Гранит состав минералов

Гранит – это глубинная, кислая, интрузивная (подземная) магматическая порода зернистого строения. Размеры зерен, которого колеблются от нескольких долей мм до нескольких см в поперечнике. Главные молекулы гранита – калиевые полевые шпаты, кислый плагиоклаз и кварц, небольшое количество темноцветных минералов. Гранит из интрузивных горных пород наиболее распространен.

Цветовая гамма гранита

Из чего состоит гранит?

Основные породы, которые присутствуют в граните: полевые шпаты – самые распространенные породообразующие минералы на их долю приходится свыше 50 % массы земной коры. Полевые шпаты относятся к алюмосиликатам каркасной структуры. По химическому составу полевые шпаты разделены на 4 группы: плагиоклазы, калинатровые, калиевые, калиево-бариевые. Полевые шпаты могут быть представлены различными цветами:

  • белый
  • серый
  • желтый
  • розовый
  • красный
  • зеленый

Кварц – это породообразующий минерал с каркасной структурой. Характеризуется поперечной штриховкой на гранях призмы. Это один из самых распространенных минералов в земной коре. Разновидность халцедон, аметист, морион. Обычно кварц находят в излившихся горных породах – риолитах. Кварц используют в приборостроении, оптике как полудрагоценный камень. Кварц может иметь различные окрасы: бесцветный, белый, серый, бурый, розовый. Плотность кварца составляет около 2,5 – 2,6 г/см3. Его относят к пьезоэлектрикам – то есть при деформации он способен индуцировать электрический заряд.

Основные цвета гранита. От чего зависит цвет гранита?

Минералы, входящие в состав горных пород могут иметь различную цветовую окраску. Это объясняют минеральным составом, из которого состоит горная порода. Так если в породе присутствуют Si, Al, K, Na, то они будут окрашены в светлые тона (кварц, мусковит, полевые шпаты). А если в породе будет присутствовать Fe, MgCa, то они будут иметь темный цветовой окрас (магнетит, биотит, амфиболы, пироксены, оливины).

Цветовая гамма минералов

Какие породы образуют гранит?

Гранит – это материал, который образовывался из магматических горных пород. Магматические горные породы – образуются при затвердевании остывающей магмы как под землей (интрузивные) так и на ее поверхности (эффузивные). По содержанию щелочей магматические горные породы делятся на породы нормального ряда (то есть отношение суммы щелочей к содержанию глинозема <1) , щелочного ряда (отношение >1). По содержанию кремнезема SiO2 могут быть кислыми (кремнезема от 67 до 75%) среднекислыми (от 67 до 52%) основными (от 40 до 52%) и ультраосновными (<40%)

Что делают из гранита?

Гранит это материал, который используется в строительной сфере. Но для того чтобы его использовать его необходимо обработать и предать определенные размеры и формы. После обработки данный продукт называют щебнем. Щебень может иметь различные размеры, начиная с 1 мм и заканчивая 120 мм (бутовый камень). Так же щебень может иметь классификацию по формам, то есть по содержанию зерен кубовидной формы. Кубовидная форма щебня напрямую характеризует уровень сцепления с вяжущими компонентами в растворе. Чем выше показатель кубовидности, тем меньше расход щебня и других материалов, так как он более компактен, а значит будут незначительные усадки, и следовательно конструкция будет обладать повышенной жесткостью.

Дробление щебня

Щебень использует при изготовлении фундамента, как основного материала, который является наполнителем в растворах. Используют для септика и дренажа. Щебень используют при изготовлении железобетонных плит и устройства дренажных систем. Щебень используют предприятия дорожного строительства для того чтобы дорожное полотно не просаживалось от веса грузовых автомобилей. Или там где асфальт прокладывать дорого и им просто отсыпают дороги и близлежащие территории. Читайте нашу новую статью о бетоне. Вернуться на главную.

Разновидности гранитов

По особенностям минерального состава среди гранитов выделяются следующие разновидности:

  • Плагиогранит — светло-серый гранит с резким преобладанием плагиоклаза при полном отсутствии или незначительном содержании калиево-натриевого полевого шпата, придающего гранитам розовато-красную окраску.
  • Аляскит — розовый гранит с резким преобладанием калиево-натриевого полевого шпата с малым количеством (биотит) или отсутствием темноцветных минералов.

