainā granītā vai aplītā. Ja atlūzas intensīvi ķīmiski pārveidotas, robežas starp atlūzām un cementējošo masu zūd un vērojamas pārejas uz ēnu migmatītiem.
• Plankumainas un mezglainas tekstūras raksturīgas kontaktmetamorfisma sākuma stadijas veidojumiem.
• Reliktās (atliku) tekstūras. Tekstūrām ar nogulumiežu tekstūru reliktiem raksturīgas slāņainības, slāniskuma un drupu struktūras, retāk organisko struktūru iezīmju saglabāšana.

Metamorfisma tipi

Metamorfisma tipus iedala pēc to dominējošajiem faktoriem.

• Kataklastiskais jeb dinamometamorfisms — galvenais iežu pārveidošanas faktors ir spiediens jeb stress. Tas izraisa intensīvas iežu un minerālu deformācijas, sašķelšanu un noslāņošanos.
• Kontaktmetamorfisms jeb metasomatiskais metamorfisms — galvenie minerālu un iežu veidojošie faktori ir šķīdumi un gāzes. Galvenokārt norisinās magmatisko intrūziju tuvumā, tas pavada citus metamorfisma procesus.
• Reģionālais metamorfisms — pārvērtības notiek lielās teritorijās un dziļumos, kas ir saistītas ar kroku apgabaliem, galvenie faktori ir temperatūra un spiediens.
• Ultrametamorfisms — notiek kroku joslu dziļajās daļās. Šie ieži veidojas, piedaloties magmatiskajiem kausējumiem. Faktori, kas to ietekmē ir augstā temperatūra, ūdens tvaiku spiediens, kā arī vielu pienese un iznese.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Ieži.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Mūsdienu Ukrainas enciklopēdijas raksts (ukrainiski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
• Encyclopædia Universalis raksts (franciski)