Из чего произошел гранит

Как в природе образуется гранит

Гранит представляется человеку истинным образцом прочности, устойчивости. Эти свойства даже ассоциируются с вечностью, недаром утвердился обычай изготавливать из гранита памятники и надгробные плиты, призванные увековечить чью-то память.

Содержание статьи

• Как в природе образуется гранит
• Как добыть гранит
• Как появляются камни в природе

В сравнении с человечеством гранит действительно можно считать вечным. Возраст даже наиболее молодых гранитов насчитывает 2 миллиона лет, в то время как возраст вида Homo Sapiens измеряется всего лишь десятками тысячелетий. Возраст же самых древних гранитов исчисляется миллиардами лет.

Геологи называют гранит «визитной карточкой» планеты Земля. Многие другие горные породы встречаются и на других планетах и их спутниках, имеющих твердую поверхность, а вот гранит не обнаружен пока нигде, кроме Земли. Между тем, все планеты Солнечной системы формировались из одного газопылевого облака. Это делает проблему происхождения гранита особенно загадочной.

Серная кислота и гранит!

История вопроса

Геологи XVIII века связывали происхождение гранита с древним океаном. Они считали, что из морской воды на дно оседали кристаллы, из которых и образовался гранит. Ученых, придерживавшихся таких воззрений, называют нептунистами.

В начале XIX века появилась другая теория, приверженцев которой назвали плутонистами. Они считали, что гранит породила вулканическая магма. Эти ученые представляли себе процесс формирования гранита следующим образом: горячие водные растворы, идущие из земных глубин, растворяют некоторые химические элементы, входящие в состав горных пород. Их место занимают другие элементы, принесенные водными растворами, так и образуется гранит.

Такое представление тоже было весьма далеко от истины. Но не следует забывать, что в то время в распоряжении ученых было мало сведений о составе гранитных пород, да и физико-химические процессы, происходящие в земной коре, были не вполне ясны. И все-таки направление было верным: образование гранита действительно связано с магмой и вулканической деятельностью.

Современное представление о возникновении гранита

Процесс образования гранита объяснил американский геолог Н.Боуэн. 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 минералллов 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.

Магматическое происхождение гранита на сегодняшний день можно считать доказанным. Даже современные извержения вулканов нередко выносят на поверхность магму, близкую по составу к граниту.

Искусственный гранит. Николай Субботин

Источник

Альтернативная гипотеза образования гранитов

Ранее у меня была статья Химия образования пород мегалитов, где я делал попытку объяснить происхождение гранитоидов не из расплава, а из растворов. Информация ниже, можно сказать, некое продолжение тех мыслей.

Все знают, что, например, сиенит (бескварцевый гранит) – это поликристалл, где каждая частичка минерала имеет кристаллическую структуру. А бетон (на цементной основе) – это наполнитель из песка или щебня со связующим, соединениями оксидов и диоксидов: кремния, алюминия, железа и кальция. Но мало кто упоминает, что после добавления воды к цементу происходит его гидратация с образованием кристаллов гидросиликатов кальция. Кристаллов! И с этим нельзя не согласиться.

Это фотографии бетона под электронным микроскопом. Видны кристаллы гидросиликата кальция. Они, кстати, нерастворимы в воде и разрушаются при температуре выше 1600гр. Так что бетон на основе портландцемента – это тоже поликристалл, только с микроскристаллами и очень большим количеством наполнителя в виде побочных минералов.

Оказывается, если бетон пропарить при повышенном давлении и температуре, то рост кристаллов увеличится и бетон набирает большую прочность и это происходит за более короткий срок. Этим пользуются, например, при производстве автоклавного газобеона.

Идем дальше. Если человек в древности использовал пластичные и жидкие минеральные выходы в строительстве, (как я предполагаю), то может ли, например, природный гранит или сиенит быть не магматической породой, а минеральной? Т.е. могли ли быть события, когда изливалась не магма, а выдавливались грязевые флюидолиты и это приводило к образованию таких поликристаллических масс? Предположения ниже.

