☰

Из чего состоит гранит и где он встречается в природе. Гранит — состав и свойства камня

Минеральный состав

  • калиевый полевой шпат - 20 - 35 %
  • кислый плагиоклаз (N 10 - 40) - 25 - 35 %
  • кварц - 25 - 40 %
  • темноцветные минералы (биотит, редко роговая обманка) - 5 - 10 %

Разновидности гранитов

По структурно-текстурным особенностям выделяют следующие разновидности:

  • Порфировидный гранит - содержит удлинённые либо изометричные вкрапленники, более или менее существенно отличающиеся по размерам от основной массы (иногда достигают 10 - 15см) и обычно представленные ортоклазом или микроклином , реже кварцем.
  • гранит графический,
  • письменный и др.
  • роговообманковый
  • биотитовый
  • роговообманково-биотитовый
  • двуслюдяной
  • слюдяной
  • гиперстеновый (чарнокит)
  • авгитовый
  • графитовый
  • диопсидовый
  • кордиеритовый
  • малаколитовый
  • пироксеновый
  • энстатитовый
  • эпидотовый

По разновидностям калиевого полевого шпата выделяются разновидности:

  • гранит микроклиновый
  • гранит ортоклазовый

Проблема происхождения гранитов

Граниты играют огромную роль в строении верхних оболочек Земли. Но в отличие от магматических пород основного состава (габбро , базальт , анортозит , норит , троктолит), аналоги которых распространены на Луне и планетах земной группы, граниты встречаются только на нашей планете и пока не установлены среди метеоритов или на других планетах солнечной системы. Среди геологов существует выражение «Гранит - визитная карточка Земли».

С другой стороны, есть веские основания полагать, что Земля возникла из такого же вещества, что и другие планеты земной группы. Первичный состав Земли реконструируется как близкий составу хондритов . Из таких пород могут выплавляться базальты, но никак не граниты.

Эти факты привели первых же петрологов к постановке проблемы происхождения гранитов, проблемы, привлекавшей внимание геологов много лет, но и до сих пор далёкой от полного решения.

Автором одной из первых гипотез о происхождении гранитов стал Боуэн - отец экспериментальной петрологии . На основании экспериментов и наблюдений за природными объектами он установил, что кристаллизация базальтовой магмы проиходит по ряду законов. Минералы в ней кристаллизуются в такой последовательности (ряд Боуэна), что расплав непрерывно обогащается кремнием, натрием, калием и другими легкоплавкими компонентами. Поэтому Боуэн предположил, что граниты могут являться последними дифференциатами базальтовых расплавов.

Геохимические классификации гранитов

Широко известной за рубежом является классификация Чаппела и Уайта, продолженная и дополненная Коллинзом и Валеном. В ней выделяется 4 типа гранитоидов: S-, I-, M-, A-граниты. В 1974 г. Чаппел и Уайт ввели понятия о S- и I-гранитах, основываясь на том, что состав гранитов отражает материал их источника. Последующие классификации также в основном придерживаются этого принципа.

  • S - (sedimentary) - продукты плавления метаосадочных субстратов,
  • I - (igneous) - продукты плавления метамагматических субстратов,
  • M - (mantle) - дифференциаты толеит-базальтовых магм,
  • А - (anorogenic) - продукты плавления нижнекоровых гранулитов или дифференциаты щелочно-базальтоидных магм.

Различие в составе источников S- и I-гранитов устанавливаются по их геохимии, минералогии и составу включений. Различие источников предполагает и различие уровней генерации расплавов: S - супракрустальный верхнекоровый уровень, I - инфракрустальный более глубинный и не редко более мафический. В геохимическом отношении S- и I-граниты имеют близкие содержания большинства петрогненных и редких элементов, но есть и существенные различия. S -граниты относительно обеднены CaO, Na 2 O, Sr, но имеют более высокие концентрации K 2 O и Rb, чем I-граниты. Эти различия обусловлены тем, что источник S-гранитов прошёл стадию выветривания и осадочной дифференциации. К M типу относятся граниты, являющиеся конечным дифференциатом толеит-базальтовой магмы или продуктом плавления метатолеитового источника. Они широко известны под названием океанических плагиогранитов и характерны для современных зон СОХ и древних офиолитов. Понятие А-гранитов было введено Эби. Им показано, что они варьируют по составу от субщелочных кварцевых сиенитов до щелочных гранитов с щелочными темноцветами, резко обогащены некогерентными элементами, особенно HFSE. По условиям образования могут быть разделены на две группы. Первая, характерная для океанических островов и континентальных рифтов, представляет собой продукт дифференциации щелочно-базальтовой магмы. Вторая, включает внутриплитные плутоны, не связанные непосредственно с рифтогенезом, а приуроченные к горячим точкам. Происхождение этой группы связывают с плавлением нижних частей континентальной коры под влиянием дополнительного источника тепла. Экспериментально показано, что при плавлении тоналитовых гнейсов при Р=10 кбар образуется обогащенный фтором расплав по петрогенным компонентам сходный с А-гранитами и гранулитовый (пироксенсодержащий) рестит.

