Какие свойства у гранита только свойствами
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 11 апреля 2020;
проверки требуют 7 правок.
Грани́т (через нем. Granit или фр. granit от итал. granito — «зернистый») — магматическая плутоническая горная порода кислого состава нормального ряда щёлочности из семейства гранитов. Состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюд — биотита и/или мусковита. Граниты очень широко распространены в континентальной земной коре. Эффузивные аналоги гранитов — риолиты. Плотность гранита — 2700 кг/м³, прочность на сжатие до 300 МПа. Температура плавления — 1215—1260 °C[1]; при присутствии воды и давления температура плавления значительно снижается — до 650 °C. Граниты являются наиболее важными породами земной коры. Они широко распространены, слагают основание большей части всех континентов и могут формироваться различными путями[2].
Минеральный состав[править | править код]
- полевые шпаты (кислый плагиоклаз и калиевый полевой шпат) — 60-65 %;
- кварц — 25-35 %;
- слюды (биотит) — 5-10 %.
Средний химический состав: SiO2 68-73 %; Al2O3 12,0-15,5 %; Na2O 3,0-6,0 %; CaO 1,5-4,0 %; FeO 0,5-3,0 %; Fe2O3 0,5-2,5 %; К2О 0,5-3,0 %; MgO 0,1-1,5 %; ТіO2 0,1-0,6 %.[3]
Разновидности гранитов[править | править код]
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.
- Роговообманковый и роговообманковый-биотитовый — гранит с роговой обманкой вместо биотита или наряду с ним.
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[4].
Геохимические классификации гранитов[править | править код]
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[5]. 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[править | править код]
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.
Изменения[править | править код]
При химическом выветривании гранита из полевых шпатов образуется каолин и другие глинистые минералы, кварц обычно остаётся неизменным, а слюды желтеют и поэтому их часто называют «кошачьим золотом».
Полезные ископаемые[править | править код]
С гранитом связаны месторождения Sn, W, Mo, Li, Be, B, Rb, Bi, Ta, Au Эти элементы концентрируются в поздних порциях гранитного расплава и в постмагматическом флюиде. Поэтому его месторождения связаны с апогранитами, пегматитами, грейзенами и скарнами. Для скарнов также характерны месторождения Cu, Fe, Au.
Применение[править | править код]
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[6], 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[править | править код]
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[7]. Среди геологов существует выражение «Гранит — визитная карточка Земли»[8].
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 нерешёнными. Одна из них — это процесс образования гранитов. При частичном плавлении твердого корового вещества, ясно определимые твёрдые 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 твёрдых фаз и расплава в процессе подъёма магматического материала, с последующим преобразованием твёрдых 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[9]), что расплав непрерывно обогащается кремнием, натрием, калием и другими легкоплавкими компонентами. Поэтому Боуэн предположил, что граниты могут являться последними дифференциатами базальтовых расплавов.
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Глинка С. Ф., Левинсон-Лессинг Ф. Ю. Гранит // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Романова М. М. История представлений о происхождении гранитов. — М.: Наука, 1977. — 187 с.
Ссылки[править | править код]
- Гранит в БСЭ
- Происхождение гранита (англ.)
- Гранит. Каталог Минералов. Дата обращения 25 декабря 2017.
Источник
Среди всего множества горных пород Земли основную группу составляют магматические, которые образовывались в течение миллионов лет в толще земной коры из вулканической лавы. К таким породам относится и один из основных
строительных материалов – гранит. Свойства данного камня давно были изучены людьми. Это привело к тому, что он широко использовался в строительстве в прошлом, применяют его и сейчас. Огромное количество памятников и сооружений древности сохранилось до наших времен благодаря тому, что они были сделаны из гранита. Его уникальный состав, красивая зернистая структура и полезные свойства делают этот камень очень популярным строительным материалом.
Месторождения гранитов
Образуется эта горная порода в результате застывания магмы на большой глубине. Воздействие на нее оказывает высокая температура, давление, поднимающиеся из толщи земной коры газы и испарения. Под влиянием этих факторов и получается такая неповторимая структура, игра света и тени, которую мы наблюдаем у этого камня. Чаще всего он бывает серого цвета, но иногда добывают красный или зеленый гранит. Свойства его зависят от величины составляющих его зерен. Он бывает крупнозернистый, среднезернистый и мелкозернистый (самый
прочный).
Залегает эта горная порода обычно на большой глубине, но иногда выходит на поверхность. Месторождения гранита встречаются на всех материках и почти во всех странах, но больше всего их в Сибири, Карелии, Финляндии, Индии и Бразилии. Добыча его довольно дорогостоящая, так как залегает он в виде огромных пластов, часто простирающихся на несколько километров.
Состав этого камня
Гранит относится к полиминеральным породам, образованным несколькими веществами. Больше всего в его составе полевого шпата, который и определяет его цвет. Почти четверть занимает кварц, представляющий собой включения полупрозрачных голубоватых зерен. Гранит содержит и другие минералы (например,
до 10% в нем может быть турмалина, до 20% слюды), а также вкрапления железа, марганца, монацита или ильменита.
Основные свойства гранита
Достоинства этого камня позволяют и сейчас нам любоваться архитектурными сооружениями, сделанными из него в древности. Какие же свойства гранита обуславливают его широкое использование?
1. Долговечность. Мелкозернистые сорта гранита проявляют первые признаки истирания только через 500 лет. Поэтому иногда его называют вечным камнем.
