Состав гранита. Минералы, входящие в состав гранита

Гранит некоторые геологи именуют «маркером Земли». На других планетах Солнечной системы подобных пород обнаружено не было. Этот камень хранит массу загадок, и не все ответы на них найдены. И дело здесь не столько в химическом составе гранита, сколько в его структуре и особенностях залегания. Эта порода широко представлена в континентальной земной коре, но ее нет на морском дне. К настоящему времени изучено множество разновидностей этого камня, а применение ему нашли еще в древности.

Минералогический состав

Иногда у людей бывает путаница в понятиях, и они не могут понять, что такое гранит - это минерал или горная порода. Безусловно, второе. Многие обращали внимание на ее зернистую структуру, и определенно - она состоит не из одного вещества. Еще со школьных уроков по природоведению многие помнят, какие минералы входят в состав гранита. Это в первую очередь:

Из подобного набора состоит и гнейс - то, что получается из гранита путем метаморфизма.

У гнейса и гранита формулы минерального состава практически идентичны, отличается лишь структура.

Полевые шпаты

Это силикатные кристаллические соединения, которых в земной коре может содержаться до 50%, причем по большей части - в составе других пород. Единой формулы они не имеют, и делят их по категориям исходя из наличия в кристаллической решетке тех или иных атомов металлов. По этому признаку различают плагиоклазы, калиевые и калиево-бариевые полевые шпаты. В группу плагиоклазов входят:

В магматических горных породах плагиоклазы первыми формируют кристаллические решетки, и зачастую именно из них состоит бо́льшая часть породы. Калиевые полевые шпаты менее разнообразны по химическому составу, они имеют одну и ту же формулу - KAlSi₃O₈. Разнообразие заключается в строении кристаллической решетки, и она в разных модификациях дает следующие минералы:

1. ортоклаз;
2. адуляр (лунный камень);
3. микроклин;
4. санидин.

Калиевые полевые шпаты более устойчивы, чем плагиоклазы, но, как и они, под воздействием эрозии становятся глиной. При замене некоторых атомов калия на барий получаются калиево-бариевые шпаты, но это редкое явление.

В составе гранита эти минералы составляют от 60 до 65%, и именно от них зависит цвет этой горной породы. Плагиоклазы придают камню серый цвет, калиевые соединения - розовый. Желтый, зеленый и голубой цвет придают камню как посторонние включения, так и катионы металлов в шпатах - натрий, калий, кальций, магний и другие металлы в них взаимозаменяемы.

Кварц и его модификации

При такой простой формуле у этого соединения существует целых четыре типа полиморфных модификаций:

1. псевдокубическая (кристобалит);
2. гексагональная (тридимит);
3. моноклинная сингония (коэсит);
4. плотная октаэдрическая (стишовит).

Модификации даны в порядке возрастания давления нужного для их образования. Естественно, что в природе чаще встречаются первые два минерала. Последний из них - стишовит - был получен в лабораторных условиях и иногда обнаруживается в местах падения метеоритов. Большие кристаллические тела в природе можно встретить нечасто, зато различные объемные конгломераты отличаются большим разнообразием. Так, кварц составляет основную массу таких минералов, как аметист, агат, халцедон, оникс, кошачий глаз, цитрин, гелиотроп и других. Но в виде вкраплений он встречается куда чаще.

Гранит включает в себя до 35% этого минерала. Среди всех его компонентов кварц - самый живучий: по мере разрушения породы полевой шпат превращается в глину, а песок остается.

Роль слюды в граните

Этого минерала до 10% в составе гранита, схема его расположения в массиве равномерная. Именно слюда придает этой породе прочность. В свободном виде слюда - полезное ископаемое, нашедшее свое место в радиопромышленности и электроэнергетике. Но чаще оно является составной частью природных конгломератов, играя в них цементирующую роль.

Другие ученые разрабатывают теории выплавки более легкоплавких элементов из массива магматических пород, а третьи придают большое значение гранитизации пород благодаря влиянию воды и ионного обмена.

Все эти теории могут объяснить происхождение конкретных гранитных залежей, но ни одна из них не применима полностью. Во всяком случае, объяснить, каким путем образовались гранитные пласты материков, они не могут.