Сначала зададим вопрос: есть ли природные процессы при обычных условиях, приводящие к росту кристаллов кварца? Смотрим пример:

Это кристаллы кварца в глине. Примеры можете посмотреть по аналогичному запросу в поисковике. Как видно, при обычных условиях существуют процессы, которые приводят к кристаллизации некоторых локальных объемов. Т.е. аналогичная кристаллизация может происходить не в расплаве, а в растворе, в густой дисперсии. И не только кварца (диоксида кремния), но и других минералов.

Кристаллы золотистого фторапатита на полевом шпате – слева и кристаллы малахита в глине – справа. Полевой шпат – это минерал, содержащийся в глинах.

Кстати, в кварцевых жилах очень часто находятся золотые жилы. Кто скажет, как это связано?

Еще аналогия в процессе кристаллизации минералов. Вспомним процесс окаменения органики, когда соединения на основе углерода замещаются соединениями кварца:

Никто не будет спорить, что в этом стволе дерева произошли процессы окаменения и кристаллизации, т.е. выросли кристаллы кварца и других минералов. Причем при относительно низких температурах. И есть примеры, когда этот процесс происходит очень быстро, за считанные годы. Так почему это не может произойти в густом грязевом растворе, выходящем или выдавливаемом из недр и при растекании превращающийся в поликристаллическую структуру?

Представьте условия. Глубоко в недрах при высокой температуре и давлении происходит растворение минералов в водных линзах или даже в подземных морях и все превращается в перенасыщенные растворы, в бульон. Откуда столько воды в недрах? Ну, во-первых, на основании сейсмозондирования Земли при землетрясениях и мощных взрывах.

Информация о наличии подземных океанов в недрах – это научные данные. Во-вторых, есть процесс дегазации Земли водородом (теория Ларина). Водород восстанавливает оксиды и образуется вода.

В периоды горообразования и литосферных катастроф через разломы это все выходит на поверхность. По пути к поверхности давление падает и начинаются процессы кристаллизации минералов, которые заканчиваются уже на самой поверхности земли при охлаждении.

Кто-то выращивал кристаллы медного купороса или алюминиевых квасцев? Я хорошо помню этот опыт на уроках химии. Это как пример роста кристаллов из раствора.

Еще пример кристаллизации из растворов:

Минеральная соль сильвинит: слои галита (NaCl) — голубые слои и сильвина (KCl) с примесями.
Как видно, был некий бульон, в котором произошло расслоение растворов и их кристаллизация. Проводя аналогию с жидкими массами не кристаллизовавшихся еще гранитоидов, можно представить, что их жидкий минеральный слоистый бульон был перемешан в ходе выходов на поверхность и здесь закристаллизовался. Возможно, жидкие гранитоиды существуют внутри Земли в недрах и сейчас.

Геология называет их мантия. Ведь есть только предположение, что это жидкие расплавленные породы. А если не расплавленные, а жидкий бульон на основе минералов и воды при очень высоком давлении?

То что гранитоиды – это не магматическая порода, для меня понятно давно. Это видно и по структуре породы и по внешним признакам как они лежат. Но я далеко не химик, и не физик в области материаловедения что бы понять протекающие тогда процессы.

Предвижу возражения скептиков. Опять скажут, что чем не нравится официальное объяснение, что гранитоиды – это магматичиские породы? Информация для них: переплавленный гранит – это порода риолит. Переплавленный сиенит – это порода трахит. При застывании их расплава они никогда не превратятся в поликристаллы, вседа будет гомогенная порода с вкраплениями нерасплавившихся минералов:

Трахит слева и риолит справа. Эффузивные химические аналоги сиенита и гранита

А если они закристаллизовались в недрах, то как могли вытиекать и выдавливаться? Мы наблюдаем зачастую именно такие виды гор из гранита. Вот примеры:

Скала в национальном парке Yosemiti, США со слоями гранита – слева. И скала Парабола, Ергаки в Саянах – справа. Таких примеров можно привести десятки, если не сотни.