2. Прочность. Гранит считается самым прочным после алмаза веществом. Он устойчив к сжатию и трению. Это объясняется свойствами кварца, входящего в его состав. Кроме того, становится понятно, почему эта порода такая прочная, после того как найден ответ на вопрос о том, какова плотность гранита. Она на самом деле очень высокой – почти три тонны на кубический метр.
3. Устойчивость к атмосферным воздействиям. Гранит может выдержать температуру от минус 60 до плюс 50 градусов Цельсия. Это очень важно в условиях холодного климата. Исследования доказали, что изделия из гранита не теряют своих свойств после 300-разового замерзания и оттаивания.
4. Водонепроницаемость. Именно благодаря этому свойству гранит такой
морозостойкий. Поэтому он идеально подходит для облицовки набережных.
5. Экологическая чистота. Гранит совсем не радиоактивен и поэтому безопасен для любых строительных работ.
6. Пожаростойкость. Этот материал начинает плавиться только при 700-800 градусах Цельсия. Поэтому облицевать им дом – это не только красиво, но и безопасно.
7. Легкость в обработке, сочетаемость с любыми строительными материалами и богатство фактур и расцветок делают его незаменимым для дизайна помещений.
8. Устойчивость к воздействию кислот и грибков.
Обработка гранита
Несмотря на прочность и высокую плотность породы, этот камень легко поддается обработке. Его довольно просто резать и полировать. Обычно в продажу поступают большие гранитные блоки, плиты или гранитная крошка и щебень. Из него делают плитку, столешницы и брусчатку. Богатство фактур этого натурального камня делает применение гранита приемлемым для оформления любого интерьера. Очень красиво смотрится необработанный камень, хорошо поглощающий свет. Отполированный до блеска, он проявляет все свои достоинства и красоту слюдяных вкраплений. При обработке породы методом скалывания получается рельефная структура с декоративным эффектом игры светотени. А некоторые виды серого гранита после термообработки становятся молочно-белыми.
Виды гранитов
Исходя из того, какие минералы входят в состав гранита, особенно стоит обратить внимание на темноцветные составляющие. Эти горные породы подразделяются на несколько групп: аляскит, лейкогранит, биотитовый, пироксеновый, щелочной и другие. Разными данные породы бывают и по структуре:
– порфировидный гранит, который содержит удлиненные вкрапления минералов;
– пегматоидный – отличается равномерной зернистостью кварца и полевого шпата;
– гнейсовидный – это равномерный мелкозернистый камень;
– финский гранит, который по-другому называется рапакиви, имеет круглые вкрапления красного цвета;
– письменный – очень интересная разновидность, в нем частички полевого шпата расположены в виде клиновидных полосок, похожих на древние письмена.
В последнее время стали использовать также искусственный гранит, созданный путем обжига глины с минералами. Называется такой камень керамогранитом и почти не уступает в свойствах натуральному.
Виды породы по цвету
Свойства и применение гранита зависят также от его расцветки. По этому признаку выделяют несколько групп породы:
– амазонитовый гранит из-за входящего в его состав зеленого полевого шпата имеет приятную голубовато-зеленую расцветку;
– розово-красный и красный лезниковский – самый прочный;
– очень распространены серые породы, и названия свои они получили от мест добычи: корнинский, софиевский, жежелевский;
– редким является белый гранит. К этой разновидности относят цвета от бледно-зеленого до жемчужно-серого.
Применение гранита
Этот камень уже многие столетия используется в строительных и облицовочных работах. Связано это с тем, что мелкозернистые его разновидности начинают разрушаться только через 500 лет. Он устойчив к различным воздействиям и очень прочен. Эти основные свойства гранита позволяют широко использовать его в строительстве. Где применяется минерал:
1. Большинство памятников и монументов делают именно из него.
2. Его прочность и устойчивость к истиранию позволяют использовать камень для изготовления ступеней, облицовки полов, подъездов и даже мостовых.
3. В условиях холодного климата наиболее востребованный строительный материал – это гранит. Свойства его позволяют облицовывать здания и даже набережные там, где
бывают суровые зимы.
4. Этот камень способен преобразить ваш дом как изнутри, так и снаружи. Дизайнеры с успехом используют его для изготовления колонн, лестниц, плинтусов, столешниц и перил. Облицовывают им также стены домов.
5. Применение гранита в бассейнах, ванных комнатах и фонтанах связано с тем, что он совсем не пропускает воду. А также не разрушается под ее воздействием.
Гранит в интерьере
В последние годы очень широко стал использоваться этот камень для оформления интерьера. Он прекрасно сочетается со всеми материалами: деревом, металлом и керамикой – и подходит для дизайна любого дома. Кроме облицовки стен и пола, еще во многих местах квартиры можно использовать гранит. Свойства его делают этот камень незаменимым для изготовления подоконников и столешниц на кухне. За ними легко ухаживать, они долговечны и не портятся от воздействия влаги и высокой температуры.
Очень широко используется гранит также и в ландшафтном дизайне. Дорожка или беседка, облицованные этим камнем, не будут бояться атмосферных воздействий и не потрескаются со временем. Красиво смотрятся клумбы, оформленные им, например, в стиле японского сада камней или в виде террасы. Очень удобно для изготовления бордюров и лестниц тоже применять гранит.
Свойства и применение этого камня давно изучены. И он с древности использовался человеком. С появлением новых технологий обработки гранит стал применяться еще чаще, ведь стало возможным улучшить его декоративные свойства.
Источник