Состав гранита. Минералы, входящие в состав гранита

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

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

История вопроса

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

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

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

Современное представление о возникновении гранита

Процесс образования гранита объяснил американский геолог Н.Боуэн. Он связал происхождение этой горной породы с кристаллизацией базальтовой магмы. Это объясняет, откуда гранит мог взяться на Земле, если его нет на других планетах и спутниках Солнечной системы, ведь базальтовые породы там есть. Кристаллизация минералллов в базальтовой магме идет в определенной последовательности, которая была названа «рядом Боуэна». Происходит постепенное обогащение расплава различными легкоплавкими химическими элементами – натрием, калием, . Результатом этого процесса и становится гранит.

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

Гранит – горная порода, которая распространена по земному шару. Данный камень имеет зернистую структуру, поэтому его называют гранитом: в переводе с латыни «granumÓ» означает «зерно». Природный камень гранит залегает в континентальной земной коре. Это очень хороший прочный строительный материал.

Гранит относят к магматическим горным породам, процесс его образования заключается в медленном остывании магмы, которая остановилась в верхних слоях земной коры. Получаются кристаллы гранита за счет длительного остывания, это обусловлено тем, что в толще земли относительно постоянная температура. Именно эта особенность отличает гранит от его аналогов (риолитов) эффузивного происхождения, мелкозернистых горных пород, образовавшихся из магмы, но на поверхности земли, где на них воздействовали более контрастные температура и давление.

Гранит относится к группе кислых горных пород, подгруппе гранитоидов. В его состав входят некоторые минералы, такие как полевые шпаты, биотит, кварц. Их компоненты попали в еще не остывшую магму и образовали минеральную основу породы.

Свойства камня:

1. Прочность. Одной из важнейших характеристик данного камня является его прочность, поэтому гранит широко используется в строительстве. Предел прочности при сжатии составляет от 604 кг/см² до 1800 кг/см², также он достаточно плотный – 3,17 г/см³.
2. Устойчивость к атмосферным явлениям. Образовавшись магматическим путем при относительно постоянных условиях, камень приобрел еще 1 положительное свойство – это низкое влагопоглощение. Данная особенность на протяжении длительного времени делает камень устойчивым перед воздействием воды. И именно способность минимально поглощать влагу делает эту горную породу прочной.
3. Еще одним преимуществом гранита является огнеупорность, температура, при которой камень начинает трескаться, находится в диапазоне +650…+1260 °С. Это делает материал идеальным для облицовки зданий, так как он не разрушается под воздействием природных явлений. Камень не теряет своих свойств, даже пройдя 300 циклов замерзания.
4. Экологически чистый. Большинство добываемой породы абсолютно безопасно для эксплуатации. Но 2-3% от всего добытого материала могут превышать норму радиационного уровня. Это обусловлено тем, что в магму попадали примеси церия, лантана и др. учитывая этот факт, перед тем как использовать гранит в жилых зданиях, его необходимо проверять на радиоактивность.
5. Разнообразная цветовая гамма. Чаще всего порода имеет серый цвет, но его оттенки разнообразны и имеют белый, розовый, желтый, красный, голубовато – зеленый, оранжевый, коричневый и черный цвета. Если в составе породы много двуокиси кремния, то преобладают более светлые оттенки. Цвет зависит и от месторождения горной породы, например, в Испании чаще всего добывают светло-зеленый и розовый гранит. Необыкновенные цветовые сочетания и вкрапления слюды делают этот камень привлекательным не только для отделки зданий, но и для создания скульптур и предметов декора.

Разновидности камня

По своей структуре кристаллы гранита бывают крупнозернистыми, среднезернистыми и мелкозернистыми. Стоит отметить, что мелкозернистые образцы высшего сорта начинают разрушаться более чем через 450 – 500 лет использования. Виды гранита можно разбить на 2 группы: с содержанием либо отсутствием темноцветных составляющих и отличающиеся по структуре и текстуре. К первой группе относятся:

1. Аляскит без темноцветных примесей.
2. Биотитовый включает биотит около 8%.
3. Двуслюдяной – в составе мусковит и биотит.
4. Лейкогранит с низким количеством содержания темноцветных минералов.
5. Литий-фтористый включает литиевую слюду.
6. Пироксеновый – редкий вид, содержит кварц, ортоклаз и авгит.
7. Роговообманковая- с содержанием роговой обманки, иногда с примесью биотита.
8. Щелочной вид содержит щелочные составляющие.