Свойства, применение и факты

Гранит - тяжелый материал. Его плотность составляет 2600 кг/м³, что сопоставимо с бетоном. Его прочность тоже велика, около 300 МПа, и конструкции из гранита имеют прекрасную несущую способность. Температура плавления составляет более 1200 градусов, но в присутствии воды она снижается.

Использование человеком

Как строительный материал гранит стал использоваться с древности. Сейчас он является одним из вариантов наружной отделки, и его можно найти на станциях метро, набережных - в наружном дизайне он используется широко. В отличие от мрамора он более стоек к действию осадков и мороза. По своим потребительским свойствам гранит делят на три группы:

1. мелкозернистый;
2. среднезернистый;
3. крупнозернистый.

Наиболее востребованной группой является первая. Она наиболее устойчива к перепадам температуры и воздействию воды.

Последнее свойство сделало этот камень очень востребованным в дорожном строительстве и ритуальном бизнесе. Гранитная брусчатка и поребрики долговечнее, чем бетон и асфальт, а памятники из него стоят больше мраморных и из нержавеющей стали. В последнее время часто можно встретить клееные поделки из искусственного камня, но натуральный гранит до сих пор в глазах потребителя ценится выше.

Во внутренней отделке гранитные изделия не так популярны и, более того, не рекомендованы к использованию. От них идет повышенный радиационный фон, регистрируемый счетчиком Гейгера.

В производстве бетона широко используется гранитный щебень. Он более дорог, чем известняковый, но в условиях агрессивных грунтовых вод именно гранит показывает себя с лучшей стороны; он более устойчив к химической агрессии.

О граните знают все и очень много. Но некоторые факты о нем до сих пор впечатляют:

Этот камень еще не раскрыл всех тайн людям, и особенно это касается его происхождения. Почему из всех планет нашей системы он есть только на Земле, так никто и не понял. Но это ничуть не мешает людям ценить гранит и использовать его.

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.

Когда я представляю себя восхитительно богатой (мечты-мечты), помимо всего прочего, я думаю о том, что полы в моем доме будут из мрамора. Еще мне однозначно нужен столик из малахита. А гранит я не люблю. Скучный материал, ассоциирующийся у меня с надгробиями.

Но если рассматривать его в качестве горной породы, а не детали интерьера, то все становится интереснее.

Что такое гранит и откуда он берется

Гранит - это самая распространенная горная порода нашей планеты. Значительная часть коры Земли состоит из гранита. А вот на других планетах его пока найти не удавалось.

Гранит принято относить к магматическим горным породам, т. е. получившимся в результате застывания магмы. Но есть и другой, не магматический, путь его образования. Иногда природные процессы приводят к тому, что другие горные породы внезапно превращаются в гранит. Этот процесс называется гранитизацией.

Гранит также считается плутонической породой. Не потому, что с Плутона, а потому, что так называют породы с глубиной залегания более 4 км.

Состав и свойства гранита

Гранит бывает разного происхождения, процентного состава и цвета, но по структуре он всегда зернистый, чем и обязан своему названию ("granum" - зерно).

Состоит гранит из следующих минералов:

• полевые шпаты;
• кварц;
• слюда.

Полевые шпаты - самая значительная часть состава, в граните их более 50%

Гранит известен своими прочностью, твердостью и долговечностью. Хотя и он не вечен, конечно, а так же подвержен выветриванию, как и другие горные породы.

Присутствие гранита несколько повышает радиационный фон, но сколько-нибудь опасной дозы радиации от него получить не удастся.

Использование гранита

Эта порода используется, в основном, в строительстве.

Зданий из цельного гранита не строят, но он незаменим в качестве облицовочного материала, прекрасно подходит для мощения улиц.

Приятным дополнением к прочности гранита является его устойчивость к загрязнениям. Это тоже делает его ценным материалом. Обычны и памятники из гранита.

Особую ценность представляет гранит редких цветов, например, голубого.

Камень гранит – не просто самая распространенная порода на Земле. Камень гранит, свойства которого давно стали образцом для формирования мужского характера, олицетворяет мощь, несгибаемость, силу, неподвластность времени.

