Какие материалы входят в состав гранита. Какие породы образуют гранит? Памятники архитектуры из гранита

  • Минеральный состав гранита
  • Влияние состава на декоративность
  • Альтернативная классификация гранитов
  • Загадка гранита

    • Вы удивитесь, если узнаете, что гранитные массы составляют большую часть всего твердого вещества на планете Земля. Но являясь основанием земной коры, почти полностью сокрыты от наших глаз. Лишь гранитные скалы и открытые месторождения этой ценной породы дарят нам удовольствие использовать прочный, красивый материал в строительстве и отделке. Интересен и удивителен также сам состав гранита и физико-химические процессы его кристаллизации.

    В образовании гранитной горной породы участвовало много стихий: высокое давление, температура в тысячи градусов и постепенное остывание в течении тысячелетий в глубинах земной коры. Именно благодаря уникальному процессу кристаллизации мы имеем удовольствие любоваться непревзойденной красотой этого натурального камня.

    Каков же химический состав гранита?

    В образовании гранитного массива, прочнейшей горной породы после алмаза, корунда и топаза, участвует множество химических элементов, среди которых выделяют основные, определяющие состав гранита :

    • Железо
    • Калий
    • Марганец
    • Алюминий
    • Кремний
    • Натрий
    • Кальций
    • Кислород
    • Водород

    В незначительных количествах встречаются также литий, хром, титан, вольфрам.

    Входя в состав сложных химических соединений, перечисленные элементы образуют минералы, которые в виде спрессованных мелких зерен формируют знакомый нам гранит.

    Минеральный состав гранита

    Минералами принято называть однородные природные соединения (говоря простым языком, камни), имеющие в своем химическом составе только одно вещество.

    В составе гранита мы находим:

    Биотит - его меньше всего, от 5 до 10% от общей массы. Биотиты являются основным украшением гранитной породы: это знакомые всем блестящие слюды. Их вкрапления как раз и дарят взгляду волшебные переливы при изменении угла обзора. Формула биотита очень сложная, в его состав входят калий, марганец, железо, алюминий, водород и кислород.


    В незначительном количестве в составе гранита встречается также мусковит (это тоже слюда) - камень самых разных оттенков, от молочно-желтого до серебристого и зеленого.

    Кварц - те, кто хорошо помнит уроки химии, сразу скажут: это «природное стекло», или оксид кремния. Кварц составляет примерно 25-35% вещества гранитной породы.


    Полевые шпаты - это собирательная группа, в которую входят кислые плагиоклазы и преимущественно калиевые полевые шпаты. Процентное содержание этой группы камней самое большое и составляет от 60 до 65%. В состав гранита минералы этой группы попали не зря: это наиболее распространенный камень, составляющий примерно 50% от всей массы земной коры.


    Плагиоклаз - довольно интересный минерал в составе . В чистом виде это камень с острыми косыми плоскостями спайности, благодаря чему греки его так и назвали: «косой камень». Формула его также очень интересна: Ca. Получается, большей частью это просто окислившиеся металлы и кремний.


    Группа калиевых полевых шпатов - это четыре минерала, имеющих одинаковую формулу KAlSi 3 O 8 , но, благодаря разным условиям кристаллизации, получившим разную упорядоченность кристаллической решетки.

    Что входит в состав гранита, можно примерно определить по его цвету и текстуре: ведь на каждом месторождении встречается абсолютно неповторимая горная порода со своим уникальным минеральным строением и химическим составом.

    Как влияет состав гранита на его декоративность?

    Марок гранита огромное множество, и каждый камень обладает уникальной расцветкой, структурой, зернистостью и текстурой.

    Геологи условно разделяют гранитные породы на группы:

    • Плагиограниты - в минеральном составе гранита преобладают именно плагиоклазы, «отвечающие» за светло-серый цвет камня . Малое количество полевых шпатов лишь слегка может окрасить камень в светло-розовый оттенок.
    • Аляскиты - преимущественно минеральный состав гранита сложен из калиево-натриевых полевых шпатов с небольшими примесями биотитов. Аляскиты в чистом виде имеют розовый цвет.

    Однако мы знаем на практике, что цветовая гамма гранитных пород значительно шире. Все верно, разнообразнейшие цвета и оттенки получаются благодаря незначительным примесям окислов металлов, окрашивающих минералы в несвойственные им цвета.

    Благодаря таким «добавкам» в минеральный состав гранита мы можем видеть породы всех цветов:

    • Черные - марки Absolut Black или Black Galaxy, Габбро.
    • - Империал Рэд, Капустинский, Лезниковский.
    • Желтые - Сансет Голд, Кристал Еллоу.
    • Зеленые - Green Ukraine, Маславский (Verde Oliva), Батерфляй Грин.
    • Синие - Ультрамарин, Содалит Блю, Азул Макаубас.
    • Цветные - крупнозернистые или мелкозернистые, с самыми неожиданными сочетаниями цветов. Например, Дидковичский, Южно-Султаевский, Бэйнбук Браун.

    Огромное разнообразие натуральных камней в месторождениях по всему миру получено благодаря уникальному химическому составу гранита. Природа создавала кристаллизовавшиеся массы по особым «рецептам» и для каждой марки минеральный состав гранита совершенно неповторим.

    А что еще входит в состав гранита?