Геодинамические обстановки гранитного магматизма

Наибольшие объёмы гранитов образуются в зонах коллизии, где сталкиваются две континетальные плиты и происходит утолщение континентальной коры. По мнению некоторых исследователей, в утолщённой коллизионной коре образуется целый слой гранитного расплава на уровне средней коры (глубина 10 - 20км). Кроме того, гранитный магматизм характерен для активных континентальных окраин (Андские батолиты), и, в меньшей степени, для островных дуг.

В очень малых объёмах граниты образуются в срединно-океанических хребтах, о чём свидетельствует наличие обособлений плагиогранитов в офиолитовых комплексах .

Нерешенные проблемы гранитообразования

Изменения

При выветривании гранитов из полевых шпатов образуется каолин и другие глинистые минералы, кварц обычно остаётся неизменным, а слюды желтеют и часто называются «кошачьим золотом».

Существует два пути образования гранита. При первом этот камень образуется из магматического расплава, который на большой глубине в земной коре остывает и постепенно окаменевает. В результате получается зернистый кристаллический , состоящий из зерен различной величины.

Второй способ образования гранита – из осадочных, обломочных и глинистых пород, которые перемещались тектоническими процессами и попадали в глубокие слои земной коры, где высокие температуры, сильное давление и горячие газы плавили их, сдавливали и подвергали гранитизации.

Эти процессы проходили несколько миллионов лет назад, когда Земля подвергалась горообразовательным процессам.

Состав, виды и характеристики гранита

Гранит имеет кристаллически-зернистую структуру. В основе его химического состава лежат горные породы, обогащенные кальцием, железом, щелочами и магнием. Это полевые шпаты, кварц, темноцветные минералы. Преобладает в составе калиевый полевой шпат, который придает камню определенный оттенок, а кварц отвечает на наличие в граните полупрозрачных зерен. Также в состав этой породы могут входить и другие минералы, например, монацит или ильменит, но их содержание очень мало, и присутствуют они не всегда. Особенности состава гранита определяют существование различных видов: плагигранитом порода с преобладающим составом плагиоклаза и малым количеством полевого шпата, этот вид гранита имеет розоватый цвет; а аляскитом называют камень с преобладаем полевого шпата и без темноцветных материалов. Также существуют такие виды, как сиениты, тешениты, диориты. Разные виды гранита имеют различные цвета: есть серый, черный, красный, розовый гранит.

Эта горная порода очень прочная, поэтому ее с древних времен использовали . Гранитный камень необычайно долговечен, на него почти не влияют климатические условия, он водостоек, и многие архитектурные произведения, созданные несколько веков назад, отлично дожили до наших дней.

Среди них – знаменитые египетские пирамиды, часть которых была построена с использованием гранитных блоков. Из этого камня возводили постройки в Древнем Риме и Индии.

Эта порода также легка в обработке, хорошо полируется, принимает любую форму, с ее помощью можно даже создавать зеркальные поверхности. Гранит также используется для изготовления

Гранит – горная порода, которая распространена по земному шару. Данный камень имеет зернистую структуру, поэтому его называют гранитом: в переводе с латыни «granumÓ» означает «зерно». Природный камень гранит залегает в континентальной земной коре. Это очень хороший прочный строительный материал.

Гранит относят к магматическим горным породам, процесс его образования заключается в медленном остывании магмы, которая остановилась в верхних слоях земной коры. Получаются кристаллы гранита за счет длительного остывания, это обусловлено тем, что в толще земли относительно постоянная температура. Именно эта особенность отличает гранит от его аналогов (риолитов) эффузивного происхождения, мелкозернистых горных пород, образовавшихся из магмы, но на поверхности земли, где на них воздействовали более контрастные температура и давление.