Иногда споры о происхождении гранитоидов ведутся и среди самих геологов. Например, еще Вернадский был убежден, что граниты – это не магматическая порода, а переплавленные, пререкристаллиозованные осадочные.

Эту не магматическую версию должны рассматривать геологи и их НИИ, материаловеды, физики, работающие с кристаллами и их процессом выращивания и, конечно, химики. Все вместе взятые в одной команде. Но, к сожалению, никто не будет перечеркивать сотни диссертаций и докторских, написанных и защищенных по темам происхождения минералов и пород.

Сейчас главенствует именно магматическая теория образования гранитов. Конечно, легче не замечать такие «глупости» альтернативных взглядов. В геологии якобы все давно доказано и показано. Это самая консервативная наука.
***

Что бы поддержать журнал, перейдите по ссылке на эту статью в Яндекс.Дзен. Можете прочесть там комментарии и оставить свой.

Если Вам нравится информация в этом журнале и статьи, которые размещает автор, то его можно поблагодарить здесь. Мотивация не бывает лишней. Благодарю всех, кто выразил свою признательность за время существования журнала!

Группы в соцсетях и другие площадки, где выкладываются ссылки и материалы журнала:
ВК-sibved
ФБ-sibved
Яндекс.Дзен.

Источник

Гранит и камень

Гранит является одной из самых распространенных горных пород на нашей планете. Название происходит от латинского granum — зерно, что указывает на зернистость структуры этого материала. Относится к магматическим интрузивным горным породам, т. е. происходит из магмы, не успевшей подняться к поверхности Земли (излиться), и застывшей в верхних слоях коры.

Крупнозернистые кристаллы гранита образуются в процессе медленного остывания магмы, при воздействии относительно постоянной температуры и давления, которые в толще планетарной коры не так контрастны, как при изливании на поверхность. Породы, образованные при изливании магмы на поверхность (базальты, диабазы), имеют, преимущественно, мелкозернистую структуру. Эти породы называют эффузивными. Среди эффузивных пород есть и аналоги гранита, сходные с ним по структуре и прочностным характеристикам, например, риолиты.

По химическому составу гранит относится к кислым породам. Кислотный состав оценивается по процентному содержанию двуокиси кремния — SiO2. Различают ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы. Чем в составе породы больше двуокиси кремния, тем она светлее.

Основу минерального состава гранита составляют полевые шпаты (60-65 %), кварц (25-30 %) и темноцветные минералы (биорит, роговая обманка).

Гранит является одной из самых твердых и прочных пород. Средняя плотность гранита — 2600 кг/куб. м, прочность на сжатие — до 300 МПа. Кроме того он имеет низкое влагопоглощение и высокую морозостойкость, а также не восприимчив к загрязнениям. Эти его свойства широко используется в строительстве — для мощения внутри и снаружи помещений, для отделки и украшения стен, колонн, элементов архитектуры и т. д. Из гранита изготавливают фонтаны, памятники, столешницы, вазоны и т. д. Используется и для изготовления различных фундаментов и строительных элементов конструкций (в виде гранитного щебня), предъявляющих высокие требования к прочности.

Следует отметить, что изделия из гранита имеют несколько повышенный радиационный фон, поэтому некоторыми видами этого камня не рекомендуется отделывать жилые помещения.

Нередко с месторождениями гранитов связаны месторождения таких элементов, как олово, вольфрам, молибден, литий, бериллий, бор, рубидий, висмут, тантал, медь, железо, золото и некоторые другие.

