Состав гранита: из каких минералов состоит порода

Гранит — это камень, имеющий природное происхождение. Он добывается во многих местах нашей планеты и есть вероятность, что его нет на других планетах Солнечной системы. Поэтому именно гранит в разных источниках называется «визитной карточкой Земли». Это одна из самых прочных пород в мире. В состав гранита входит большинство известных минералов: полевой шпат, кварц, а также слюдяные образования, имеющие различное происхождение.

Гранит — это минерал или горная порода? Такой вопрос часто задают люди, которые только начинают интересоваться геологией и минералогией. По своей сути — это горная порода. Как уже было сказано, он включает в себя разные минералы, и состав его неоднороден, в отличие от минералов (например, кварц, аметист, хризолит), которые однородны и по структуре, и по цвету.

Горная порода гранит распространена в нашей жизни повсеместно: в виде железнодорожных насыпей, надгробных памятников, облицовок стен, уличных элементов декорированных украшений. Гранитные изделия давно представляются людям самыми обычными и примелькавшимися взгляду. Часто мы просто проходим мимо, не заостряя внимания на том, каким разным может быть этот удивительный камень. Желающие могут познакомиться с ним поближе: ведь мало кто задумывается о том, из чего состоит гранит и какова история его возникновения.

Как возник гранит

Принято считать, что имеется два естественных способа, с помощью которых образовывался этот природный камень. Он мог возникнуть из расплавившейся магмы (застывшей вулканической лавы). В глубине земной коры магма медленно остывает, превращается в окаменелую структуру, в которой миллионы лет кристаллизуются зерна породы гранит, имеющие разную величину. Не случайно само название его происходит от латинского слова «granum», что означает «зерно».

Натуральный камень гранит образуется в природе и другим способом. Осадочная горная порода, а также глиновидный песок и разнопородные камни постепенно смещались путем тектонических процессов в глубины земной коры. Там, под действием высоких температур и давления, вещества расплавлялись и возникал такой процесс, как гранитизация.

Больше всего образование гранита происходит в так называемых местах коллизии. Две континентальные плиты сталкиваются друг с другом, из-за чего возникает увеличение слоя коры на континенте. Многие ученые полагают, что именно в результате утолщения коллизионных слоев коры появляются слои расплава гранита — на глубине от 10 до 20 км. Это явление получило название гранитного магматизма. Оно наиболее характерно для Андских батолитов, а также для островных дуг.

Теории образования породы

Проблема образования гранита до сих пор является предметом научных споров. И дело тут не в том из каких минералов состоит гранит, а в местах его образования и условиях, способствующих возникновению таких структур. По умолчанию гранит относится к магматическим породам, то есть его образование, так или иначе, связано с древним вулканизмом и застыванием магмы.

При вулканической деятельности в безводных условиях образуются базальты, а другие магматические породы (пемза, туф) получаются при попадании лавы в воду. Существует гипотеза, согласно которой гранит — продукт частичного расплава, и в нем сохранены некоторые твердые включения. Ее автором стал Н. Боуэн, занимавшийся экспериментальной петрологией. Он установил, что гранитные массивы связаны с базальтовыми, и способ их залегания говорит об образовании гранита совместно с базальтом.

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.

Где находятся гранитные месторождения

Основное место, где залегает гранит — это горные массивы-батолиты, протяженность которых составляет около 4 км, а площадь — несколько гектаров. Иногда при добыче видно, что образовалось несколько слоев камня: гранит и его осадочная порода. Сам камень выглядит в виде широких пластов, чередующихся с представителями осадочных и метаморфических видов.

Как и другие полезные ископаемые, которые не являются большой редкостью, гранит получил распространение практически везде: его можно обнаружить на любом материке. Благодаря тому, что в течение миллионов лет древние горные породы постепенно вытесняли наверх более молодые образования, он вышел на поверхность и стал доступен для добычи. Подробнее о том, где добывают гранит →

Вариант №3 Доаклад Гранит

Гранит-магматическая порода, образующаяся при остывании магмы глубоко под поверхностью земли. Эта порода появляется из горящей огненной массы, которая вырывается на вершину из недр земли через извержения вулкана. Когда магма остынет она создаёт горные породы. При полном охлаждение магма меняет свою плотность на кристаллическую. И чем дольше процесс остывания кристаллов, тем они будут большей величины. Магматические породы, образующиеся на больших глубинах в земной коре, называют плутоническими к ним относится и камень гранит. Сам гранит состоит из соединений:

Кварца (полупрозрачно-голубой цвет)
Слюды
Полевого шпата (который определяет его цвет)
Амфибола (роговая обманка)

Химико-минералогический состав

Как уже было сказано, гранит представляет собой камень, имеющий зернистую структуру в форме кристаллов. Химическая формула гранита представлена такими базовыми элементами, как железо, кальций, магний и разнообразные щелочи.