Минерологам, конечно, хорошо известно, что гранит – минерал не вечный, и именно разрушенные выветриванием граниты составили основу для образования почв. Тем не менее, в общечеловеческом восприятии этот камень символизирует пафос, величие, надежность.

Гранитные валуны национальных парков, гранитные стены тысячелетних замков, гранитная брусчатка старинных мостовых. А еще гранитные памятники истории и культуры; стелы и статую, высеченные из красивого камня, огромные монолиты и мелкая цветная крошка... Гранит – самое что ни на есть полезное ископаемое!

Гранит – от слова granum («зерно»)

Всякий гранит зернист. Его происхождение связано с вулканическими процессами. Магматические расплавы, принимающие в себя мелкие обломки ранее разрушенных пород, при остывании превращаются в граниты. Метаморфические процессы, приводящие к спеканию и частичному расплавлению обломков, тоже приводят к появлению гранита.

Зачастую невозможно понять, какого рода генез присущ тому или иному гранитному массиву, однако вне зависимости от происхождения, физические свойства гранита едины.

Прочность – важная отличительная черта минерала. Камень выдерживает давление более 600-от килограммов груза на 1 см2 поверхности. Свойственна граниту и высокая плотность. Сантиметровый кубик камня втрое тяжелее такого же объема воды.

Твердость гранита (до 7 баллов по Моосу) обеспечивается наличием в составе минерала кварца. Именно кварц помогает камню выдерживать огромные (более 100˚) перепады температуры. Однако термостойкость гранита из-за того же кварца снижена: плавится камень при нагреве всего лишь до 700˚С – что не позволяло устоять гранитным сооружениям древности при сильных пожарах.

Тем не менее, эксплуатационные характеристики гранита считаются достаточно высокими для возведения самых пафосных строений. Опытным путем установлено: наилучшие свойства проявляет мелкозернистый гранит. Если зерно камня не превышает в диаметре двух миллиметров, архитекторы и строители легко находят применение отличному природному материалу!

Применение гранита

Тяжеловесность изделий из гранита ограничивает использование камня в массовом современном строительстве. Однако в жилых и общественных зданиях, спроектированных индивидуально, могут применяться гранитные ступени и подоконники, интерьерные и архитектурные элементы, мощение и облицовка.

Наши далекие предки тоже были неравнодушны к красивому и прочному камню. Гранитные строения в Мачу-Пикчу, творения древнеегипетской архитектуры, массивные сооружения древних европейцев ставят сложнейшие вопросы перед историками. До сих пор неясно, как нашим пращурам удавалось обрабатывать камень, который поддается лишь алмазному инструменту?

В условиях современности гранит стал массовым строительным материалом, но не в виде плит и блоков, а как наполнитель бетона, балластный материал железнодорожных насыпей, подстилающий асфальтовый слой щебень.

Незаменимы и мостовые из гранитного бруска. Только мощеные природным камнем улицы держатся на крутых склонах гор. Асфальт в подобных условиях стекает.

Стремление имитировать всё и вся привело человечество к созданию керамогранита. Минеральные компоненты, смешанные с полимерной массой, не имеют ничего общего с природным гранитом. Однако некоторое внешнее подобие – наблюдается...

Гранит бывает красивым

Точнее, некрасивым гранит не бывает. Даже самый обычный серый гранит является прекрасным материалом, востребованным и у архитекторов, и у скульпторов. Включения различных минералов придают серому камню оттенки.

Роговая обманка заставляет минерал потемнеть, отливая коричнево-зеленым. Светло-зеленым оттенком славится амазонитовый гранит. Торжественен и строг чернокварцевый гранит. Аметистовые граниты Швеции отсвечивают лиловым и розовым.

Добыча цветного гранита ведется повсеместно. Редчайшие голубые граниты вывозят с севера Европы. Красный порфировый гранит, добываемый в областях угасшей миллионы лет назад вулканической активности, расходится по самым дорогим и пафосным стройкам. Черный гранит – излюбленный материал скульптурных мастерских всего мира.