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—15 см) и обычно представленные ортоклазом или микроклином, реже кварцем. Порфировидные граниты, в которых зерна калиево-натриевого полевого шпата розового цвета обрастают светло-серым плагиоклазом, приобретая округлые очертания, называются гранитом рапакиви. Такое строение способствует быстрому разрушению породы, её крошению.

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 году 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 нередко более мафический. В геохимическом отношении S- и I-граниты имеют близкие содержания большинства петрогенных и редких элементов, но есть и существенные различия. S -граниты относительно обеднены CaO, Na2O, Sr, но имеют более высокие концентрации K2O 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 давлении 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 континентальные 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—20 км). 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.

Применение

Станковая скульптура из красного гранита. Автор П. А. Фишман

Гранит является одной из самых плотных, твёрдых и прочных пород. Используется в строительстве в качестве облицовочного материала. Кроме того, гранит имеет низкое водопоглощение и высокую устойчивость к морозу и загрязнениям. Вот почему он оптимален для мощения как внутри помещения, так и снаружи. Однако стоит помнить, что такое помещение будет иметь несколько более высокий радиационный фон, в связи с чем не рекомендуется облицовывать некоторыми видами гранита жилые помещения. Более того, некоторые виды гранита рассматриваются как перспективное сырье для добычи природного урана. В интерьере гранит применяется также для отделки стен, лестниц, создания столешниц и колонн, украшения лестничных маршей балясинами из гранита, создания вазонов, облицовки каминов и фонтанов. В экстерьере гранит часто используется в качестве облицовочного, строительного (бутовый камень для фундаментов, заборов и опорных стен) или кладочного материала (брусчатка, брекчия). Гранит используется также для изготовления памятников и на гранитный щебень. Первый добывается на блочных карьерах, второй — на щебневых. Из гранита изготавливают поверочные плиты вплоть до класса точности 000.

Проблема происхождения гранитов

Гранитные скалы.

Граниты играют огромную роль в строении коры континентов Земли. Но, в отличие от магматических пород основного состава (габбро, базальт, анортозит, норит, троктолит), аналоги которых распространены на Луне и планетах земной группы, о существовании гранитов на других планетах солнечной системы имеются лишь косвенные свидетельства. Так, имеются косвенные признаки существования гранитов на Венере. 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. Первый состав Земли реконструируется как близкий составу хондритов. Из таких пород могут выплавляться базальты, но никак не граниты. Эти факты привели петрологов к постановке проблемы происхождения гранитов, привлекавшей внимание геологов много лет, но и до сих пор далёкой от полного решения.

В настоящее время о происхождении гранитов известно довольно много, но некоторые принципиальные проблемы остаются пока нерешенными. Одна из них — это процесс образования гранитов. При частичном плавлении твердого корового вещества, ясно определимые твердые остатки — реститовые кристаллические фазы, не перешедшие в расплав — встречаются в них относительно редко. Небольшое количество остаточного материала можно видеть в S-гранитах и I-гранитах. Однако в Р- и А-гранитах реститовые фазы обычно не диагностируются. С чем это связано — с полным разделением твердых фаз и расплава в процессе подъёма магматического материала, с последующим преобразованием твердых остатков, отсутствием критериев для их диагностики или же с дефектом самой петрологической модели — в настоящее время пока не выяснено. Проблема реститовых остатков вызывает и другие вопросы. При частичном плавлении амфиболсодержащих пород повышенной кислотности можно получить лишь около 20 % низкокалиевого гранитного материала. При этом должно оставаться 80 % безводного твердого остатка, состоящего из пироксена, плагиоклаза или граната. Хотя породы в нижней части континентальной коры имеют близкий минеральный состав, их обломки, вынесенные вулканами, не несут геохимических признаков тугоплавкого остаточного материала. Есть предположение, что этот материал был каким-то образом погружен в верхнюю мантию, однако прямые доказательства реальности этого процесса отсутствуют. Не исключено, что и в данном случае петрологическая модель нуждается в корректировке.