    Альтернативная классификация гранитов по принципу, что входит в состав гранита - магма или осадочные породы, широко используется за рубежом и сводится к выделению 4 групп:

    • S - считается, что гранитные породы этой группы сложены из продуктов плавления метаосадочных субстратов.
    • I - эту группу составляют оплавленные метамагматические субстраты.
    • M - кристаллизовавшиеся толеит-базальтовые магмы.
    • А - к дифференциатам магмы щелочно-бальзатоидного состава добавляются оплавленные нижнекоровые гранулиты.

    Ученые до настоящего времени ведут жаркие споры по поводу происхождения удивительного в самом деле камня, который, кстати, встречается только на Земле. До сих пор досконально не изучены физико-химические процессы кристаллизации, а также истинное происхождение кристаллизовавшихся масс.

    Но будь это видоизмененные осадочные породы или застывшие магматические массы, граниты поражают своей неповторимой красотой и высокой прочностью, благодаря чему широко используются в декоративной отделке.

    Великая загадка: почему минералы в составе гранита имеют именно такое соотношение?

    Еще один удивительный факт, ставящий в тупик практически всех геологов и химиков, может поразить кого угодно. Ведь если следовать общепринятой теории плавления твердого корового вещества, при образовании низкокалиевого гранитного материала, который составляет всего 20% от общей массы, должно остаться 80% твердого остатка, в котором нет воды. Это должны быть минералы: пироксен, тот же плагиоклаз или гранат. Но при исследованиях такие слои не обнаружены!

    Что таят глубины земной коры с огромными слоями гранитной породы, остается только предполагать. Одно только неоспоримо: состав гранита поистине неповторим, если найти похожие породы на других планетах ученым до сих пор не удалось.

    Ювелирные украшения всегда были отличным подарком как для девушек, так и для мужчин. В первую очередь ювелирные украшения указывают на социальный статус человека. Разумеется, кто-то предпочитает ювелирные украшения с драгоценными камнями, а кто-то с полудрагоценными или же с минералами.

    Каждый камень красив по-своему и имеет свои отличительные черты. Прежде чем надеть тот или иной камень и быть его хозяином, нужно знать что лежит в основе этого камня и для кого он больше подходит.

    Сегодня мы поговорим о довольно-таки необычном камне, который в качестве украшений вы встретите не на ювелирном изделии, а на памятниках, скульптурах и даже у себя под ногами.

    Да, вы не поверите, но гранит, это тоже один из тех камней, который завораживает и привлекает к себе внимание. Единственная особенность — камень используется для архитектурных изделий и построек.

    Очень часто его комбинирует с другими, подобными породами. Давайте подробнее разберемся, что же такого необычного в этом камне, почему он так ценится?

    Сведения о граните: из чего состоит?

    Гранит является распространённой горной породой. Месторасположения гранита сконцентрировано в земной коре. Этот камень создан непосредственно самой природой в натуральном виде. На самом деле, состав гранита уникален.

    Название минералов из которых состоит гранит :

    • слюда;
    • полевой шпат.

    По своей форме гранит – порода, имеющая зернистую структуру. Также нельзя не обратить особое внимание на прочность этой породы. Встретить гранит можно, как правило, чаще в светло-сером оттенке. Однако, не удивляйтесь, если вы встретите гранит таких оттенков, как розовый, жёлтый или даже зелёный.

    На самом деле из гранита получают блоки достаточно больших размеров, которые впоследствии удобны для применения отделки какой-либо поверхности. Из натурального камня изготавливаются элементы декорации.

    Помимо этого, гранит принимает участие в изготовлении памятников и каких-либо предметов интерьера. То есть, если вам необходимо подобрать какой-либо прочный материал, то гранит станет отличным решением. Очень часто гранит применяется в архитектуре.

    Из чего состоит гранит?

    Как уже отмечалось ранее, гранит обладает довольно-таки интересным составом и может похвастаться высокой прочностью благодаря своему же составу. Можно выделить самые главные компоненты, которые входят в состав этого камня: кварц и полевой шпат. На самом деле этот камень очень интересный и весьма загадочный.

    Ведь именно этот камень может принимать разные оттенки цвета и быть похожим на какой-либо другой камень. Цвет гранита в первую очередь зависит от того минерала, который в большей степени преобладает в его составе. , можно узнать здесь.

    Если говорить о полевом шпате, то, как правило, помимо этого минерала, в состав ещё входят альбиты, а также олигоклазом.

    Если рассматривать такую добавку, то стоит отметить, что именно в граните они выглядят в виде стекловидных зёрен. Если же в граните отсутствует один из названных выше компонентов, то его уже следует относить к другой разновидности минерала.

    При отсутствии нужного количества данных компонентов, гранит может попасть в такую разновидность горных пород, как диориты и кварцевые менониты. Как вы уже наверно поняли, состав гранита первую очередь влияет на то, к какому классу горных пород будет отнесен камень.

    Ведь состав имеет большое значение, и гранит характеризуется в первую очередь как прочная, горная порода, которая не подведёт.

    Цвет и структура гранита

    Гранит в первую очередь представляет собой горную породу магматического типа. Структуру гранита можно охарактеризовать, как зернистую. Примерно около 60% гранита составляют такой элемент, как полевой шпат. Примерно около 20-30 % состава составляет кварц. Остальные компоненты — мусковит и биотита.

    Граниты бывают различные по своей разновидности.

    Вы можете встречать такие граниты, как:

    • Сиениты;
    • Диориты;
    • Габбро;
    • и другие.