Главные его составляющие — это кварц, минералы темноцветной формации и полевой шпат. Шпат обеспечивает те или иные оттенки, а если в камне много полупрозрачного зерна, значит, в его состав входит много кварца.

В зависимости от того, какие породы входят в тот или иной камень, минералогический состав гранита может быть разным. Например, если в нем преобладает плагиоклаз, а полевого шпата мало, он называется плагигранит. Если же в камне, напротив, полевого шпата больше, а темноцветов меньше — это аляскит.

Химический состав породы имеет такую схему:

содержание полевых шпатов (ортоклазовых и плагиоклазовых) — от 60 до 65%;
кварц, обеспечивающий высокие показатели прочности — от 25 до 30%;
темноцветные минералы гранита — от 5 до 10% (большей частью это биотиты).

В зависимости от того, какие полевые шпаты входят в состав камня, будет изменяться и его цвет. Самым распространенным является серый, на котором могут появляться разные оттенки: голубой, розоватый, красный, реже — зеленоватый. Окраска также зависит и от того, что входит в состав гранита из темноцветных минералов. Если искателям попадается порода, состоящая из биотита или роговой обманки, камень будет окрашен в темные тона. Существует довольно редкий вид, называемый янцевским, который имеет ярко выраженный оттенок зеленоватого цвета.

Какого цвета бывает гранит?

Гранит с полосчато-волнистым рисунком
Он, может быть, и не самый красочный камень, но его палитра далеко не бедная. На первом месте – серый гранит. Эти тона обусловили виды полевых шпатов – обязательного компонента, без которого минеральный состав камня немыслим.

К декоративным разновидностям можно отнести амазонитовый, в котором преобладают голубовато-зеленоватые тона. Попадаются розоватые, оранжевые, красные цвета гранита.

Кварц, другой важный компонент, чаще даёт в фактуре бесцветные зернышки, но есть и чернокварцевый, чёрный гранит. Очень красивы аметистовые кристаллы, имеющие лилово-розовый отлив, а исключительная редкость – это минерал с голубым кварцем.

Рисунок камня во многом зависим от скоплений темноцветных включений – разновидностей полевого шпата и кварца и отличается однообразием. Самый популярный узор минерала – пятнистый, крапчатый. На втором месте – полосчато-волнистые рисунки. Реже наблюдаются цепочки из «колец» темных кварцев и черного биотита.

Красиво, если на камне есть вкрапления искристых шпатовых кристаллов, которые могут иметь плоскую форму. Если они вытянуты по осям в одну сторону, то при распиловке получается полосчато-пунктирный узор. Благодаря таким особенностям порода является прекрасным декоративным материалом.

Свойства

Гранит — это горная порода, которая отличается завидной прочностью, поэтому именно она применяется в сфере строительства с давних времен. Камень служит очень долго, стоек к дождям и ветрам, способен выдерживать любые климатические условия. Мало кому известно о том, что пирамиды в Египте частично выполнены из гранитных блоков. Именно из этого камня были построены многие сооружения в Индии и древнем Риме. Обрабатывается и полируется он довольно легко, а степень полировки можно довести до того, что поверхность плиты даже станет зеркальной.

По сравнению с мрамором, этот материал прочнее в два раза по причине того, что в состав гранита входит кварц. Во время обработки применяются алмазные сверла. Известно, что, несмотря на свою красоту и великолепие, мрамор очень чувствителен к температурным перепадам, чего о граните не скажешь: он прекрасно сохраняет свои показатели эксплуатации в самых суровых условиях. Благодаря своей прочной структуре, камень подвержен поражению грибком гораздо меньше, чем другие материалы. О сходстве и различиях гранита и мрамора читайте здесь →

Уровень поглощения влаги у породы низкая: в этом ключевую роль играет мелкозернистая структура гранита. Если она более плотная — речь идет о породе с самыми лучшими свойствами. Они зависят от происхождения гранита. Происхождение камня, в свою очередь, определяет глубина его залегания, она влияет на его плотность и прочность.

То, что гранит относится к самым прочным материалам, а его эксплуатационные свойства всегда находятся на должной высоте, во многом обеспечивается тем, что он почти не вбирает в себя влагу. Именно это стало главной причиной использования камня для оформления набережных. Кстати, подавляющее большинство гранитных берегов Невы была построена еще при Петре I, что лишний раз подтверждает долговечность гранита.

