Гранит из чего образуется

Просто и понятно — гранит

Я увлекаюсь коллекционированием минералов. Но рассказать я бы хотела с самого распространённого и древнего минерала на земле — гранита.

Наверняка все видели камни гранита вдоль автомобильных дорог и железнодорожных путей. А задумывались ли вы откуда он, из чего состоит, какой у него возраст?

Начнём по порядку.

Как появился гранит?

Гранит считается одним из самых древних горных пород на нашей планете. Он появился порядка 300 млн лет назад. Имеет магматическое происхождение. Образуется глубоко под землей на глубине более двух — трёх километров.

Граниты залегают в верхней части земной коры и не присутствуют на дне океанов. Самые молодые минералы датируются возрастом 1-2 млн. лет, самые древние – 3,8 млрд. лет. Первоначально гранитные породы не выходили на поверхность, но сегодня граниты обнажены благодаря подъему пород.

Американский геолог Н. Боуэн предложил следующую теорию образования гранита, которая является основной на данный момент.

Свойства гранита и мела

Он связал происхождение этой горной породы с кристаллизацией базальтовой магмы. Это объясняет, откуда гранит мог взяться на Земле, если его нет на других планетах и спутниках Солнечной системы, ведь базальтовые породы там есть. Кристаллизация минералов в базальтовой магме идет в определенной последовательности, которая была названа «рядом Боуэна». Происходит постепенное обогащение расплава различными легкоплавкими химическими элементами – натрием, калием, кремнием. Результатом этого процесса и становится гранит.

Одним из подтверждений данной теории на сегодняшний день является анализ магмы, выброшенной на поверхность современными вулканами. Ее состав идентичен составу гранита.

Из чего состоит гранит?

Гранит — это всегда только комбинация полевого шпата и кварца. Разница только в их процентном соотношении.

Основным веществом, определяющим цвет камня, является полевой шпат: микроклин, ортоклаз и плагиоклаз. Кроме этого, в состав гранита входят кварц, слюда и амфиболы.

Источник

Состав и происхождение гранита

Гранит — это камень, имеющий природное происхождение. Он добывается во многих местах нашей планеты и есть вероятность, что его нет на других планетах Солнечной системы. Поэтому именно гранит в разных источниках называется «визитной карточкой Земли». Это одна из самых прочных пород в мире. В состав гранита входит большинство известных минералов: полевой шпат, кварц, а также слюдяные образования, имеющие различное происхождение.

Гранит — это минерал или горная порода? Такой вопрос часто задают люди, которые только начинают интересоваться геологией и минералогией. По своей сути — это горная порода. Как уже было сказано, он включает в себя разные минералы, и состав его неоднороден, в отличие от минералов (например, кварц, аметист, хризолит), которые однородны и по структуре, и по цвету.

Общепринятое происхождение глины и песка

Горная порода гранит распространена в нашей жизни повсеместно: в виде железнодорожных насыпей, надгробных памятников, облицовок стен, уличных элементов декорированных украшений. Гранитные изделия давно представляются людям самыми обычными и примелькавшимися взгляду. Часто мы просто проходим мимо, не заостряя внимания на том, каким разным может быть этот удивительный камень. Желающие могут познакомиться с ним поближе: ведь мало кто задумывается о том, из чего состоит гранит и какова история его возникновения.

Как возник гранит

Принято считать, что имеется два естественных способа, с помощью которых образовывался этот природный камень. Он мог возникнуть из расплавившейся магмы (застывшей вулканической лавы). В глубине земной коры магма медленно остывает, превращается в окаменелую структуру, в которой миллионы лет кристаллизуются зерна породы гранит, имеющие разную величину. Не случайно само название его происходит от латинского слова «granum», что означает «зерно».

Натуральный камень гранит образуется в природе и другим способом. Осадочная горная порода, а также глиновидный песок и разнопородные камни постепенно смещались путем тектонических процессов в глубины земной коры. Там, под действием высоких температур и давления, вещества расплавлялись и возникал такой процесс, как гранитизация .

Больше всего образование гранита происходит в так называемых местах коллизии. Две континентальные плиты сталкиваются друг с другом, из-за чего возникает увеличение слоя коры на континенте. Многие ученые полагают, что именно в результате утолщения коллизионных слоев коры появляются слои расплава гранита — на глубине от 10 до 20 км. Это явление получило название гранитного магматизма . Оно наиболее характерно для Андских батолитов, а также для островных дуг.