По структурному строению выделяют порфировидный гранит, который содержит удлиненные или правильной формы вкрапления, иногда достигающие в размерах нескольких сантиметров. Обычно эти вкрапления представлены ортоклазом или микроклином, реже — кварцем. Одной из разновидностей порфировидного гранита является рапакиви (в переводе с финского — «гнилой камень»). Рапакиви имеет в структуре розовые зерна калиево-натриевого полевого шпата, обрастающие светло-серым плагиоклазом. Такая структура гранита способствует уменьшению прочности, разрушению и крошению, откуда и произошло название — гнилой камень.

Свойства гранита

Долговечность.
Лучшие сорта мелкозернистого гранита начинают обнаруживать первые признаки разрушения более чем через 500 лет эксплуатации, поэтому его нередко называют «вечным» камнем. Крупнозернистый гранит менее долговечен, тем не менее, в сравнении со многими другими минералами и породами, его тоже можно назвать долгожителем.

Прочность.
Гранит отличается высокой устойчивостью к трению, сжатию и истиранию. Это очень плотный (2,6-2,7 т/куб.м) и прочный природный камень (его прочность вдвое больше, чем у мрамора). Своей твердостью гранит обязан содержанию кварца, которое может превышать 70%. При современных условиях обработки гранит режут и шлифуют с помощью алмаза. Кроме того, можно достичь зеркальной полировки поверхности плиты гранита. Необходимо отметить, что в граните вследствие хрупкости сравнительно легко могут появиться тонкие (волосные) местные трещинки от взрывов при добыче, от ударов, резких колебаний температуры и т. п.

Устойчивость к воздействию атмосферных явлений и кислот.
Гранит не меняет своих свойств в течение 300 циклов замерзания и оттаивания, поэтому является идеальным натуральным камнем для наружной отделки зданий. Примером тому могут служить сотни зданий, облицованных гранитом в Петербурге. Гранит, в отличие от мрамора, не требует дополнительной защиты от механических повреждений и воздействия кислотосодержащих жидкостей. Стоит отметить, что как гранит, так и мрамор подходят для наружной облицовки камина. Огнестойкость гранита недостаточна, так как он растрескивается при температурах выше 600°С вследствие полиморфных превращений кварца.

Водонепроницаемость.
Граниты практически не впитывают влагу (коэффициент водопоглощения — 0,05–0,17%), поэтому морозостойкость их высокая. По этой же причине гранит прекрасно подходит для облицовки набережных.

Экологичность.
Естественный радиационный уровень большинства гранитов соответствует 1-му классу строительных материалов, т.е. они радиационно безопасны и пригодны для всех видов строительства без ограничений. Тем не менее, все граниты имеют радиационный фон из-за содержания в них минералов с примесями церия, лантана и пр. По утверждениям специалистов, количество разновидностей граната, у которых радиоактивный фон превышает норму – не более 2-3% от всей массы добываемых этого природного камня. Поэтому следует тщательно исследовать радиоактивность той или иной разновидности гранита, прежде, чем принять решение об использовании его для отделки жилых помещений.

Богатство фактур.
Неполированный, шершавый натуральный камень, поглощающий свет; отполированный до зеркального блеска, являющий миру неповторимую световую игру слюдяных вкраплений — декоративные возможности гранита способны удовлетворить даже самым сложным дизайнерским замыслам. Широкие фактурные возможности делают гранит одним из основных материалов монументальной скульптуры.

Богатая цветовая палитра.
Наиболее распространенным является серый гранит, однако встречается и красный, розовый, оранжевый, голубовато-серый, голубовато-зеленый и другие. Цвет камня напрямую зависит от его месторождения. Например, в России добывают преимущественно белые, серые, красно-коричневые граниты, а в Испании – светло-зеленые, черные, розовые. Если мрамору свойственны, как правило, теплые тона, то граниту – холодные. По цвету на гранит похожи и его магматические «родственники» — габбро (темно-коричневый, черный, серый), лабрадорит (черный с синими проблесками).

Среди недостатков, затрудняющих применение гранита, следует отметить сложность его добычи и обработки из-за высокой твердости. Производство изделий из гранита требует значительных трудозатрат, поэтому они получаются относительно дорогостоящими.

Источник