Базовые характеристики

Даже название этого камня указывает на его структуру — слово granum переводится как зерно. Гранит имеет соответствующую крупнозернистую кристаллическую структуру. Камень не зря признан одним из самых прочных и устойчивых к любым температурам. По этим характеристикам ему проигрывает даже мрамор.

Гранит нередко сравнивают с бетоном. И не зря, так как камень гораздо прочнее бетона. Исследования показали, что гранит способен выдержать гораздо больше давления (в 6 раз). Еще одна отличительная черта — это плотность гранита. Камень даже весит больше, чем бетон.

Геохимическая классификация гранитоидов Уайта и Чаппела

Для удобства обозначения того или иного вида гранитного камня в середине 70-х годов прошлого столетия был сделан краткий анализ гранитоидов на основании их самых распространенных типов.

В этом анализе было выделено четыре типа камня — S, I, M, A:

Sedimentary (S) — камень представляет собой результат плавления пород метаосадочного типа;
Igneous (I) — продукт плавления субстратов из метамагмы;
Mantle (М) — камень, образовавшийся из магм, в состав которых входят толеитовые и базальтовые породы.

Химический состав гранита S по большинству элементов близок к гранитоидам I при различиях в том, что камни S содержат мало кальция и натрия. В дальнейшем классификации появилась разновидность гранита типа А, отличающаяся по составу от камней субщелочного типа и состоящая из большого количества некогерентных химических элементов.

Слюда

Самый мягкий минерал в граните. Наблюдается в виде тонких пластинок чёрного, тёмно-коричневого цвета. В некоторых разновидностях гранита встречается серая слюда мусковит.

Кристаллы слюды — это тонкопластинчатые 6-угольные столбики. Острым ножом можно расщепить их на отдельные почти прозрачные пластинки.

До XIII века оконного стекла ещё не было, в богатых домах использовали пластины мусковита. Переплёт изготавливали из свинца.

Рис. 2. Слюдяное окно.

Классификация гранитоидов по структуре зерна

Размер и строение зерен у разных видов камня отличается друг от друга.

На основании этого гранит бывает следующих видов:

если размер зерна не превышает 2 мм — мелкозернистый;
размер зерен до 5 мм — среднезернистый;
крупнозернистый вид — больше 5 мм.

Камень мелкозернистой разновидности будет иметь самый высокий уровень противостояния механическим повреждениям. Для него характерно более равномерное истирание со временем, устойчивость к ветрам и высоким температурам. Мелкозернистая фракция — всегда самая дорогостоящая. Она практически не вбирает в себя воду и при этом отличается высокой устойчивостью к пожарам.

При строительстве домов нередко используется крупнозернистый вид гранита. Он более дешевый, поэтому после пожаров часто можно увидеть лестницы из гранита, которые растрескались и больше непригодны к использованию.

Применение гранита

Упомянутый камень широко используется для строительных и облицовочных работ, так как отличается долговечностью, резистентностью к воздействиям окружающей среды и особой прочностью. Благодаря устойчивости к трению и сжатию, его очень часто используют во внешней и внутренней отделке помещений.

Гранит имеет высокую сопротивляемость к загрязнениям, поэтому его нередко применяют в изготовлении перил, лестниц, колонн, столешниц, подоконников и барных стоек. Часто гранитными плитами оформляются камины и фонтаны, ведь он устойчив и к температурным перепадам, и к впитыванию влаги. В экстерьере эту породу часто используют как облицовочный, кладочный или строительный материал. Гранитной брусчаткой выкладывают тротуары, дороги и мосты, часто отделывают пирсы, набережные улицы и площади. Из гранита изготавливают заборы, опорные стены, им украшают фасады и стены зданий. Причем для этого может использоваться порода самых разнообразных расцветок. В России наиболее часто применяются серые, белые, красные и коричневые сорта. К сожалению, добыча и обработка магматических пород трудна и дорогостояща, поэтому этот материал редко используют для строительства обычных зданий. В основном он применяется для оформления объектов, имеющих серьезную архитектурную ценность.

Названия гранита, исходя из минерального состава

В зависимости от того, каков основной минеральный состав гранита, называются различные виды камней по-разному:

не содержащий темноцветных минералов — аляскит;
с малым содержанием темноцветов — лейкогранит;
биотит — если этот минерал в составе гранита составляет от 6 до 8%;
если в камне присутствуют биотит и мусковит одновременно — двуслюдяной гранит;
если камень содержит слюды из лития — это литий-фтористый гранит;
при высоком содержании щелочных составляющих — просто щелочной вид гранита;
редкий вид, состоящий из ортоклазовых, кварцевых пород и авгита — пироксеновый.

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.
Красные — 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.