С давних времен и по наши дни мрамор и гранит олицетворяют силу и богатство власть предержащих. Символика камня не теряет своего значения и не меняет содержания на протяжении десятков веков! Однако немало легенд, касающихся гранита, рождено в наше время.

Мифы о граните

Принято считать, что гранит дорог. На самом деле искусственный минерально-полимерный камень имеет более высокую розничную цену, чем распространенные сорта гранита. Хотя редкие и красиво оцвеченные разновидности природного камня – особенно в крупных монолитах – могут превосходить стоимостью любые стройматериалы.

Есть мнение, что зернистость, трещиноватость и пористость – порок гранита. И что пользователь гранитного изделия обречен остаток жизни истратить на постоянный и непрерывный уход за полированным камнем. Реально же даже самые влагоемкие сорта гранита прекрасно обходятся обработкой гидрофобными смолами один раз в десять-двадцать лет.

Преувеличена и склонность гранита к растрескиванию под воздействием высоких температур. Будь гранит термически нестоек, его выветривание осуществлялось бы за несколько лет. На самом же деле естественное разрушение камня длится порой многие тысячелетия. На пейзажных фото гранит скал, валунов и утесов часто предстает перед нами в первозданном виде. Так что в домашних условиях горячая сковородка, поставленная на гранитную столешницу, вреда не принесет.

Считается опасным и уровень радиоактивного излучения гранита. Естественный фон камня действительно превышает уровень излучения на полянке березовой рощи примерно вдвое. Однако это ровно вдвое меньше уровня, допустимого по санитарным нормам.

ГРАНИТ — горная кристаллическая порода, состоящая из полевого шпата, слюды и кварца.

Граниты - широко распространенная порода, встречающаяся на всех материках нашей планеты. Иногда они выходят на поверхность в областях, сложенных древними породами, где в результате эрозионных процессов были разрушены перекрывающие их отложения.

Однако в большинстве случаев застывшая магма, из которой образовались граниты, не достигает поверхности земной коры и застывает (кристаллизуется) на различной глубине, образуя тела неодинаковой формы и размеров. Гранит, как правило, имеет зернистую структуру: от мелко — до крупнозернистого

Гранит — сложный по составу натуральный природный камень. В основном образован из полевых шпатов, слюды и кварца

НАЗВАНИЕ

Гранит (от лат. granum — зерно)

ЦВЕТ

В зависимости от пропорционального сочетания минералов приобретает различные цвета. Имеет богатую цветовую гамму: от черного — до традиционного красно-бордового с черным — до белого с серым.

Кстати, эффект «пятнистости» создают именно полевой шпат и кварц.

Гранит бывает крупнозернистым, среднезернистым и с мелким зерном. Этот удивительный камень имеет богатую цветовую гамму: от традиционного красно-бордового варианта в черную крапинку до белого с серыми вкраплениями (и наоборот).

Самые распространенные граниты серые («Сибирский», Grey Quenna) и черные (Absolute Black, Nero Africa), но встречаются также породы розово-красных (Rosso Marina), белых («Мансуровский»), желтых («Жильтау») и зеленых (Forest Green) тонов.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Граниты - широко распространенная порода, встречающаяся на всех материках нашей планеты.

В США граниты распространены вдоль побережья Атлантического океана (от штата Мэн на севере до штата Джорджия на юге), слагают крупные массивы на севере страны, в центральной части плато Озарк, в горах Блэк-Хилс и Передовом хребте Скалистых гор.

В России известно около 50 месторождений гранита, пригодного для использования в качестве штучного камня, а также бута и щебня, - на Карельском перешейке, в Прионежье и Приладожье, Архангельской и Воронежской областях, на Урале, в Приморье и Хабаровском крае, Восточном Забайкалье.

Крупное месторождение гранита находится на Украине. Через всю территорию страны, с северо-запада до юго-востока, протянулся Украинский кристаллический щит. Ширина его части, непосредственно выходящей на поверхность, составляет 200 км, а протяженность - около 1000 км. Именно на этой полосе и сконцентрированы основные месторождения декоративного камня.