Ко 2 группе гранита магматического происхождения относятся:

1. Мусковитовый или пегматитовый гранит. Он состоит из кварца, мусковита и ортоклаза. Ярким представителем этого вида является письменный гранит, поскольку его рисунок напоминает древнееврейские письмена.
2. Амазонитовый голубоватого и зеленого оттенка включает в состав зеленый полевой шпат.
3. Порфировидный имеет удлиненные вкрапления микроклина, кварца, ортоклаза.
4. Гнейсовидный – обычно мелкозернистый камень с включением роговой обманки.
5. Финляндский гранит с круглыми вкраплениями красного ортоклаза.
6. Пегматоидный – вид, характерный равномерной зернистостью.
7. Лезиновский имеет розовый и розово-красный оттенок, довольно популярный вид гранита.

Благодаря своим свойствам камень широко применяется в качестве поделочного материала, а также в архитектуре и строительстве

Применение

Поскольку этот камень имеет много свойств, связанных с прочностью и долговечностью, гранит широко используют в строительстве. Так еще во времена правления фараонов в Египте возводились сооружения с гранитными колоннами и ступенями. И по сей день материал используют для облицовки зданий, создания колонн, подоконников, мостов, парковых дорожек, статуй и т.д.

Многообразие цветов и видов позволяет использовать камень для создания памятников, деталей декора, столешниц, вазонов, фонтанов и т.д. Долговечность и высокая прочность материала дают возможность облицовывать не только здания, но и набережные, придавая городам неповторимый вид.

Если при построении здания требуется высокопрочный фундамент, то для него используют гранит в виде щебня или бутового камня. Гранитную крошку применяют для возведения насыпи вдоль железнодорожных путей.

Камень является очень востребованной горной породой. Его долговечность и прочность позволяют увековечить архитектурные и инженерные творения человечества.

Слово гранит имеет латинское происхождение. Понятие переводится, как «гранула». Имя горная порода получила благодаря своей зернистой структуре. Гранулы минералов в камне бывают крупные и мелкие.

Первый вариант – следствие медленного остывания раскаленных минеральных масс под поверхностью Земли. Второй случай, напротив, — свидетельство быстрого затвердения породы. Она лежит в основе почти всех континентов, являясь самой распространенной на планете среди нерудных материй.

Физические и химические свойства гранита

Монолитность породы позволяет нарезать блоки больших размеров. Поэтому, камень часто выбирают для масштабных задумок архитекторы и скульпторы, творя, к примеру, памятники из гранита . Порода хорошо полируется. Она не пористая, что мешает материалу вбирать влагу и растрескиваться от внешних воздействий. Граниту нипочем перепады температуры. Он также не поддается коррозии.

На физические свойства гранита влияет его структура. Мелкозернистые образцы плотнее. Они легче полируются, более долговечные. Крупнозернистая порода быстрее истирается. Ее особенно не любят альпинисты, скалолазы. Они знают, что гранулы камня бывают столь явными, что истираются в кровь колени и руки. Так что на гранитные скалы знающие люди взбираются в перчатках, наколенниках, специальной обуви.

В состав породы входят: кварц, ортоклаз, слюда. Их количество колеблется в рамках от 20-ти до 70-ти процентов. В оставшиеся проценты входят десятки других минералов. Их подборка зависит от места образования камня.

Поскольку гранит относится к кислым породам, в нем в небольших долях присутствуют церий, лантан и иные элементы редкоземельной группы. Все они радиоактивны ми дают не легкий фон и граниту. Уровень излучения, обычно, ничтожно мал, не опасен для человека. Однако, для верности, геологи проверяют месторождения, подлежащие разработке.

Специалисты просверливают в материале отверстия, опускают в них дозиметр, дают табу или добро на добычу камня. Вне зависимости от состава, гранит невозможно сжать. Это обеспечивает вечную службу камня людям, но усложняет его обработку. Мрамор, к примеру, гораздо пластичнее.