Где находятся гранитные месторождения

Основное место, где залегает гранит — это горные массивы-батолиты, протяженность которых составляет около 4 км, а площадь — несколько гектаров. Иногда при добыче видно, что образовалось несколько слоев камня: гранит и его осадочная порода. Сам камень выглядит в виде широких пластов, чередующихся с представителями осадочных и метаморфических видов.

Как и другие полезные ископаемые, которые не являются большой редкостью, гранит получил распространение практически везде: его можно обнаружить на любом материке . Благодаря тому, что в течение миллионов лет древние горные породы постепенно вытесняли наверх более молодые образования, он вышел на поверхность и стал доступен для добычи. Подробнее о том, где добывают гранит →

Химико-минералогический состав

Как уже было сказано, гранит представляет собой камень, имеющий зернистую структуру в форме кристаллов. Химическая формула гранита представлена такими базовыми элементами, как железо, кальций, магний и разнообразные щелочи.

Главные его составляющие — это кварц, минералы темноцветной формации и полевой шпат. Шпат обеспечивает те или иные оттенки, а если в камне много полупрозрачного зерна, значит, в его состав входит много кварца.

В зависимости от того, какие породы входят в тот или иной камень, минералогический состав гранита может быть разным. Например, если в нем преобладает плагиоклаз, а полевого шпата мало, он называется плагигранит . Если же в камне, напротив, полевого шпата больше, а темноцветов меньше — это аляскит .

Химический состав породы имеет такую схему:

В зависимости от того, какие полевые шпаты входят в состав камня, будет изменяться и его цвет. Самым распространенным является серый, на котором могут появляться разные оттенки: голубой, розоватый, красный, реже — зеленоватый. Окраска также зависит и от того, что входит в состав гранита из темноцветных минералов. Если искателям попадается порода, состоящая из биотита или роговой обманки, камень будет окрашен в темные тона. Существует довольно редкий вид, называемый янцевским, который имеет ярко выраженный оттенок зеленоватого цвета.

Свойства

Гранит — это горная порода, которая отличается завидной прочностью, поэтому именно она применяется в сфере строительства с давних времен. Камень служит очень долго, стоек к дождям и ветрам, способен выдерживать любые климатические условия. Мало кому известно о том, что пирамиды в Египте частично выполнены из гранитных блоков. Именно из этого камня были построены многие сооружения в Индии и древнем Риме. Обрабатывается и полируется он довольно легко, а степень полировки можно довести до того, что поверхность плиты даже станет зеркальной.

По сравнению с мрамором, этот материал прочнее в два раза по причине того, что в состав гранита входит кварц. Во время обработки применяются алмазные сверла. Известно, что, несмотря на свою красоту и великолепие, мрамор очень чувствителен к температурным перепадам, чего о граните не скажешь: он прекрасно сохраняет свои показатели эксплуатации в самых суровых условиях . Благодаря своей прочной структуре, камень подвержен поражению грибком гораздо меньше, чем другие материалы . О сходстве и различиях гранита и мрамора читайте здесь →

Уровень поглощения влаги у породы низкая: в этом ключевую роль играет мелкозернистая структура гранита. Если она более плотная — речь идет о породе с самыми лучшими свойствами. Они зависят от происхождения гранита. Происхождение камня, в свою очередь, определяет глубина его залегания, она влияет на его плотность и прочность.

То, что гранит относится к самым прочным материалам, а его эксплуатационные свойства всегда находятся на должной высоте, во многом обеспечивается тем, что он почти не вбирает в себя влагу . Именно это стало главной причиной использования камня для оформления набережных. Кстати, подавляющее большинство гранитных берегов Невы была построена еще при Петре I, что лишний раз подтверждает долговечность гранита.

Геохимическая классификация гранитоидов Уайта и Чаппела

Для удобства обозначения того или иного вида гранитного камня в середине 70-х годов прошлого столетия был сделан краткий анализ гранитоидов на основании их самых распространенных типов.

В этом анализе было выделено четыре типа камня — S, I, M, A:

• Sedimentary (S) — камень представляет собой результат плавления пород метаосадочного типа;
• Igneous (I) — продукт плавления субстратов из метамагмы;
• Mantle (М) — камень, образовавшийся из магм, в состав которых входят толеитовые и базальтовые породы.