КАЧЕСТВА

1.Долговечность. Лучшие сорта мелкозернистого гранита начинают обнаруживать первые признаки разрушения более чем через 500 лет, поэтому его нередко называют «вечным» камнем;

2.Прочность. Гранит отличается высокой устойчивостью к трению, сжатию и истиранию. Это очень плотный (2,6-2,7 т/м³) и прочный камень (его прочность при сжатии - 90-250 МПа - вдвое больше, чем у мрамора);

3.Устойчивость к воздействию атмосферных явлений и кислот. Гранит - идеальный камень для наружной отделки зданий.

4.Водонепроницаемость. Гранит практически не впитывает влагу (коэффициент водопоглощения - 0,05–0,17%). Именно поэтому гранит прекрасно подходит для облицовки набережных.

5.Экологичность. Вопреки бытующим предрассудкам, естественный радиационный уровень большинства гранитов соответствует 1-му классу - т.е. они радиационно безопасны и пригодны для всех видов строительства без ограничений;

6.Богатство фактур. Неполированный, шершавый камень, поглощающий свет; отполированный до зеркального блеска, являющий миру неповторимую световую игру слюдяных вкраплений - декоративные возможности гранита способны удовлетворить даже самым сложным дизайнерским замыслам;

7.Совместимость с другими материалами. Гранит отлично сочетается с деревом, металлом, керамикой и другими материалами, используемыми в современном строительстве. Он «впишется» в любой интерьер - от классического до ультрасовременного;

8.Богатая цветовая палитра. Наиболее распространенным является серый гранит, однако встречается и красный, розовый, оранжевый, голубовато-серый, голубовато-зеленый.

ПРИМЕНЕНИЕ

В современном строительстве гранит используется настолько широко, что его, без преувеличения, можно назвать универсальным материалом.

Полы, лестницы. Гранит - материал с очень низким уровнем истираемости. Даже если по лестнице в ваших личных апартаментах за год пройдет 1 миллион человек, они смогут стереть ее ступени не более, чем на 0,12 мм;

Различные детали интерьера. Подоконники, карнизы, плинтусы, перила, столешницы для мебели, журнальные столики, барные стойки, балясины, колонны - высокая прочность гранита позволит этим предметам долгие годы сохраняться целыми и невредимыми, избежать механических повреждений воздействия температуры и влажности;

Фасадная и интерьерная отделка. Гранит - очень эргономичный материал, способный обеспечить вам комфортное пребывание в здании;

Элементы ландшафтного дизайна. Альпийская горка, рокарий, японские сады, декоративные водоемы - сделанные из гранита, эти модные композиции придадут вашему саду естественность и неповторимость.

Бордюры, ступени, брусчатка для мостовых. Гранит с успехом применяется в местах, где необходима большая «выносливость». Он устойчив к механическому воздействию, химическим загрязнениям и перепадам температуры - не меняет своих свойств в течение сотен циклов замерзания и оттаивания.

Облицовка набережных. Гранит практически не впитывает влагу - соответственно, при понижении температуры в порах камня не образуется дополнительное внутреннее давление от замерзшей воды, способное привести к образованию трещин и разрушению породы.

Гранитная брусчатка. Использование гранитной брусчатки исчисляется тысячелетиями. По знаменитым древнеримским мощеным дорогам можно прогуляться и сегодня; улицы, выложенные брусчаткой, вы обнаружите в старой части любой из европейских столиц; в современных городах каменные дороги постепенно приходят на смену асфальту и бетону.

МАГИЧЕСКИЕ И ЛЕЧЕБНЫЕ СВОЙСТВА

Еще с первобытных времен человек привык доверять камню. Этот натуральный, живой, «чувствующий» материал снимет психологическое напряжение, принесет в ваш дом уют, спокойствие и комфорт.

Задумывались ли вы когда-нибудь о происхождении выражения «грызть гранит науки»? Почему, говоря о прилежных и способных учениках, мы вспоминаем именно гранит, а не любой другой камень? Оказывается, этому есть объяснение. По некоторым наблюдениям, гранит обладает способностью стимулировать умственную деятельность человека, помогая добиться успеха в научных изысканиях.