Окраска и цвет гранита

Камень гранит имеет разные оттенки. Краска определяется количеством в породе ортоклаза. Этот минерал относится к категории полевых шпатов. Он бывает разных цветов, но встречается всегда только в кислых магматических породах.

В соответствии с ортоклазом, гранит зачастую сероватых тонов, реже – оранжеватый, розоватый, красноватый, с оттенком голубого или зеленого. Последние краски придает уже не ортоклаз, а биотит и роговая обманка.

Иногда, на цвет гранита влияет и кварц. Обычно, он бесцветный, но встречается порода с розовой разновидностью минерала. Ее именуют аметистом. Он известен как поделочный камень. Встречаются граниты с черным кварцем и его голубой разновидностью. Наиболее высока цена гранита именно голубовато-серого тона.

Месторождения гранита

В России учтены почти 110 месторождений гранита. Есть на отечественных просторах и та самая голубая порода. Ее добывают в Мурманской области на карьере «Серебрянский». Стоит отметить, что 100 месторождений записаны в запасы страны.

Но, еще десятки залежей разведаны и числятся на балансе лишь региональных геологических служб. Так что, по-сути, гранитные запасы России насчитывают около 200 месторождений. В них, преимущественно скрыт гранит белых и красноватых тонов. Последний называют уральский гранит . Есть даже одноименная торговая марка. Ее специализация – керамический гранит . Компания в крупных масштабах изготавливает плитку.

Мировой лидер по производству изделий из гранита не Россия. Первенство у Италии. Месторождения сосредоточенны на Сардинии. Этот остров дает миру розовую, аметистовую породу. Такую же добывают в Швеции, но в меньших масштабах.

Половину объемов камня на Евразийском континенте добывают британцы. Более сотни разновидностей породы имеются во Франции. Светло-серым мелкозернистым гранитом славится Испания. На экспорте гранитных блоков специализируется Финляндия. В год эта страна поставляет миру примерно 80 000 кубических метров породы.

Из гранита, кстати, сложена третья по высоте гора в мире. Пик именуется Канченджанга. Высота горы равна 8586 метров. Вершина находится в Гималаях и уступает Эвересту всего 262 метра.

Применение гранита

Гранит – строительный материал. Здания из него не разрушаются тысячелетиями. Менее долговечны строения, лишь облицованные камнем. Из гранита делают тротуарные плиты, плиты керамические для полов и внутренней отделки. Материал считается элитным в мире мебели. Порода идет на столешницы, детали кресел, диванов, барные стойки. Из гранита делают поделки, предметы декора, к примеру, вазы.

Гранит особенно часто применяют в интерьере кухонь. Любители натурального камня выбирают, как правило, между мрамором и гранитом. Но, мрамор менее устойчив к химическому воздействию. Гранит же не вступает в реакцию почти ни с какими веществами. Для кухонь это особенно важно.

Гранитные бордюры украшают многие набережные. Из камня вытачивают скульптуры, памятники. Купить гранит стремятся для возведения сооружений гидротехнической направленности. Все данные о граните легко найти в литературе. Наиболее полный научный труд – «Геология гранита» Э. Рагена. Отличительная особенность книги – простой язык. Издание легко понять даже не специалисту.

Гранит (с лат. granum — гранула, зерно) — широко распространенная интрузивная магматическая порода кислого состава. Эффузивным аналогом гранита является липарит. Наличие гранитного слоя является ключевым отличием континентальной земной коры от океанической.

Окраска у гранитов светлая, обусловлена в основном цветом полевых шпатов: светло-серая, желтоватая, розовая, красноватая. Строение зернистое (равномернозернистое или неравномернозернистое), причем может быть крупнозернистое, среднезернистое, мелкозернистое, тонкозернистое. Плотность 2,54-2,78 г/см 3 . Твердость по шкале Мооса 5-7. Прочность на сжатие достигает 300 МПа. Температура плавления 1260ºС.

Отличительные признаки. Для гранита характерно зернистое строение, большая твердость (оставляет царапину на стекле), содержание полевого шпата и кварца, светлая окраска, небольшая плотность. Гранит очень похож на сиенит и нефелиновый сиенит. Различие том, что в сиените и нефелиновом сиените кварц отсутствует; отличие от нефелинового сиенита в отсутствии нефелина.