Химический состав гранита S по большинству элементов близок к гранитоидам I при различиях в том, что камни S содержат мало кальция и натрия. В дальнейшем классификации появилась разновидность гранита типа А , отличающаяся по составу от камней субщелочного типа и состоящая из большого количества некогерентных химических элементов.

Классификация гранитоидов по структуре зерна

Размер и строение зерен у разных видов камня отличается друг от друга.

На основании этого гранит бывает следующих видов:

• если размер зерна не превышает 2 мм — мелкозернистый ;
• размер зерен до 5 мм — среднезернистый ;
• крупнозернистый вид — больше 5 мм.

Камень мелкозернистой разновидности будет иметь самый высокий уровень противостояния механическим повреждениям. Для него характерно более равномерное истирание со временем, устойчивость к ветрам и высоким температурам. Мелкозернистая фракция — всегда самая дорогостоящая. Она практически не вбирает в себя воду и при этом отличается высокой устойчивостью к пожарам.

При строительстве домов нередко используется крупнозернистый вид гранита. Он более дешевый, поэтому после пожаров часто можно увидеть лестницы из гранита, которые растрескались и больше непригодны к использованию.

Названия гранита, исходя из минерального состава

В зависимости от того, каков основной минеральный состав гранита, называются различные виды камней по-разному:

Разновидности гранита на основании его структуры

Структура зерен камня также бывает разной.

Ниже представлены основные виды гранита, названные, исходя именно из структуры его зерен:

1. Порфировидный — характеризуется ярко выделяющимися длинноватыми вставками. Они отличаются от основной массы камня тем, что выступают из нее. Это кварц, ортоклаз, микроклин.
2. Гранит пегматоидный — отличается симметричным и равномерным уровнем зернистости.
3. Рапакиви — финский вид камня с округлыми вставками (красными с серым или серо-зеленым обрамлением).
4. Гнейсовидный — самый обычный камень, имеющий мелкозернистую структуру.

Конечно, человеку, который впервые сталкивается с тем, что разновидностей гранита очень много, бывает непросто разобраться в том, какой из них является самым лучшим. Все зависит от того, с какой целью планируется применить этот материал. Вариантов применения очень много, а качество и надежность гранита значительно выше, чем у более популярного мрамора.

Известно, что мрамор быстро темнеет и портится под влиянием перепадов температур и высокой влажности, а гранит будет стоять очень долгое время, не меняя ни структуры, ни исходного цвета камня. К тому же, для любителей белого камня есть особые породы гранита, которые, при проведении должной обработки, неотличимы от мрамора на первый взгляд.

Благодаря прекрасным эксплуатационным характеристикам гранита, зарекомендовавшим себя в течение многих столетий, всегда имеется возможность использовать его в качестве надежного строительного материала, а также для выполнения элементов декора. Поскольку любое изделие из этого камня неприхотливо в использовании, особенного ухода этот камень не требует. Он выстоит перед любой непогодой и будет служить веками.

Единственный минус гранита — то, что среди стройматериалов он обладает наибольшим весом, что непременно должно быть учтено при проектировании мостов, монолитных домов и иных крупногабаритных сооружений.

Источник

Что такое гранит. Описание, свойства, применение.

Слово «гранит» происходит от латинского «granum» и означает «зерно». Это действительно крупнозернистый минерал с размером зерен вплоть до 1 см, что намного больше чем у того же мрамора. Эта порода является основным компонентом земной континентальной коры, многие горы состоят из этого камня. Например, альпийский Монблан – один из известнейших гранитных пиков. Геологи называют этот камень «визитной карточкой Земли», хотя существуют косвенные признаки присутствия гранита на Венере.

Что такое гранит

Цвет гранита варьируется от белого и розового до практически красного, и зависит от пропорций минералов в составе. Например, если в камне присутствует большое количество калиевого полевого шпата, камень имеет розовый оттенок, если при этом присутствует оксид железа, материал приобретает насыщенный красный цвет.

Происхождение гранита

Среди петрологов и геологов нет однозначного мнения о происхождении гранита. В 18-19 веках считалось, что граниты образовались путем осаждения кристаллов на дне океана, но позже концепция уступила место плутонической модели, подразумевающей образование пород на глубинах более 3 км при литостатическом давлении выше 1 кбар.