Гранит относится к группе кислых горных пород, подгруппе гранитоидов. В его состав входят некоторые минералы, такие как полевые шпаты, биотит, кварц. Их компоненты попали в еще не остывшую магму и образовали минеральную основу породы.

Свойства камня:

  1. Прочность. Одной из важнейших характеристик данного камня является его прочность, поэтому гранит широко используется в строительстве. Предел прочности при сжатии составляет от 604 кг/см² до 1800 кг/см², также он достаточно плотный – 3,17 г/см³.
  2. Устойчивость к атмосферным явлениям. Образовавшись магматическим путем при относительно постоянных условиях, камень приобрел еще 1 положительное свойство – это низкое влагопоглощение. Данная особенность на протяжении длительного времени делает камень устойчивым перед воздействием воды. И именно способность минимально поглощать влагу делает эту горную породу прочной.
  3. Еще одним преимуществом гранита является огнеупорность, температура, при которой камень начинает трескаться, находится в диапазоне +650…+1260 °С. Это делает материал идеальным для облицовки зданий, так как он не разрушается под воздействием природных явлений. Камень не теряет своих свойств, даже пройдя 300 циклов замерзания.
  4. Экологически чистый. Большинство добываемой породы абсолютно безопасно для эксплуатации. Но 2-3% от всего добытого материала могут превышать норму радиационного уровня. Это обусловлено тем, что в магму попадали примеси церия, лантана и др. учитывая этот факт, перед тем как использовать гранит в жилых зданиях, его необходимо проверять на радиоактивность.
  5. Разнообразная цветовая гамма. Чаще всего порода имеет серый цвет, но его оттенки разнообразны и имеют белый, розовый, желтый, красный, голубовато – зеленый, оранжевый, коричневый и черный цвета. Если в составе породы много двуокиси кремния, то преобладают более светлые оттенки. Цвет зависит и от месторождения горной породы, например, в Испании чаще всего добывают светло-зеленый и розовый гранит. Необыкновенные цветовые сочетания и вкрапления слюды делают этот камень привлекательным не только для отделки зданий, но и для создания скульптур и предметов декора.

Разновидности камня


По своей структуре кристаллы гранита бывают крупнозернистыми, среднезернистыми и мелкозернистыми. Стоит отметить, что мелкозернистые образцы высшего сорта начинают разрушаться более чем через 450 – 500 лет использования. Виды гранита можно разбить на 2 группы: с содержанием либо отсутствием темноцветных составляющих и отличающиеся по структуре и текстуре. К первой группе относятся:

  1. Аляскит без темноцветных примесей.
  2. Биотитовый включает биотит около 8%.
  3. Двуслюдяной – в составе мусковит и биотит.
  4. Лейкогранит с низким количеством содержания темноцветных минералов.
  5. Литий-фтористый включает литиевую слюду.
  6. Пироксеновый – редкий вид, содержит кварц, ортоклаз и авгит.
  7. Роговообманковая- с содержанием роговой обманки, иногда с примесью биотита.
  8. Щелочной вид содержит щелочные составляющие.

Ко 2 группе гранита магматического происхождения относятся:

  1. Мусковитовый или пегматитовый гранит. Он состоит из кварца, мусковита и ортоклаза. Ярким представителем этого вида является письменный гранит, поскольку его рисунок напоминает древнееврейские письмена.
  2. Амазонитовый голубоватого и зеленого оттенка включает в состав зеленый полевой шпат.
  3. Порфировидный имеет удлиненные вкрапления микроклина, кварца, ортоклаза.
  4. Гнейсовидный – обычно мелкозернистый камень с включением роговой обманки.
  5. Финляндский гранит с круглыми вкраплениями красного ортоклаза.
  6. Пегматоидный – вид, характерный равномерной зернистостью.
  7. Лезиновский имеет розовый и розово-красный оттенок, довольно популярный вид гранита.

Благодаря своим свойствам камень широко применяется в качестве поделочного материала, а также в архитектуре и строительстве

Применение


Поскольку этот камень имеет много свойств, связанных с прочностью и долговечностью, гранит широко используют в строительстве. Так еще во времена правления фараонов в Египте возводились сооружения с гранитными колоннами и ступенями. И по сей день материал используют для облицовки зданий, создания колонн, подоконников, мостов, парковых дорожек, статуй и т.д.