Состав и фото гранита

Минералогический состав гранита . В основном состоит из полевого шпата 60-65%, много кварца 25-35%, в небольшом количестве присутствуют слюды 5-10%, иногда роговая обманка. Темноцветные минералы (роговая обманка, биотит) составляют примерно 5-10% породы.

Химический состав . SiO 2 68-72%, Al 2 O 3 15-18%, Na 2 O 3-6%, Fe 3 O 4 1-5%, CaO 1,5-4%, MgO до 1,5% и др.

Разновидности: Гранит-рапакиви (гнилой камень) – гранит с крупными зернами полевых шпатов. Структура: крупнозернистая.

Гранит Гранитные камни Срез гранита-рапакиви

Происхождение гранита

Гранит — интрузивная магматическая порода. Гранитный магматизм присущ зонам сталкивания континентальных плит, где мощность континентальной земной коры возрастает. Также граниты могут образоваться за счет перекристаллизации осадочных и других пород под воздействием высокой температуры, высокого давления и химически активных веществ. Этот процесс получил название «гранитизация».

Таким образом, граниты могут иметь магматогенное происхождение и могут образовываться за счет гранитизации. Формы залегания: большей частью батолиты, штоки, лакколиты, реже дайки значительной мощности. Формы отдельности: плитняковая, матрацевидная.

Применение гранита

Гранит применяется как строительный и облицовочный материал. Из гранита изготавливают блоки, плиты, карнизы, бордюры, детали различных машин и агрегатов для целлюлозно-бумажной, пищевой (крахмально-паточной), станкостроительной, металлургической и фарфоро-фаянсовой промышленности. Так как гранит, в отличие от металла, не поддаётся воздействию кислот и солей, не боится влаги.

Из него изготовляют жернова и вальцы для мельниц. Гранитные плитки – материал для изготовления оснований точных приборов. Гранитный щебень важный материал для изготовления железобетонных изделий и конструкций, гранитные блоки – для декоративного оформления зданий. Из гранита делают памятники, столешницы, лестницы, брусчатку.

В горной системе Блэк-Хилс, в горе Рашмор, сложенной гранитами в честь 150-летия истории США высечен всемирно известный барельеф с портретами четырёх президентов.

Портреты президентов США в гранитах горы Рашмор: Джордж Вашингтон, Томас Джефферсон, Теодор Рузвельт, Авраам Линкольн

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.

Гранит (итал. granito, от лат. granum - зерно). Твердость гранита вошла в пословицы. Эта горная порода способна сохранять свои прочностные, функциональные и декоративные характеристики на протяжении веков. Ее зернистая структура обеспечивает необходимую плотность для использования материала в экстерьере. Такой камень не боится ни перепада температур, ни влаги, ни механического воздействия. Его палитра предоставляет неограниченные возможности при воплощении дизайнерских решений. Если планируется купить гранит, то необходимо учитывать его вес, который является единственным объективным недостатком этой уникальной горной породы.

Химический состав: Гранит – кислая магматическая интрузивная горная порода, имеющая кристаллически-зернистую структуру. Порода богата кремнекислотой, обогащена щелочами, в меньшем количестве содержит железо, кальций и магний. Состоит из полевых шпатов (кислый плагиоклаз и калиевый полевой шпат) на 60-65 %, кварца на 25-35 %, и темноцветных минералов (биотит, редко роговая обманка) на 5-10 %. Благодаря шпату формируется цвет гранита, благодаря кварцу – его твердость. Наиболее часто встречаемая окраска гранита это светло-серая, но можно встретить и розовые, жёлтые, красные и даже зелёные оттенки этого минерала. В граните кварц находится в форме стекловидных и немного трещиноватых зёрен. Чаще всего они бесцветны, но встречаются редкие образцы с голубоватым оттенком, который может повлиять на общий цвет породы. По типам кристаллической структуры граниты разделяют на мелкозернистые (до 2 мм), среднезернистые (25 мм) и крупнозернистые (более 5 мм), цветом от белого до серого, розового и красного, с характерно мерцающими вкраплениями. Преобладающее большинство образцов являются пестроокрашенными. На форму рисунка влияет как строение камня, так и направление, которое было выбрано при распиливании монолита. Мелкозернистые граниты считаются самыми долговечными.