Есть и другие неясности при изучении процесса происхождения гранитов. Однако современные методы исследования достигли такого уровня, который позволяет надеяться на то, что правильные решения будут найдены в ближайшее время.

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

Месторождения гранита

Месторождения гранитов имеются на каждом материке нашей планеты. Наиболее крупные месторождения гранитов имеются в местах выхода кристаллического фундамента на поверхность в Карелии: Купецкое, Дугорецкое. Крупнейшим в Европе является Шкурлатское месторождение в Воронежской области (близ города Павловска). Гранит-рапакиви более 100 лет добывается в Ленинградской области на карьере «Возрождение».

На Урале гранит добывается на Мансуровском, Южно-Султаевском, Головыринском месторождениях. Серые и розовые граниты встречаются на Кавказе (Кабардино-Балкария) и в Якутии (Талое).

Граниты кирпично-красного цвета добывают на Верхне-Чебулинском месторождении Кемеровской области, бежевого цвета на Удаловском месторождении республики Алтай. Крупнозернистая порода розовато-оранжевого оттенка найдена на Ушканском месторождении Красноярского края. Высоко декоративный амазонитовый голубовато-зеленый гранит добывается на двух месторождениях Читинской области: Чалотуйском и Этыкинском.

Крупные месторождения гранита известны на Скандинавском полуострове (связаны с выходами кристаллического фундамента на поверхность) и США.

История гранитового камня

Один современный лирик в стихах с описанием гранита рассуждает о его названии. Созвучие автор находит со словом «грань», ассоциируя минерал то с гранями могильных плит, то с границами бытия. Но на самом деле этимология термина имеет латинские корни.

Самым первым, кто употребил определение, был итальянский естествоиспытатель Цезальпинус. Он-то и создал слово, производное от латинского «granum» — «зерно», и употребил его в научном контексте своего труда «De metallicis» (1596). Но, конечно, сам камень давным-давно использовался при возведении фундаментальных построек древних империй – Египта, Рима, Индии.

Важность минерала в том, что он играет значительную роль в составе земной коры. Есть даже целиковые гранитовые горы, например, знаменитый Монблан. Может, поэтому надёжность ассоциируют с прочностью гранита. Примечательно, что его кристаллы не встречаются на других небесных телах. Для сравнения: базальт попадается в поверхностной структуре Луны и планет земной группы. Вот почему геологи сочинили про камень поговорку: «гранит – визитная карточка Земли».

Гранит как минерал

Состав породы

Гранит – это уникальный минерал магматического происхождения. Он богат кремнезёмом и включает следующие компоненты:

  1. калиевый полевой шпат;
  2. кислый плагиоклаз;
  3. кварц;
  4. слюда (биотит или мусковит);
  5. амфибол;
  6. пироксен (очень редко).

Элементов, которые содержит структура гранита, много. Состав отдельных экземпляров может разниться. Бывает, что порода содержит второстепенные включения. В этом ряду попадаются графит, турмалин, тальк, железная слюда. Поэтому для простоты изучения был выведен средний химический состав гранита.

Учёный P. Дэли представил его в виде длинной формулы, отражающей процентное соотношение элементов: SiO2-70,18; Al2O3-14,47; K2O-4,11; Na2O -3,48; CaO — 1,99; FeO-1,78; Fe2O3-1,57; H2O-0,84; TiO2 — 0,39; MnO — 0,12;MgO — 0,88; P2O5- 0,19. С этой точки зрения выделяют следующие виды гранита: калиевые, калиево-натриевые и натровые.

Характеристики гранита относят его к минералам кристаллически-зернистой структуры. В зависимости от условий, в которых природное происхождение гранита протекало, формируются разные типы минерала по структуре. Крупно- и среднезернистые экземпляры возникают при медленном охлаждении, когда процессы кристаллизации отличаются полнотой и завершённостью. При скором охлаждении магмы выходят мелкозернистые стекловатые кристаллы.

Описание гранита может содержать такие определения камня, как микролитовый, когда между кристалликами-зёрнами есть пустые полости, и ячеистый (друзовый). Ячеистый не содержит промежутков между зёрнами – они заполнены разнообразными включениями. Это тоже следствие условий формирования породы.

Какого цвета бывает гранит?