Многообразие цветов и видов позволяет использовать камень для создания памятников, деталей декора, столешниц, вазонов, фонтанов и т.д. Долговечность и высокая прочность материала дают возможность облицовывать не только здания, но и набережные, придавая городам неповторимый вид.

Если при построении здания требуется высокопрочный фундамент, то для него используют гранит в виде щебня или бутового камня. Гранитную крошку применяют для возведения насыпи вдоль железнодорожных путей.


Весомым недостатком материала является его способность излучать и накапливать радиацию, что делает его непригодным для использования внутри помещений, но эти свойства имеют далеко не все виды породы. Добыча гранита требует серьезных затрат и усилий. Он довольно хорошо полируется, но высокая прочность усложняет работу. Все эти факторы делают камень дороже.

Камень является очень востребованной горной породой. Его долговечность и прочность позволяют увековечить архитектурные и инженерные творения человечества.

Применение гранита с древних времён имело не только эстетическую ценность, но и функциональную сторону. Сегодня камень полируют, шлифуют, поверхность обработанных образцов имеет множество названий – лощёная, пиленая, бучардированная. Для отдельных целей камень подвергают обработке огнём. И всё это разнообразие гранитовых материалов на совесть служит человеку.

Из камня получаются самые долговечные, практичные столешницы и подоконники, которые ещё и достаточно оригинальны за счет текстуры и окраса минерала. Есть даже модные тенденции, связанные с облицовкой этим материалом. Если раньше были популярны гладкие поверхности, то сегодня в ходу фактурированные элементы. Они обусловили использование гранита как напольного покрытия, чтобы избежать скольжения обуви. Стены с фактурным оформлением тоже в моде, это придает интерьеру богатый вид и задает основной тон стилевому решению.

Понятно, что у гранита свойства и зоны применения взаимосвязаны. Так, гигиеничность камня, влагостойкость позволяют создавать из него раковины и ванны. К тому же минерал обладает высокой термостойкостью, что только в плюс материалу, который используется для подобных помещений. Камень дает человеку в быту комфорт и эстетику.

И всё же главное, за что он любим веками, – это его презентабельность. Величественные лестницы, великолепная скульптура, гармоничные бордюры и брусчатка, монументальные сооружения из гранита создавались и будут создаваться впредь, пока минерал образуется в природе, пока позволяют запасы этого уникального «вечного» камня.

Когда я представляю себя восхитительно богатой (мечты-мечты), помимо всего прочего, я думаю о том, что полы в моем доме будут из мрамора. Еще мне однозначно нужен столик из малахита. А гранит я не люблю. Скучный материал, ассоциирующийся у меня с надгробиями.

Но если рассматривать его в качестве горной породы, а не детали интерьера, то все становится интереснее.

Что такое гранит и откуда он берется

Гранит - это самая распространенная горная порода нашей планеты. Значительная часть коры Земли состоит из гранита. А вот на других планетах его пока найти не удавалось.

Гранит принято относить к магматическим горным породам, т. е. получившимся в результате застывания магмы. Но есть и другой, не магматический, путь его образования. Иногда природные процессы приводят к тому, что другие горные породы внезапно превращаются в гранит. Этот процесс называется гранитизацией.

Гранит также считается плутонической породой. Не потому, что с Плутона, а потому, что так называют породы с глубиной залегания более 4 км.


Состав и свойства гранита

Гранит бывает разного происхождения, процентного состава и цвета, но по структуре он всегда зернистый, чем и обязан своему названию ("granum" - зерно).

Состоит гранит из следующих минералов:

  • полевые шпаты;
  • кварц;
  • слюда.

Полевые шпаты - самая значительная часть состава, в граните их более 50%

Гранит известен своими прочностью, твердостью и долговечностью. Хотя и он не вечен, конечно, а так же подвержен выветриванию, как и другие горные породы.

Присутствие гранита несколько повышает радиационный фон, но сколько-нибудь опасной дозы радиации от него получить не удастся.


Использование гранита

Эта порода используется, в основном, в строительстве.

Зданий из цельного гранита не строят, но он незаменим в качестве облицовочного материала, прекрасно подходит для мощения улиц.


Приятным дополнением к прочности гранита является его устойчивость к загрязнениям. Это тоже делает его ценным материалом. Обычны и памятники из гранита.

Особую ценность представляет гранит редких цветов, например, голубого.