Физические свойства: Гранит, обладает высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды, в том числе атмосферных осадков и разных кислот. Не влияет на эксплуатационные характеристики и циклы замораживания и оттаивания, количество которых может достигать нескольких сотен раз

Плотность - 3,17 г/см3

Объемная масса (удельный вес) - 2,7 г/см3

Предел прочности при сжатии:

Во влажном состоянии - 550 кг/см2,

В сухом состоянии – 604 кг/см2

Истираемость - 1,4 г/см2м

Водопоглощение - 0,2%;

Коэффициент снижения прочности - 0,9

Твердость по шкале Мооса - 6-7

Особенности образования: Природный камень гранит представляет собой явнокристаллическую зернистую массивную вулканическую породу, образовавшуюся в процессе медленного остывания и дальнейшего затвердения магматического расплава на большой глубине. Также происхождение гранита возможно при метаморфизме, то есть в процессе образования гранитизации разных пород. При этом очень часто гранитным массивам приписывают то метаморфическое, то магматическое, а чаще – смешанное происхождение.

Добыча гранита: Главной формой залегания являются батолиты, которые представляют собой огромный массив мощностью до 4 км и площадью в несколько гектаров. Обычно порода залегает в виде даек, штоков и других интрузивных тел. Иногда встречается, что гранитная магма образовала послойные инъекции. В этом случае гранит образует серию пластообразных тел, которые чередуются с метаморфическими и осадочными породами. Сегодня существует три основных способа – метод откалывания породы, метод взрыва и камнереза. Последний метод является наиболее популярным и дорогостоящим. Он позволяет избегать микротрещин и разрабатывать месторождения рационально. При методе камнереза гранит вырезают глыбами, которые впоследствии распиливают на плиты. Горно-геологические условия залегания гранитов позволяют добывать гигантские монолитные блоки - объёмами до нескольких сотен м3 и весом в тысячи тонн, что невозможно для каких-либо других видов природного камня. Полученные блоки обтесывают на штучный камень или применяют цельными в монументальной архитектуре. Камень распространен на всех материках, почти в каждой стране.

Область применения: Гранит это материал, использование которого начитывает тысячелетия. Наиболее известные сооружения из гранита, которые сохранились до нашего времени – это:

Трилиты Стоунхенджа, весом более 50 тонн (Англия, ІІІ-IV тысячелетие до н.э.),

Обелиск Хатшепсут, весом 343 тонны и высотой 28,58м (Египет, XV в. до н.э.),

Баальбекский трилитон, весом более 1000 тонн (Сирия, І –ІІІ в. н.э.) и пр.

Изделия из гранита могут сохранять первоначальную форму в течение многих столетий,Поскольку основными свойствами камня являются прочность и долговечность, т.е. способность сохранять свою фактуру обработки и зеркальную поверхность длительное время а также по причине трудно загрязняемой поверхности, гранит широко используется для внешней облицовки и отделки зданий и сооружений (цокольные плиты, парапеты, шары и пр.) и изделий для дорожно-уличного строительства (камень бортовой, брусчатка, шашка, бордюры и пр., а также применяется в местах, которые имеют высокую проходимость (офисы, банки, различные общественные здания, рестораны, бары, пешеходные переходы и многое другое). Гранит это камень, который практически не впитывает воду. Из-за этого он обладают высокой морозостойкостью. Также, благодаря тому, что эти свойства гранита имеют такие качественнее показатели, его прекрасно используют и во время строительства портов и набережных, фонтанов, колон и пр. В интерьере помещений гранит часто используют для отделки стен, из него изготавливают подоконники лестницы, балясины, урны, вазы, карнизы и другие сложно-профильные изделия. Также он устойчив перед резкими перепадами температур, что позволяет использовать его для приготовления кухонных столешниц, барных стоек. Гранит применяется также для выполнения предметов монументального искусства - пьедесталы, колонны, постаменты, стилобаты, и т.п.