Сегодня очевидно, что минерал имеет гетерогенную природу, то есть образуется двумя путями: в процессе кристаллизации природного расплава магмы при его переходе в твердое состояние (остывания) и в результате метаморфизма – изменения магматических горных пород под воздействием высокой температуры и давления. Многие специалисты утверждают, что образование гранита вовсе невозможно без процесса метаморфизма.

Граниты залегают в верхней части земной коры и не присутствуют на дне океанов. Самые молодые минералы датируются возрастом 1-2 млн. лет, самые древние – 3,8 млрд. лет. Первоначально гранитные породы не выходили на поверхность, но сегодня граниты обнажены благодаря подъему пород кровли.

Свойства гранита

• Долговечность. Гранит известен как «вечный» камень. Действительно, мелкозернистые породы проявляют первые признаки износа и разрушения только через 500 лет. Гранитный саркофаг в Великой пирамиде в Гизе (построена примерно 4500 лет назад) практически не изменился со временем.
• Высокая прочность. Эта характеристика также зависит от величины зерен. Породы с мелкозернистым строением имеют предел прочности на сжатие порядка 300 МПа. По этому параметру гранит значительно превосходит другие материалы. Например, прочность на сжатие бетона самого высокого класса В30 составляет всего 39,29 МПа, клинкерного кирпича М1000 – 100 МПа. Если говорить простым языком, то камень выдерживает давление порядка 2200 кг на см². Прочность на растяжение невысока и составляет всего 3% от прочности на сжатие. При нарушении технологии добычи в камне могут образовываться тонкие трещины, которые практически не влияют на прочность на сжатие, но снижают прочность на растяжение.
• Высокая устойчивость к воздействию кислот и в целом природных явлений. Камень выдерживает порядка 300 циклов заморозки-оттаивания, что делает его одним из лучших материалов для наружной отделки.
• Средняя огнестойкость. В результате полиморфных превращений кварца гранит растрескивается при температурах выше 600°C. Прямого контакта с огнем камень не выдерживает, но все же он подходит для обустройства каминов (также как и мрамор), поскольку температура их внешней облицовки редко превышает 120°C. Температура плавления гранита составляет в среднем 1200°C, но в присутствии воды этот параметр существенно ниже – порядка 650°C.
• Водонепроницаемость. Коэффициент водопоглощения минерала равен 0,05–0,17%, что сравнимо с мрамором. Этот камень практически не впитывает влагу, что делает его идеальным для строительства фонтанов, набережных, бассейнов. Косвенно этот параметр влияет и на морозостойкость. Низкое водопоглощение является следствием низкой пористости материала. У гранитов поры занимают не более 1,5% от общего объема.

Экологичность гранита – камень преткновения, как среди поставщиков, так и покупателей. Как правило, этот минерал неопасен для здоровья человека. Уровень излучения большинства видов гранита не превышает 0,05 мкЗв/час, тогда как на одного человека ежечасно приходится до 0,25 мкЗв/час – это средняя величина, состоящая из космического фона, наземных излучений и инкорпорированных излучений (полученных с водой и пищей).

Да, некоторые породы гранита используются для добычи урана, но в строительстве такой камень не применяется. Мифы о сильном радиационном фоне минерала – это именно мифы, не имеющие к реальности никакого отношения. Породы с действительно опасным радиационным фоном составляют не более 2-3% от общего добываемого объема. Подробнее о радиоактивности натурального гранита Вы можете прочитать тут.

Состав гранита. Минералы.

Гранитная порода – это всегда комбинация кварца и полевого шпата. Разница только в процентах содержания этих минералов. Если говорить только о химическом составе камня, то он состоит из кремнезема (72%), глинозема (14,4%), оксидов калия, натрия и кальция, которые суммарно занимают порядка 9%. Кроме этого, в граните присутствуют: жженая магнезия, железный сурик и двуокись титана.

Основным веществом, определяющим цвет камня, является полевой шпат: микроклин, ортоклаз и плагиоклаз. Кроме этого, в состав гранита входят кварц, слюда и амфиболы.

Как минералы влияют на цвет гранита:

• Черно-белый. Крапчатая порода – результат равных долей шпата, амфиболы и кварца.
• Белый. Чисто белого гранита в природе нет, под этим термином подразумевают светло-серые и желтоватые породы. Такие оттенки придают камню молочно-белый кварц и светлый полевой шпат.
• Красный. Это розовый гранит с обилием калиевого шпата. Красный оттенок материалу придает оксид железа.
• Серый. Слоистый камень с пятнистым рисунком, состоящий преимущественно из плагиоклазов.