    Образования этих разновидностей было положено ещё в глубоких местах. Образование разновидности гранита стало следствием извержение магмы, которая впоследствии попала в образовавшиеся пустоты и земную кору. Предлагаем вашему вниманию статью о другом драгоценном , здесь.

    По своей структуре граниты подразделяются на:

    • мелкозернистые;
    • среднезернистые;
    • крупнозернистые.

    Именно размер зёрен оказывает значительное влияние на характеристику самого камня. Что нужно знать? В первую очередь необходимо знать, что чем меньше зерен, тем выше прочность данной породы. То, что касается цветовых характеристик гранита, то цветовая гамма довольно-таки обширная.

    Вы можете встретить гранит розового, красного, серого и чёрного цветов. Окрас в первую очередь зависит от окраса полевого шпата. Если вы хоть раз вживую видели гранит, то наверняка обращали внимание на маленькие искры, которые блестят. Именно этот блеск придает особое значение этому камню и привлекает внимание людей. Именно эти блестящие искры являются вкраплением слюды.

    Как образуется гранит?

    Образование гранита также имеет свою историю. На самом деле данная порода была открыта идеологами в 18-м веке. Происхождение этой горной породы связывалось напрямую с древним океаном. Геологи считали, что из морской воды кристаллы поселились на дно и осели там. Впоследствии этого происходило образование гранита.

    В начале 19-го века имело место быть и другая теория происхождения гранита и его образования. Появились люди, которые считали, что гранит это, прежде всего, порождение вулканической магмы.

    По мнению таких учёных, процесс образования гранита выглядел следующим образом: водные растворы с высокой температуры растворяли определённое количество химических элементов, которые входили в состав горных пород.

    Именно таким образом считали, что получается и образуется гранит. Конечно, такое мнение имело место быть, но это было далеко от истины. На сегодняшний день можно смело утверждать, что гранит напрямую связан с магмой и вулканическим явлением.

    Какие же существуют современные представления в возникновении этой породы? На самом деле образование гранита было объяснено американским геологом, который связал происхождение образования горных пород в связи с кристаллизацией базальтовой магмы.

    На самом деле, кристаллизация минералов в магний осуществляется в определённой последовательности. Затем происходит постепенное обогащение расплава при помощи разных химических элементов, которые поддавались лёгкому плавлению.

    Химическими элементами выступали такие как натрий, калий и кремний. Не согласиться с этим убеждением нельзя и на сегодняшний день происхождение гранита считается доказанным.

    Как видите, история показывает, что было очень много споров, касающихся образования гранита. Теперь вы знаете, откуда образуется прочный элемент.

    Физические и химические свойства гранита

    Говоря о граните, конечно, нельзя не отметить свойство как физические, так и химические. Ведь именно эти свойства оказывают большое влияние на поведение гранита.

    Итак, физические и химические свойства гранита:

    • Порода из гранита позволяет получать блоки достаточно больших размеров . Очень часто именно этот камень выбирают для архитектуры и какой-либо постройки.
    • Также этот камень очень востребован для возведения скульптур и различных памятников . Отличительной чертой является то, что эту породу можно очень хорошо и легко отполировать. Сама по себе данная порода непористая и именно этот фактор создает преграду для возникновения влаги и растрескивания.
    • Также на гранит не влияют перепады температуры. Ещё одной отличительной чертой является, что данная порода не поддается коррозии. Что же касается физических особенностей свойств, в первую очередь, то влияет структура самого гранита.
    • Как уже отмечалось ранее, существуют мелкозернистые породы. Именно они выглядят в маленьких размерах, но по своей структуре все немного иначе. Мелкозернистую породу намного легче обработать и произвести полировку.
    • К тому же, нельзя не отметить тот факт, что именно эта порода является наиболее долговечной. Если взять во внимание крупнозернистую породу, то здесь стоит отметить, прежде всего, быстрое истирание материала. В другой статье рассматривался аналогичный вопрос:

    Использование гранита

    На самом деле гранит находит широкое применение в наше время и очень распространен в использовании людьми. Итак, где же можно применять в наше время эту породу? Конечно, в первую очередь — это промышленное производство.

    Наверняка вы хотя бы один раз встречали бордюры, ступени и лестницы, выполненные из этой породы. Именно это позволяет сделать вывод, что гранит очень востребован в строительстве и архитектуре. Гранит используются при возведении предметов и скульптур, а также для облицовочного материала.

    Сегодня при помощи гранита производят вазы, столешницы, памятники и многие другие архитектурные объекты. Практически во всех городах вы сможете увидеть на улице плитку, выполненную из гранита. Очень часто предпочитают выполнять ступени и бордюры именно из этого материала.

    Также гранит очень часто и широко используется для облицовки пола и стен в доме или же в квартире. Гранит отлично сочетается с мрамором. Предметы, которые созданы именно в сочетание мрамора и гранита, обладают величием и привлекают внимание окружающих.

    Месторождения гранита

    Месторождение гранита отмечается в таких районах, как:

    • Хабаровский край;
    • Забайкалье;
    • Архангельская и Воронежская области;
    • Приморье.

    Именно на территории Украины можно найти крупное месторождение этой горной породы. Также в республике Средней Азии могут похвастаться месторождениями гранита.

    В Европе тоже есть немало стран, где можно найти немалое количество мест рождения этой породы:

    • Португалия;
    • Испания;
    • Италия;
    • Германия;
    • Великобритания и другие.

    Эти страны также обладают большими запасами гранита. Очень много стран имеют место, где происходит зарождение этой горной породы. Впоследствии эту породу можно применять в нашей жизни.

    Магические и лечебные свойства

    Как и каждый камень, гранит обладает своими магическими, а также лечебными свойствами. Конечно, этот камень, прежде всего, используется для отделки архитектуры и зданий. Многие не придают особого значения значимости этого камня.

    Ещё с древних времён этот камень был в почёте и оберегал в первую очередь от негативной энергии и эмоций. Из гранита строили бани для таких людей, как императоры и короли.

    Очень часто талисманы и амулеты выполнялись из гранита и использовались учителями, студентами и воспитателями. Именно те люди, которые посвящали большую часть своей жизни науке, педагогике, использовали этот камень в качестве поддержки и помощи.

    Камень, конечно же, обладает также и целебными свойствами. Он помогает облегчить боли при пневмонии, бронхите, заболеваниях, связанных с сердечно-сосудистой системой. Также данный минерал очень благоприятно влияет на позвоночник и суставы.

    Представляем вашему вниманию статью о магических свойствах , здесь.

    Какие же основные сведения о полезном ископаемом гранит имеются на сегодняшний день?

    Говоря об этом камне, нельзя не отметить то, какие интересные факты были выявлены на протяжении всей истории этой горной породы:

    1. Первое что стоит отметить – гранит содержит большое количество кислорода.
    2. Как уже говорилось ранее, гранит очень твёрдый материал и свои свойства он сохраняет в течение нескольких столетий.
    3. Этому камню не страшны никакие погодные условия.
    4. Гранит от природы имеет очень красивые цвета и не всегда бывает в сером цвете. Камень может радовать и меня обычными красками.
    5. Самым крепким гранитом считается мелкозернистая порода. Экспорт гранита в первую очередь осуществятся такими странами, как: Индия, Китай и Италия.

    Гранит (итал. granito, от лат. granum - зерно), магматическая горная порода, богатая кремнезёмом. Одна из самых распространённых пород в земной коре. Состоит из калиевого полевого шпата (ортоклаза, микроклина), кислого плагиоклаза (альбита, олигоклаза), кварца, а также слюды (биотита или мусковита), амфибола и редко пироксена. Структура гранита обычно полнокристаллическая, нередко порфировидная и гнейсовидно-полосчатая. Гранит преобладает среди интрузивных пород и занимает существенное место в геологическом строении Урала, Кавказа, Украины, Карелии, Кольского полуострова, Средней Азии, Сибири и др. Гранитные интрузии имеют возраст от архея до кайнозоя. Обычно граниты залегают среди горных пород в форме батолитов, лакколитов, штоков, жил и др. В процессе формирования гранитных тел и их охлаждения возникает закономерная система трещин, благодаря которой гранит в естественных обнажениях имеют характерную параллелепипедальную, столбчатую или пластообразную отдельность.

    История камня

    В конце XVIII века ученые всерьез полагали, что граниты образовались путем осаждения кристаллов на дне океана, заполненного морской водой. Эта гипотеза поддерживалась научной школой нептунистов, которую возглавлял немецкий геолог А.Г. Вернер (1749-1817). Однако уже в начале XIX века ошибочность такой интерпретации стала очевидной, и она уступила место концепции плутонистов, которые привели убедительные доказательства в пользу того, что граниты возникли в результате охлаждения и затвердевания силикатных расплавов - магм, поднимавшихся из глубин Земли. Первым сформулировал эту идею англичанин Дж. Геттон (1726-1797). В середине XX века происхождение гранитов стало предметом новой дискуссии. В качестве альтернативы представлений о магматической природе этих пород была высказана идея о возможности формирования гранитов путем преобразования (трансформации) пород иного состава при их взаимодействии с горячими водными растворами, которые приносят компоненты, необходимые для создания гранита, и выносят (растворяют) "лишние" химические элементы. Идея гранитизации земной коры под влиянием горячих растворов продолжает развиваться и в наши дни.

    Ранние дискуссии о природе гранитов происходили в то время, когда состав и условия залегания этих пород были известны лишь в общих чертах, а физико-химические процессы, которые могли привести к их образованию, оставались неисследованными. Во второй половине XX века ситуация коренным образом изменилась. К тому времени был накоплен большой объем информации о положении гранитов в земной коре, подробно изучен состав этих пород. Споры о возможном происхождении гранитов с позиций здравого смысла уступили место строгим термодинамическим расчетам и прямым экспериментам, воспроизводящим зарождение гранитных магм и их последующую кристализацию. Естественно, при этом возникли новые проблемы, однако уровень научной дискуссии стал совершенно иным.

    Автором одной из первых гипотез о происхождении гранитов стал Боуэн. 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 (ряд Боуэна), что расплав непрерывно обогащается кремнием, натрием, калием и другими легкоплавкими компонентами. Поэтому Боуэн предположил, что граниты могут являться последними диференциатами базальтовых расплавов.

    Общие сведения о граните

    Термин "гранит" отражает зернистое строение породы, хорошо заметное невооруженным глазом (от лат. granum - зерно). В древности этим словом называли любые крупнозернистые горные породы. В современной геологической литературе термин "гранит" употребляется в более узком смысле. Им обозначают полнокристаллические горные породы, которые состоят из Ca-Na и K-Na полевых шпатов (CaAl2Si2O8-NaAlSi3O8 и KAlSi3O8-NaAlSi3O8), кварца (SiO2) и некоторого количества Fe-Mg силикатов, чаще всего это темная слюда - биотит: K(Mg, Fe, Al)3(Al, Si)4O10(OH, F)2. Полевые шпаты в сумме составляют около 60% объема породы, кварц - не менее 30%, а Fe-Mg силикаты - до 10%. Для валового химического состава гранитов характерно высокое содержание кремнезема (SiO2), которое колеблется от 68-69 до 77-78 мас.%. Кроме того, граниты содержат 12-17 мас.% Al2O3, 7-11 мас.% суммы CaO + Na2O + K2O и до нескольких массовых процентов суммы Fe2O3 + FeO + MgO . Размер минеральных зерен в гранитах обычно варьирует от 1 до 10 мм. Отдельные кристаллы розового K-Na полевого шпата нередко достигают нескольких сантиметров в поперечнике и хорошо видны на поверхности полированных гранитных плит.

    Условия залегания гранитов

    Граниты - породы, характерные для верхней части континентальной земной коры. Они неизвестны на дне океанов, хотя на некоторых океанических островах, например в Исландии, распространены довольно широко. Граниты формировались на протяжении всей геологической истории континентов. По данным изотопной геохронологии, самые древние породы гранитного состава датируются 3,8 млрд лет, а самые молодые граниты имеют возраст 1-2 млн лет.

    Кварц-полевошпатовые гранитные породы образуют тела, которые первоначально не выходили на дневную поверхность. По геологическим данным, верхние контакты гранитных тел в момент образования располагались на глубине от нескольких сот метров до 10-15 км. В настоящее время граниты обнажены благодаря последующему подъему и размыву пород кровли. Согласно статистическим подсчетам, граниты составляют около 77% объема всех магматических тел, затвердевших на глубине в верхней части континентальной земной коры.

    Различают перемещенные и неперемещенные гранитные тела. Перемещенные граниты возникли в результате внедрения гранитной магмы и последующего затвердевания магматического расплава на той или иной глубине. Форма тел, сложенных перемещенными гранитами, весьма разнообразна - от небольших жил толщиной 1-10 м до крупных плутонов, занимающих сотни квадратных километров по площади и нередко сливающихся в протяженные плутонические пояса. Наряду с относительно тонкими гранитными пластинами (< 1-2 км по вертикали) известны плутоны, уходящие на глубину нескольких километров. Например, Эльджуртинский плутон на Северном Кавказе пересечен четырехкилометровой скважиной, которая не достигла нижнего контакта гранитов. В Береговом хребте Перу в Южной Америке граниты обнажены в интервале более 4 км и уходят на неизвестную пока глубину.

    Главные доказательства магматического перемещенных гранитов сводятся к следующему. Во-первых, формирование гранитных тел сопровождается локальными деформациями окружающих пород, которые указывают на активное внедрение гранитного расплава. Во-вторых, вблизи контактов с гранитами вмещающие породы испытали преобразования, вызванные нагревом. Судя по минеральным ассоциациям, возникшим в ходе этого процесса, начальная температура гранитных тел была выше температуры затвердевания гранитной магмы, которая, следовательно, была внедрена в жидком состоянии. Наконец, и в настоящее время происходят вулканические извержения, выносящие к поверхности магмы гранитного состава.

    В отличие от перемещенных гранитов, которые затвердевали значительно выше области своего зарождения, неперемещенные граниты кристаллизовались примерно на том самом месте, где возникли. Если перемещенные граниты - это обычно однородные породы, заполняющие те или иные объемы, то неперемещенные граниты чаще встречаются в виде полос, линз, пятен, измеряемых миллиметрами и сантиметрами в поперечнике, которые перемежаются с породами иного состава. Подобные образования называют мигматитами (от греч. мигма - смесь). Явные признаки активного механического внедрения гранитного материала в мигматитах отсутствуют; часто складывается впечатление, что этот материал пассивно замещает исходный субстрат. Отсюда и возникли представления о гранитизации тех или иных участков земной коры. Мигматиты формировались на глубине 5-7 км и более. Преобладающая их часть была образована в докембрийское время более 600 млн лет назад; возраст многих мигматитов измеряется миллиардами лет.

    Мигматиты и более крупные тела древних неперемещенных гранитов часто рассматривают как затвердевшие зоны генерации гранитной магмы, выведенные на современную дневную поверхность в результате последующего подъема земной коры. Поскольку глубоко размытые мигматитовые комплексы обнажены в одних местах, а менее глубинные перемещенные граниты - в других, проследить прямые соотношения между ними не удается.

    Гранитные магмы общий термин, используемый для описания магмы, близкой по составу к граниту, то есть, содержащие более 10% из кварца. Граниты связаны с вулканическими областями, континентальных щитов и орогенных поясов. Существует, две возможных теории происхождения гранита. Одна из них, известная как магматических теория гласит, что гранит является производным от дифференциации гранитной магмы. Вторая, известная как теория гранитизации гласит, что гранит образуется "на месте" в результате ультраметаморфизма. Существуют свидетельства, о правильности этих теорий и современным пониманием является то, что гранит рождается в результате обоих процессов, а во многих случаях, от сочетания двух.

    Состав источников гранитных магм

    Количественные соотношения между кварцем и полевыми шпатами в гранитах зависят от нескольких переменных, в том числе от давления. Учитывая теоретически рассчитанные и экспериментально подтвержденные зависимости, было установлено, что источники гранитных магм, отвечающих по составу реально наблюдаемым породам, расположены в континентальной земной коре на глубине от 10-15 до 30-40 км, где литостатическое давление равно 300-1000 МПа.

    Формирование низкокалиевых существенно плагиоклазовых гранитов связывают с частичным плавлением менее кремнекислых кварц-плагиоклаз-амфиболовых магматических пород, залегающих в нижней части континентальной земной коры. Сами эти породы были когда-то выплавлены из вещества верхней мантии Земли, залегающей на глубине более 40 км. Реакции плавления, приводящие к образованию гранитов, сводятся к дегидратации амфибола при нагревании корового вещества и переходу в расплав кварца и части плагиоклаза. Возможность получения низкокалиевых гранитных магм таким способом доказана многочисленными экспериментами. Показано, что к аналогичному результату приводит и частичное плавление кварц-гранат-пироксеновых пород, устойчивых в зонах более высокого давления. Модель хорошо согласуется с геохимическими особенностями низкокалиевых гранитов и начальным изотопным составом Pb, Sr, Nd, который соответствует изотопным меткам мантийного вещества. Вслед за И.В. Бельковым и И.Д. Батиевой, низкокалиевые граниты можно обозначить как первичнокоровые (сокращенно Р-граниты от английского термина "primary crustal granites"). Во все эпохи гранитообразования эти граниты появляются первыми и увеличивают объем гранитного вещества в земной коре. К этой генетической группе относятся и самые древние гранитные породы с возрастом около 3,8 млрд лет.

    Низкокалиевые Р-граниты, образованные на ранних стадиях геологической истории, занимают значительную часть континентальной земной коры и позднее неоднократно испытывали различные преобразования, в том числе и повторное плавление. В результате возникали разнообразные по составу граниты, которые в классификации австралийских петрологов Б. Чаппелла и А. Уайта выделены как I-граниты (igneous granites). Термин подчеркивает магматогенную природу корового вещества, вовлеченного в частичное плавление.

    I-гранитам противопоставляются S-граниты (sedimentary granites), источником которых, по Чаппеллу и Уайту, служат метаморфизованные (преобразованные в условиях высоких температур и давлений) осадочные кварц-полевошпатовые породы. В отличие от умеренно глиноземистых I-гранитов с не очень высокими содержаниями калия S-граниты богаты калием и пересыщены глиноземом, то есть (2Ca + Na + K) < Al, в них много слюды и часто содержатся высокоглиноземистые минералы. S-граниты лишены магнетита, что указывает на восстановительные условия зарождения и кристаллизации гранитных магм. Это обусловлено обогащением метаморфизованных осадочных пород графитом. Расплавы, затвердевающие в виде S-гранитов, обогащены водой и имеют относительно низкую начальную температуру. Они затвердевают на довольно большой глубине и, как правило, не имеют вулканических аналогов.

    В качестве особой генетической группы выделяют также А-граниты (alkaline, anhydrous, anorogenic granites). Эти породы обогащены щелочными металлами (Na и K) и содержат относительно мало алюминия так, что нередко (2Ca + Na + K) > Al. Судя по составу минералов, расплавы были бедны водой, но обогащены фтором. Если I- и S-граниты распространены в подвижных геологических поясах, то А-граниты тяготеют к стабильным блокам земной коры. Источниками А-гранитов служат кварц-полевошпатовые породы земной коры, испытавшие преобразования под воздействием глубинных щелочных растворов. Возможно, эти породы первоначально представляли собой "сухие" твердые остатки от предшествующих эпизодов частичного плавления; значительная часть воды была удалена с ранними порциями гранитного расплава.

    Рис. 1. Составы природных гранитов по О. Таттлу и Н. Боуэну, 1958. На диаграмме отражена плотность распределения точек, характеризующих составы гранитов. Внутренняя темная область соответствует максимуму плотности.

    

    Случалось ли вам рассматривать щебень, который используют в строительстве или для засыпки железнодорожного полотна? Обычно это довольно красивые небольшие обломки зернистого камня серого или красноватого цвета.


    Каменные зёрна ярко блестят на солнце, причём заметно, что структура минерала довольно неоднородна и состоит из частичек, разных по цвету. С большой вероятностью можно сказать, что камень является одним из видов гранита.

    Что такое гранит?

    Эта горная порода является синонимом твёрдости и крепости. Если хотят сказать о чём-то очень прочном, то говорят: твёрже гранита. И действительно, гранит является чемпионом по твёрдости среди горных пород, используемых в строительстве и отделке. Здания, возведённые из гранита, в течение сотен, а порой и тысяч лет стоят, удивляя нас своей красотой и долговечностью. Правда, в древности этот камень редко использовали для строительства, так как его очень тяжело обрабатывать, особенно вручную.

    Даже невооружённым глазом видно, что в состав гранита входят частички разных пород, т.е. его состав неоднороден. Об этом говорит даже название породы, которое образовано от латинского слова «granum» ,означающего «зерно, частица» .

    Разноцветные зёрна образуют великолепные природные узоры, благодаря которым гранит широко используется для отделки частных и общественных зданий, площадей, мемориальных комплексов и т.д. Высокая твёрдость и великолепная морозоустойчивость сделали гранит популярнейшей отделочной породой, которая отлично противостоит суровому российскому климату.

    Происхождение гранита

    В природе гранит разных видов образовывался двумя способами:

    — из расплава магмы, остывшей и кристаллизовавшейся в глубине земной коры в условиях высокого давления, благодаря чему образовалась чрезвычайно твёрдая и зернистая порода высокой плотности;

    — из смеси обломочных и осадочных пород, перемешанных с глинозёмом, которые в ходе тектонических процессов погрузились вглубь земной коры и там подверглись воздействию комплекса факторов – высокой температуры, сильного давления и раскалённых газов, что привело к спеканию частиц этих пород в твёрдый и прочный конгломерат.


    Образование гранита происходило несколько миллионов лет назад. В этот период на нашей планете шли активные процессы горообразования, постоянно происходили землетрясения и , пласты горных пород поднимались на поверхность, а другие опускались вглубь земной коры.

    Состав гранита

    Граниты разных сортов включают многие виды минералов, но в основе большинства лежит сочетание кварца и полевого шпата в различных пропорциях, с добавками других минералов. Состав гранита можно приблизительно определить по внешнему виду зёрен:

    — кварц – прозрачные либо голубоватые, дымчато-белые кристаллики;

    — серые и красноватые зёрна – полевой шпат;

    — прозрачные либо чёрные блестящие пластинки – слюда;

    — калиевый шпат – кремовые или розоватые зёрна;

    — олигоклаз – жёлтые, зеленоватые или голубоватые зёрна;

    — плагиоклаз – розовые зёрна.

    Различные сорта гранита могут иметь серую, красноватую, розовую, зеленоватую или почти чёрную окраску, многочисленные цветные включения и небольшие прожилки. Цветовая гамма определяется минералами, которые вошли в его состав.

    Применение гранита

    Несмотря на множество превосходных качеств, широкое применение гранит нашёл лишь в последние двести лет, когда появилась достаточная технологическая база для его обработки. Античный и средневековый мир довольствовались более мягкими мрамором и песчаником, и только относительно недавно способы распила и шлифовки усовершенствовались настолько, что стала возможной достаточно быстрая и качественная обработка самых твёрдых горных пород.

    Благодаря практически полному отсутствию пор гранит не пропитывается водой, поэтому без труда выдерживает многочисленные циклы замерзания и разморозки. Это позволяет использовать гранитные плиты в качестве наружной облицовки зданий и монументальных сооружений, для мощения улиц и площадей.


    Полированный гранит используется и во внутренней отделке: из него выкладывают полы, изготавливают лестницы и колонны, плитами облицовывают стены, бассейны, ванные комнаты. Из гранита вырезают столешницы, подоконники, ванны и раковины, изготавливают скульптурные композиции. Но наибольшее количество добываемого камня дробится и используется в качестве щебня для засыпки дорог, производства бетона и в строительных работах.

    Гранитом называется наиболее часто встречающаяся в земной коре магматическая интрузивная горная порода. В состав гранита входят различные элементы, отвечающие за различные характеристики камня, такие, как цвет, структура, прочность и многие другие. Благодаря этому, гранит считается полиминеральной горной породой, т.е. образованной несколькими составляющими.

    Состав гранита

    Природный гранит в связи с достаточно большим количеством в составе оксида кремния (SiO 2) считается кислой породой. Также в камне присутствует щелочь, магний, железо и кальций.

    Однако, одними из главных структурных составляющих гранита считаются полевой шпат и кварц. Именно наличие в камне кварца определяет его зернистую структуру, благодаря которой гранит и получил свое название (в переводе с латинского granum - «зерно»). В зависимости от размера зерен, в мире граниты подразделяются на:

    • мелкозернистые, имеющие максимальный размер зерна в 2 мм. Данная разновидность камня признана наиболее качественной благодаря своим определенным характеристикам.
    • среднезернистые, размер зерна которых колеблется в пределах от 2 мм до 10 мм;
    • крупнозернистые, имеющие зерна размером выше 10 мм. Крупное зерно негативно влияет на качество гранита, поскольку в связи с этим он плохо переносит сильное повышение температур, в результате чего способен увеличиваться в объеме и трескаться.

    Как правило, количество кварца в породе достигает 30% от ее общего объема. Стоит сказать, что кварц представляет собой высокотвердый минерал, участвующий в образовании достаточно большого количества магматических пород. Кварц является бесцветным элементом, однако в качестве горной породы, входящей в состав гранита, он может быть разного окраса - желтого, розового, красного, фиолетового и др.

    Шпат, присутствующий наряду с кварцем в составе гранита, является минералом силикатной группы. Его процентное содержание в камне составляет от 50% и выше. В породе данный элемент представлен калиевым полевым шпатом (ортоклазом, адуляром) и кислым плагиоклазом (олигоклазом, битовнитом, лабрадором и др.).

    За исключением кварца и полевого шпата в граните порядка 10% занимают другие вкрапления, к которым относятся биотит, литиевые слюды, мусковит, роговая обманка. Также в незначительных количествах в камне можно обнаружить акцессорные и щелочные минералы, которыми являются апатит, циркон, а также турмалин, гранат и топаз.

