Что нельзя увидеть в граните
Гранит: описание с фото, состав, классификация и область применения камня
Монументальные здания, облицованные серо-розовым камнем, набережные, брусчатка под ногами — именно так выглядят города, архитекторы которых использовали для строительства гранит. Он обладает удивительными свойствами: невероятно прочный, устойчив к воздействию погодных условий. При этом он является одной из самых распространенных пород в коре Земли.
Общее описание, происхождение, особенности и формула горной породы с фото
Гранит — это ископаемая порода, сформировавшаяся на глубине 3-4 км в результате затвердевания природного расплава. Он относится к магматическим породам кислого состава. Информация о кислом составе говорит о высоком содержании кремнезема, что отражается в его минеральной формуле: SiO2 – 68-73%; Al2O3 – 12-15,5%; Na2O – 3-6%; CaO – 1,5-4%; FeO – 0,5-3%; Fe2O3 – 0,5-2,5%; K2O – 0,5-3%; MgO – 0,1-1,5%; TiO2 – 0,1-0,6%. По своей структуре гранит похож на его вулканический аналог — риолит. Гранит — очень распространенный в природе материал. Его несложно узнать на расположенном ниже фото.
Несмотря на то, что месторождения гранита встречаются часто, ученые до сих пор ведут споры о его происхождении. Большинство магматических пород распространены на Луне и других планетах земного типа, в то время как присутствие гранитов за пределами нашей планеты не доказано. По одной из гипотез, объясняющих их происхождение, граниты — это последние дифференциаты базальтовых расплавов.
Из чего состоит данная горная порода?
Из чего состоит этот горный материал? В составе гранита три главных компонента: полевой шпат, слюда и кварц.
Также в состав гранита входят следующие минералы:
Физические и химические свойства камня
Какие химические и физические свойства гранита? Он является одним из самых плотных, твердых и прочных камней. Плотность — это физическая величина, показывающая соотношение массы тела и занимаемого им объема. Плотность гранита — 2600 кг/м3.
Твердость — это свойство материала сопротивляться внедрению другого, более твердого тела. Измеряется по шкале Мооса, которая содержит 10 единиц. У алмаза твердость — 10, у талька и графита, которые можно поцарапать ногтем, — 1. В зависимости от разновидности гранита, его твердость составляет 5-7 по шкале Мооса. Из-за такой текстуры обработка камня возможна только с применением алмазных инструментов.
Гранит обладает еще одним свойством — прочность на сжатие. Эта характеристика показывает, какое механическое напряжение нужно приложить, чтобы тело сломалось или деформировалось. Прочность на сжатие гранитной породы — до 300 Мпа.
Несмотря на то, что гранит — это камень, его можно расплавить. Какая температура плавления у этого материала? Она довольно высока и составляет 1215-1260°С. Однако ее можно снизить вдвое, если повысить давление и добавить воды, камень расплавится при 650°С, что помогает при обработке.
Основные разновидности гранита с фотографиями
Существует несколько классификаций гранита в зависимости от диаметра и структуры зерен, а также входящих в его состав минералов. Ниже представлена классификация гранита с фотографиями.
Разновидности по диаметру зерен:
Виды камня по структуре зерен:
Описание разновидностей по содержанию минерального состава с фотографиями:
Где находятся самые известные месторождения?
Благодаря распространенности гранита в окружающей среде, существует множество его месторождений по всему земному шару. Некоторые из них славятся содержанием необычных разновидностей, как, например, Криворожское на Украинском кристаллическом щите, которое дает редкую черную породу, или Чалотуйское и Этыкинское в Читинской области с амазонитовым голубовато-зеленым видом.
В России разрабатывается более 50 месторождений. Наиболее крупные среди них: Купецкое и Дугорецкое в Карелии, Шкурлатское в Воронежской области, Мансуровское, Южно-Султаевское и Головыринское на Урале.
Редкий вид — рапакиви — разрабатывают в Ленинградской области. Необычные серые и розовые граниты добывают в Кабардино-Балкарии и Якутии. