Cát

Cát là vật liệu dạng hạt nguồn gốc tự nhiên bao gồm các hạt đá và khoáng vật nhỏ và mịn. Khi được dùng như là một thuật ngữ trong lĩnh vực địa chất học, kích thước cát hạt cát theo đường kính trung bình nằm trong khoảng từ 0,0625 mm tới 2 mm (thang Wentworth sử dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0,05 mm tới 1 mm (thang Kachinskii sử dụng tại Nga và Việt Nam hiện nay). Một hạt vật liệu tự nhiên nếu có kích thước nằm trong các khoảng này được gọi là hạt cát. Lớp kích thước hạt nhỏ hơn kế tiếp trong địa chất học gọi là đất bùn (Mỹ) với các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,0625 mm cho tới 0,004 mm hoặc bụi (Nga) với các hạt có đường kính nhỏ hơn 0,05 mm cho tới 0,001 mm. Lớp kích thước hạt lớn hơn kế tiếp là sỏi/cuội với đường kính hạt nằm trong khoảng từ 2 mm tới 64 mm (Mỹ) hay từ 1 tới 3 mm (Nga). Xem thêm bài kích thước hạt để biết thêm về các tiêu chuẩn được sử dụng. Khi cọ xát giữa các ngón tay thì cát tạo ra cảm giác sàn sạn (chứ không như đất bùn tạo cảm giác trơn như bột).

Thành phần

Thành phần phổ biến nhất của cát tại các môi trường đất liền trong lục địa và các môi trường không phải duyên hải khu vực nhiệt đới là silica (điôxít silic hay SiO₂), thường ở dạng thạch anh, là chất với độ trơ về mặt hóa học cũng như do có độ cứng đáng kể, nên có khả năng chống phong hóa khá tốt.
Tuy nhiên, thành phần hợp thành của cát có sự biến động lớn, phụ thuộc vào các nguồn đá và các điều kiện khác tại khu vực. Các loại cát trắng tìm thấy ở các vùng duyên hải nhiệt đới và cận nhiệt đới là đá vôi bị xói mòn và có thể chứa các mảnh vụn từ san hô hay mai (vỏ) của động vật cùng các vật liệu hữu cơ hay có nguồn gốc hữu cơ khác. Các đụn cát thạch cao ở Di tích quốc gia White Sands tại bang New Mexico (Hoa Kỳ) nổi tiếng vì màu trắng chói của nó. Acco (arkose) là cát hay sa thạch với hàm lượng fenspat đáng kể, có nguồn gốc từ quá trình phong hóa và xói mòn của đá granit (thường là cận kề). Một vài loại cát còn chứa manhếtit, chlorit, glauconit hay thạch cao. Cát giàu manhếtit có màu từ sẫm tới đen, giống như cát có nguồn gốc từ đá bazan núi lửa và opxidian (obsidian). Cát chứa chlorit-glauconit thông thường có màu xanh lục (còn được gọi là cát lục), như cát có nguồn gốc từ bazan (dung nham) với hàm lượng olivin lớn. Nhiều loại cát, đặc biệt cát ở Nam Âu, chứa các tạp chất sắt trong các tinh thể thạch anh của cát, tạo ra cát có màu vàng sẫm. Cát trầm lắng tại một số khu vực chứa ngọc hồng lựu và một số khoáng vật có sức kháng phong hóa tốt, bao gồm một lượng nhỏ các loại đá quý.
Cát được gió và nước vận chuyển đi và trầm lắng thành các dạng bãi biển, bãi sông, cồn cát, đụn cát, bãi cát ngầm v.v.

Nghiên cứu cát

Nghiên cứu các hạt cát riêng lẻ có thể giúp phát hiện nhiều thông tin lịch sử như nguồn gốc và hình thức vận chuyển hạt cát. Cát thạch anh mới bị phong hóa gần đây từ các tinh thể thạch anh trong đá granit hay gơnai thường sắc nhọn và góc cạnh. Nó thường được sử dụng trong vật liệu xây dựng để sản xuất bê tông hay trong làm vườn với vai trò của vật liệu bổ sung vào đất để làm xốp các lớp đất sét. Cát bị vận chuyển đi xa nhờ gió và/hoặc nước sẽ thuôn hơn, với các kiểu mài mòn đặc trưng trên bề mặt hạt cát. Cát sa mạc thường là thuôn tròn.

Nguy hiểm

Cát nói chung là không gây độc cho sức khỏe, nhưng người ta vẫn phải cẩn thận trong một số hoạt động có sử dụng cát, chẳng hạn như trong việc đánh bóng bề mặt bằng phun cát áp lực cao. Những người làm việc với cát trong hoạt động như vậy cần đeo kính bảo hộ và khẩu trang để tránh cát bắn vào mắt hay hít thở phải bụi cát. Những người bị phơi nhiễm dài hạn trước bụi silica có thể bị mắc bệnh bụi phổi, một loại bệnh phổi do hít thở phải các hạt silica mịn. Các MSDS cho silica đều thông báo rằng "hít thở quá mức silica kết tinh gây ra các e ngại nghiêm trọng về sức khỏe".
Cát thể tạo thành cát lún trong các khu vực dư thừa nước với áp suất căng lớn, do nó bị chảy nhão ra. Khi khô đi nó tạo thành các vật cản đối với các sinh vật bị nhốt trong đó, thường làm cho chúng bị chết.