Разновидности гранита

В зависимости от процентного содержания темноцветных минералов в составе гранита, он подразделяется на несколько разновидностей :

• аляскит — не содержащий темноцветных минералов и имеющий в своем составе значительное количество калиево-натриевого полевого шпата, а также биотита)
• роговообманковыйироговообманково-биотитовый с роговой обманкой вместо биотита или наряду с ним
• плагиогранит — содержащий преимущественно плагиоклаз. Полевой шпат калиево-натриевого типа присутствует в незначительном количестве. Цвет такого гранита – светло-серый

Помимо перечисленных разновидностей существуют еще:

Гранит так же подразделяется и поструктурно-текстурным особенностям.

Различают следующие разновидности:

• порфировидный— порода содержит изометричные элементы (кварц, микроклин, ортоклаз), которые выделяются из общий массы своими размерами и могут достигать 10-15 см

• гранитрапакиви — «гнилой камень». Разновидность порфировидного гранита, содержащая розовые зерна полевого шпата, обросшие плагиоклазом светло-зеленого цвета и имеющие круглую форму. Данная особенность строения объясняет склонность материала к крошению.

Добыча гранита

Добыча гранита принципиально отличается от способов добычи других полезных ископаемых. Как и в случае с мрамором, здесь важно сохранить целостность блоков и предотвратить образование трещин, которые значительно снижают прочностные характеристики материала. Есть три основных метода добычи камня:

• Буровзрывной. Дешевый, кустарный и, по сути, «варварский» метод. В результате взрывов образуются блоки с высокой трещиноватостью и большим (часто до 30%) количеством отходов. В массиве породы бурятся шурфы, в которые закладывается промышленная взрывчатка. Один подрыв требует от 10 до 30 скважин и несколько тонн взрывчатого вещества. Спрогнозировать поведение массива породы при подрыве практически невозможно. После взрыва образовавшиеся глыбы сортируются и отправляются на распил.
• Откалывание воздушной подушкой. Участок выработки оконтуривается пробуренными отверстиями, в которые закачивается воздух под высоким давлением. В результате каменные глыбы отделяются от массива, причем в этом случае можно точно спрогнозировать область разлома. Методика не приводит к разрушению и крошению породы, не вызывает появление трещин в блоках. В итоге ресурс месторождения расходуется более рационально.
• Камнерезный. Для отделения блоков используется специальное оборудование с алмазными резаками. В результате добываются массивные (40-60 т) блоки правильной формы, которые извлекаются из участка выработки тяжелыми кранами. Метод получил широкое распространение в Европе.

Существуют альтернативные способы добычи гранита: буроклиновый, когда в камне пробуриваются скважины и в них закачивается жидкость, и метод «тихого взрыва», подразумевающий закачку в отверстия невзрывчатой расширяющейся смеси.

Использование гранита

Наряду с мрамором, гранит – один из самых востребованных натуральных материалов в строительной и отделочной сфере. Из него получаются великолепные барельефы, памятники, пилястры и другие декоративные элементы. Благодаря низкому показателю истираемости этот минерал прекрасно подходит для обустройства полов в помещениях с высокой проходимостью.

Постройки из гранита веками сохраняют свой первоначальный вид. Достойным примером является величественное сооружение эпохи ренессанса, восьмое чудо света – испанский монастырь Эскориал. Для его строительства было использовано более миллиона тонн серого гранита.

Петербуржцам далеко за примером ходить не надо. Прогуливаясь по историческому центру города, можно обратить внимание на доминирующую роль гранита в архитектурных ансамблях. Многочисленные набережные, фасад и внутреннее убранство величественного Исаакиевского собора, знаменитые атланты, отделка станций метро, гранитные колонны внутри Казанского собора.

Египетские сфинксы возле Академии Художеств, легендарный «гром-камень» в постаменте Медного всадника. Символ города – Александрийский столп, вес которого достигает 600 тонн, был вырублен вручную из цельного куска выборгского гранита. Интересно, что столп ничем не закреплен, он стоит благодаря собственному весу и идеально рассчитанной конструкции.

Гранит в интерьере

Гранитные породы нашли широкое применение во всех видах интерьерной отделки.

Источник