Он, может быть, и не самый красочный камень, но его палитра далеко не бедная. На первом месте – серый гранит. Эти тона обусловили виды полевых шпатов – обязательного компонента, без которого минеральный состав камня немыслим. К декоративным разновидностям можно отнести амазонитовый, в котором преобладают голубовато-зеленоватые тона. Попадаются розоватые, оранжевые, красные цвета гранита.

Кварц, другой важный компонент, чаще даёт в фактуре бесцветные зернышки, но есть и чернокварцевый, чёрный гранит. Очень красивы аметистовые кристаллы, имеющие лилово-розовый отлив, а исключительная редкость – это минерал с голубым кварцем.

Рисунок камня во многом зависим от скоплений темноцветных включений – разновидностей полевого шпата и кварца и отличается однообразием. Самый популярный узор минерала – пятнистый, крапчатый. На втором месте – полосчато-волнистые рисунки. Реже наблюдаются цепочки из «колец» темных кварцев и черного биотита. Красиво, если на камне есть вкрапления искристых шпатовых кристаллов, которые могут иметь плоскую форму. Если они вытянуты по осям в одну сторону, то при распиловке получается полосчато-пунктирный узор. Благодаря таким особенностям порода является прекрасным декоративным материалом.

Свойства камня

Эта минеральная порода – одна из самых прочных на Земле. Шутка ли, земная кора – фундамент нашей планеты – держится на ней. Камень обладает высшей устойчивостью ко многим разрушительным процессам: сжатию, трению, выветриванию, истиранию. Лучшими сортами считаются мелкозернистые разновидности, которые способны хранить незыблемость 500 лет. Только по истечении такого срока можно найти первые следы камнекрушения.

Твердость по шкале Мооса получила оценку 7, это достаточно много. И если за цвет гранита отвечает полевой шпат, то твёрдость и прочность гарантирует кварц. Он же обеспечивает термостойкость: чтобы твердыня начала плавиться, нужен разогрев в 700 ˚С. Возможно, поэтому многие древнейшие сооружения из камня сохранились до наших дней. Плотность гранита тоже в показателях выше среднего. Кубик камня с сантиметровыми гранями троекратно превышает такой же объём воды по тяжести.

Свойства камня ещё включают экологичность и эргономичность. Все виды природного камня безопасны, не излучают радиацию, ограничений в применении для строительных работ не имеют.

Места добычи

Месторождения гранитовой породы имеют глобальный размах. Только в одной России есть 50 мест добычи, откуда вывозят камень разных видов и сортов. Преимущественно, это серый гранит и разновидности белого и коричневого цвета. Декоративные камни – розовый и красный гранит – находят на Кольском полуострове, карельских месторождениях и в Ленинградской области.

Примечательны залежи Украины, особенно месторождение «Кристаллический щит», шириною в 200 км. Оно расстилается с северо-запада на юго-восток на 1000 км по территории страны. Криворожские карьеры дают миру редкий чёрный гранит, а высококачественным облицовочным камнем богат Житомирский край.

Европейские месторождения тоже вносят свой вклад в добычу красивых сортов минерала. Италия, а конкретнее Сардиния, богата светло-розовыми и нежно-серыми породами. Другие популярные и менее ценные виды содержат болгарские, португальские, испанские, финские месторождения. Добывается полезное ископаемое также в Германии и в Великобритании.

Тем не менее, лидером по добыче породы является Сомали, а вслед за ним Эфиопия и другие страны африканского континента. В совокупности их показатели составляют не менее 120 000 м³ за год. Там добываются так называемые порфировидные камни, минералы красного окраса, а также светло-серые виды. Намибия богата залежами темно-синих образцов, которые относятся к редким минералам.

Где применяют камень?

В гранит закованы берега больших рек, из него выстроены крепостные стены старых замков. Огромные валуны этой полнокристаллической породы украшают национальные заповедные зоны. А в современных городах пешеходы любуются гранитной брусчаткой под ногами – многие набережные, центральные улицы вымощены этим камнем. Не говоря уже о том, что невозможно сосчитать, сколько памятников и мемориальных плит в мире выточено из него. И это далеко не всё, что делают из гранита. Тем более что современные технологии обработки камней расширяют возможности и фантазию человека.

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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *