Состав, происхождение и свойства гранита. Цветовая гамма

Гранит — в нескольких словах о популярной породе

Название от лат.

granum – зерно.

Структура гранита кристаллически-зернистая. По химическому составу граниты представляют собой богатые кремнекислотой, обогащенные щелочами, более или менее бедные магнием, железом и кальцием породы. Состав (средние значения): полевые шпаты – 60-65% (ортоклаз и плагиоклаз, причем первый преобладает), кварц – 25-30% и темноцветные мине¬ралы – 5-10% (главным образом биотит, значительно реже роговая обманка и турмалин). Граниты весьма крепкие породы: временное сопротивление сжатию 1200-1800 кг/см², редко снижающееся до 1000 и иногда повышающееся до 3000 кг/см².

Происхождение гранита

Происхождение гранита магматическое: он – продукт кристаллизации кислой магмы в глубинных зонах земной коры. В поздние эпохи развития Земли, особенно в связи с горообразовательными процессами, граниты образовывались из масс осадочных, глинистых и обломочных пород, которые вследствие тектонических перемещений попадали в более глубокие горизонты земной коры. Под воздействием высоких давлений и температур в сочетании с горячими газами («летучие компоненты») осадки подвергались расплавлению (переплавлению) с образованием гранитов.

Состав гранита

По содержанию и характеру темноцветных минералов выделяются следующие разновидности гранита: аляскит (не содержащий темноцветных); лейкократовый гранит (лейкогранит) с пониженным содержанием темноцветных; биотитовый гранат (наиболее обычный; темноцветные представлены биотитом, их содержание – 6-8%); двуслюдяной гранит (с биотитом и мусковитом); роговообманковый и рогово-обманково-биотитовый гранит (с роговой обманкой вместо биотита или наряду с ним); щелочной гранит (с эгирином и щелочными амфиболами; полевые шпаты – ортоклаз или микроклин и альбит).

По структурно-текстурным особенностям различают разновидности: порфировидный гранит – содержит удлиненные либо изометричные вкрапления, более или менее существенно отличающиеся по размерам от минералов основной массы (иногда достигают 5-10 см) и обычно представленные ортоклазом или микроклином и кварцем; пегматоидный гранит – равномерно зернистая гранитная порода с размером выделений полевого пшата и кварца 2-3 см; рапакиви, или финляндский гранит, – порфировидный гранит, в котором обильные округлые вкрапления красного ортоклаза величиной 3-5 см окружены каймой серого или зеленовато-серого олигоклаза, а основной массой служит агрегат зерен ортоклаза, плагиоклаза, кварца, биотита и роговой обманки; гнейсовидный гранит – равномерно- и обычно мелкозернистый гранит, в котором наблюдается общая грубо параллельная ориентиров¬ка чешуек слюды или призматических зерен роговой обманки.



Похожие статьи:

Следующие статьи:

Предыдущие статьи:



Главная :: Минералы и горные породы

Гранит

Горная порода Гранит

Английское название: Granite

Минералы в составе горной породы Гранит: БиотитКварцМусковитПлагиоклазПолевой шпат

Гранит — кислая плутоническая горная порода нормального ряда из семейства гранитов. Состоит из кварца, плагиоклаза калиевого полевого шпата и слюд — биотита и/или мусковита. Эти горные породы очень широко распространены в континентальной земной коре. Эффузивные аналоги гранитов — риолиты.

Роль гранитов в строении верхних оболочек Земли огромна, но в отличие от магматических пород основного состава (габбро, базальт, анортозит, норит, троктолит), аналоги которых распространены на Луне и планетах земной группы, эта порода встречаются только на нашей планете и пока не установлены среди метеоритов или на других планетах солнечной системы. 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. Первичный состав Земли реконструируется как близкий составу хондритов. Из таких пород могут выплавляться базальты, но никак не граниты.
Эти факты о граните привели первых же петрологов к постановке проблемы происхождения гранитов, проблемы, привлекавшей внимание геологов много лет, но и до сих пор далёкой от полного решения. О граните написано очень много научной литературы.
Автором одной из первых гипотез о происхождении гранитов стал Боуэн — отец экспериментальной петрологии. На основании экспериментов и наблюдений за природными объектами он установил, что кристаллизация базальтовой магмы проиходит 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 гранитоиды могут являться последними дифференциатами базальтовых расплавов.

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 г. 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 не редко более мафический. В геохимическом отношении S- и I имеют близкие содержания большинства петрогненных 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 гранитоиды, 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 Р=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 континетальные 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 — 20км). Кроме того, гранитный магматизм характерен для активных континентальных окраин (Андские батолиты), и, в меньшей степени, для островных дуг.

В очень малых объёмах образуются они и в срединно-океанических хребтах, о чём свидетельствует наличие обособлений плагиогранитов в офиолитовых комплексах.

По содержанию темноцветных минералов выделяют следующие разновидности:

  • роговообманковый
  • биотитовый
  • роговообманково-биотитовый
  • двуслюдяной
  • слюдяной
  • гиперстеновый (чарнокит)
  • авгитовый
  • графитовый
  • диопсидовый
  • кордиеритовый
  • малаколитовый
  • пироксеновый
  • энстатитовый
  • эпидотовый

По разновидностям калиевого полевого шпата выделяются разновидности:

  • микроклиновый
  • ортоклазовый

Текстура гранитов массивная с весьма незначительной пористостью, характеризующаяся параллельным расположением минеральных компонентов. По величине зерен, составляющих породу минералов, различают три структуры гранита: мелкозернистая с размерами зерен до 2 мм, среднезернистая — от 2 до 5 мм и крупнозернистая — свыше 5 мм. Размеры зерен сильно влияют на строительные свойства пород гранита: чем мельче размеры зерен, тем выше прочностные характеристики и долговечность пород.
Эти породы плотны, прочны, декоративны, хорошо поддаются полировке; имеют обширную гамму цветов от черного до белого. Граниту характерна объемная масса 2,6-2,7 т/м3, пористость менее 1,5%. Предел прочности при сжатии составляет 90-250 МПа и выше, при растяжении, изгибе и срезе — от 5 до 10% от этого значения.
Гранитом называют явнокристаллическую крупно-, средне- или мелкозернистую массивную изверженную породу, образовавшуюся в результате медленного остывания и затвердевания на большой глубине магматического расплава. Гранит может сформироваться также при метаморфизме, в результате процессов гранитизации различных пород. Отдельным гранитным массивам зачастую приписывается то магматическое, то метаморфическое, а то и смешанное происхождение.
Окраска преимущественно светло-серая, но нередки также розовые, красные, желтые и даже зеленые (амазонитовые) разновидности называют гранитом.
Строение обычно равномернозернистое, большинство зерен имеет неправильную форму вследствие стесненного роста при массовой кристаллизации. Встречаются порфировидные гранитные массивы, в которых на фоне мелко- или среднезернистой основной массы выделяются крупные кристаллы полевых шпатов, кварца и слюды. Главные породообразующие минералы гранита — полевой шпат и кварц. Полевой шпат представлен в основном одним или двумя видами калиевого полевого шпата (ортоклазом и/или микроклином); кроме того, может присутствовать натриевый плагиоклаз — альбит или олигоклаз. Цвет гранита, как правило, определяет преобладающий в его составе минерал — калиевый полевой шпат. Кварц присутствует в виде стекловидных трещиноватых зерен; обычно он бесцветен, в редких случаях имеет голубоватый оттенок, который может приобретать вся порода.
В меньших количествах гранит содержит один или оба самых обычных минерала группы слюд — биотит и/или мусковит, а кроме того, рассеянную вкрапленность акцессорных минералов — микроскопических кристалликов магнетита, апатита, циркона, алланита и титанита, иногда ильменита и монацита.

Спорадически наблюдаются призматические кристаллы роговой обманки; в числе акцессориев могут появляться гранат, турмалин, топаз, флюорит и др. С увеличением содержания плагиоклаза гранит постепенно переходит в гранодиорит. С уменьшением содержания кварца и калиевого полевого шпата гранодиорит происходит постепенный переход в кварцевый монцонит, а затем — кварцевый диорит. Породу с низким содержанием темноцветных минералов называют лейкогранитами. В краевых зонах гранитных массивов, где быстрое остывание магмы задерживает рост кристаллов породообразующих минералов, гранит постепенно переходит в тонкозернистые разности. К гранит-порфирам относят разновидность гранита, состоящую из отдельных крупных зерен (вкрапленников), погруженных в более мелкозернистую основную массу, которая состоит из мелких, но еще различимых глазом кристаллов. В зависимости от присутствия второстепенных, преимущественно темноцветных, минералов различают несколько разновидностей гранита, например, роговообманковый, мусковитовый или биотитовый.
Главная форма залегания гранитов — батолиты, представляющие собой огромные массивы площадью от сотен до тысяч квадратных километров и мощностью 3-4 км. Они могут залегать в виде штоков, даек и интрузивных тел иной формы. Иногда гранитная магма образует послойные инъекции, и тогда гранит образуют серию пластообразных тел, чередующихся с пластами осадочных или метаморфических пород.

Применение

Массивность и плотность гранита, его широкие фактурные возможности (свойство принимать зеркальную полировку, при которой на свету проявляется радужная игра вкраплений слюды; скульптурная выразительность неполированного шершавого камня, поглощающего свет) делают гранит одним из основных материалов монументальной скульптуры. Гранит также используют для изготовления обелисков, колонн и в качестве облицовки различных поверхностей.

Древнейший материал, неизменный спутник человека, элегантный и солидный, выразительный и разнообразный, массивный и вечный, — те качества, которыми обладает гранит — лучший материал для создания среды обитания человека. Ваш интерьер может стать холодным или уютно-теплым, вызывающе-роскошным или скромным, светлым или темным. Природа создала его настолько неповторимым и разнообразным, что каждое изделие, фрагмент, облицованная поверхность уникальны. Главным достоинством, присущим граниту, является его природная твердость. Отличный материал для наружной отделки фасадов, ступеней и полов. Широкая цветовая гамма открывает дизайнерам неограниченные возможности. У большинства пород низкие стираемость и водопоглощение. При современных условиях обработки гранит режут и шлифуют с помощью алмаза. Кроме того, можно достичь его зеркальной полировки. Это камень, используемый в строительстве, который наиболее других противостоит ненастьям, обладает очень высоким сопротивлением сжатию (от 800 до 2.200 кг/кв.см).

Применяется для облицовки колонн, балконов, лестниц, монументов, мебели и т.п Гранитные породы — в обычной речи, в техническом и коммерческом понимании, это название определяет магматические породы — как интрузивные, так и эффузивные, обладающие твердостью и обрабатываемостью, сравнимыми с гранитом. Их сопротивление раздавливанию и давлению в большинстве случаев так же очень высоко. Еще гнейсы, образованные породами вулканического происхождения, которые обладают одинаковым или немного отличным с гранитами минералогическим составом, определяются как гранитные породы. Т.е., гранитные породы, используемые как строительные материалы, включают, кроме научно определенных гранитов, сиенит, диорит, габбро, порфир, липарит, трахит, андезит, базальт, диабаз, фельдшпатоид, гнейс, серицио, сланцевый кварцит, змеевик и другие разновидности и подвиды выше упомянутых структур. Многие из перечисленных пород, от трахитов и далее, обладают коммерческими названями, определенными их использованием или производителем. Никто не продал бы как гранит ни трахит, ни гнейс, ни серицио, ни сланцевый кварцит, ни змеевик, также и из-за их характерного внешнего вида, который зачастую невозможно ни с чем перепутать.

Горная порода определяет здесь только характеристики твердости и обрабатываемости, очень отличные от подобных характеристик мрамора. Неясность и двусмысленность между коммерческим, техническим и научным названиями может возникнуть, наоборот, между гранитами, сиенитами, диоритами, порфирами из-за их внешнего вида, который может быть очень схожим для неспециалиста и с достаточной легкостью приводит к обману, как из-за старых названий, так и из-за множества расслоений в различных типах породы одного и того же семейства, или же по вине других причин.

Свойства Горной породы

  • Тип горной породы: Магматическая горная порода
  • Цвет: светло-серый, розовый, красный, желтый, зеленоватый
  • Цвет 2: Серый Красный Жёлтый Зелёный
  • Текстура 2: массивная порфировая
  • Структура 2 : мелкозернистая среднезернистая крупнозернистая
  • Происхождение названия: от granum — зерно

Фото Горной породы

Статьи по теме

  • Общие сведения о гранитных массивах
    Египтяне при постройке своих знаменитых пирамид использовали в качестве основы очень твёрдые и массивные горные породы
  • Подробнее о составе гранитов
    Главные породообразующие минералы гранитов – полевой шпат и кварц. Полевой шпат представлен в основном одним или двумя видами калиевого полевого шпата
  • Применение гранитов
    Гранит – это одна из самых плотных горных пород. К тому же, он имеет низкое водопоглощение и высокую устойчивость к морозу и загрязнениям. Именно поэтому используется как внутри помещения, так и снаружи. В интерьере применяется для отделки стен, лестниц, создания столешниц, колонн и каминов.
  • Вечный камень
    Преимущества, которыми обладает натуральный камень в строительстве и скульптуре, – это, прежде всего, прочность и долговечность. В частности, первые признаки видимых разрушений камень мелкозернистой породы начинает подавать примерно через четыреста-шестьсот лет.

Месторождения Горной породы Гранит

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 (SiO2) 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/см3;
  • Удельный вес – 2,7 г/см3;
  • предел прочности во время сжатия в водонасыщенном состоянии – 550 кг/см2;
  • водопоглощение – 0,2%;
  • морозостойкость – 25;
  • коэффициент снижения прочности — 0,9;
  • твердость по шкале Мооса – 6-7;
  • истираемость – 1,4г/см2м.
Характеристика Значение
Плотность, кг/м3 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×106 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 -600С до +500С. 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 7000С. 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.

гранит , типы гранита

.

Рубрики: Путешествия

Добавить комментарий

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