    Таким образом, ученые пришли к выводу, что состав гранита напрямую связан с процессом его формирования. В связи с этим, выделяют две основные теории формирования гранита. Согласно первой считается, что образование камня происходит в процессе кристаллизации магматического расплава. А вторая теория утверждает, что на формирование гранита воздействовал ультраметаморфизм. Т.е. давление, высокие температуры и флюиды, которые поднимались из глубинных пластов земли, повлияли на процесс гранитизации.

    Характеристики гранита

    Гранит является одной из наиболее прочных, твердых и самых долговечных горных пород.

    • Плотность гранита - 3,17 г/см 3 ;
    • Удельный вес - 2,7 г/см 3 ;
    • предел прочности во время сжатия в водонасыщенном состоянии - 550 кг/см 2 ;
    • водопоглощение - 0,2%;
    • морозостойкость - 25;
    • коэффициент снижения прочности - 0,9;
    • твердость по шкале Мооса - 6-7;
    • истираемость - 1,4г/см 2 м.
    Таблица 1. Свойства гранита
    Характеристика Значение
    Плотность, кг/м 3 2600-3000
    Кратковременная прочность, МПа
    При сжатии 150-300
    При растяжении 3-5
    При изгибе 35-50
    Модуль упругости при изгибе, МПа×10 -4 4-6
    Коэффициент Пуассона 0,25
    Коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С) 3,5
    Удельная теплоемкость, Дж/ (кг °С) 980
    Температурный коэффициент линейного расширения, °С×10 6 7-19
    Водопоглощение за 24 час, % 0,05-0,1
    Относительная демпфирующая способность 0,6
    Физические свойства
    Цвет пёстрый, красный, розовый, серый
    Твердость 5-7
    Радиоактивность слабая GRapi
    Электропроводность нет

    Таким образом, данные свойства гранита обеспечивают материалу:

    • долговечность. Считается, что мелкозернистый камень способен прослужит более 500 лет, что дает ему право называться вечным камнем;
    • прочность. По данному показателю гранит уступает только алмазу. Также он не поддается сжатию и трению благодаря наличию в составе уже упомянутого кварца.
    • устойчивость к негативным воздействиям атмосферы. Камень абсолютно никак не изменяется при температуре от -60 0 С до +50 0 С. Кроме того, ученые выяснили, что многократное замерзание и оттаивание данного материала никоим образом не сказывается на его качестве, а также свойствах.
    • водонепроницаемость. Данное свойство обеспечивает камню морозостойкость. Это является очень важным аспектом при облицовке таких мест, как набережные.
    • экологическая чистота. Гранит не обладает радиоактивностью, в связи с чем, его использование доступно абсолютно при любых строительных и монтажных работах.
    • пожаростойкость. Температура плавления гранита превышает 700 0 С. Это является основной причиной, по которой гранит целесообразно использовать при облицовке зданий. Кроме того, что гранит обеспечивает надежную пожарную безопасность, он еще и придает зданию эстетически красивый внешний вид.
    • легкость обработки. Гранит отлично сочетается с абсолютным большинством стройматериалов, а также легко поддается шлифовке, резанию и другим видам обработки.
    • устойчивость к кислотам и грибковым образованиям.

    Типы гранита

    Гранит классифицируется согласно особенностям минерального и химического состава камня. Так, по количеству содержания полевого шпата в породе, гранит подразделяется на:

    • щелочно-полевошпатовый. Максимальное содержание плагиоклаза в данном типа породы достигает 10%, но не более того;
    • собственно гранит, который содержит плагиоклаз от 10 % до 65%;
    • гранодиорит. В его состав входит от 65% до 90% плагиоклаза.
    • тоналит, который содержит более 90% плагиоклаза.

    Кроме этого, порода также классифицируется по содержанию в ней второстепенных темноцветных минералов. Таким образом, согласно этому, гранит подразделяется на:

    • аляскит. Темноцветные металлы в данном типе гранита отсутствуют.
    • лейкогранит. Содержит незначительное количество темноцветных металлов в своем составе;
    • двуслюдяной гранит. Кроме основных породообразующих компонентов имеет в своем составе мусковит и биотит;
    • щелочной гранит. Отличается наличием эгирина и амфиболов в своем составе.
    • биотитовый;
    • пироксеновый.

    Кроме этого, среди гранитов также различают сиениты, тешениты, диориты.

    По структуре гранит бывает следующих типов:

    • порфировидный. Имеет удлиненные или изометрические кварцевые вкрапления и вкрапления ортоклаза;
    • пегматоидный. Имеют равномерную зернистость с различным количеством вкраплений полевого шпата и кварца;
    • финляндский. Данный тип характеризуется вкраплением круглого ортоклаза;
    • гнейсовидный. Имеет равномерную зернистую структуру, параллельно с которой располагаются чешуйки слюды.
    • мусковитовый. В состав таких гранитов входит мусковит, кварц и ортоклаза.

    Кроме того, что гранит различается по своему составу, структуре, и многим другим характеристикам, камень также подразделяется согласно месту его добычи на:

    • амазонитовый;
    • лезниковский;
    • софиевский;
    • корнинский;
    • жежелевский.

    Указанные типы отличить друг от друга помогает характерный цвет, который приобретается гранитов в процессе своего формирования согласно определенным условиям. Так последние три типа отличаются серыми оттенками и редким белым окрасом. Амазонитовый гранит характеризуется зеленым цветом и голубоватым оттенком. А лезниковский гранит отличается красным и розовым окрасом.



    Рекомендуем почитать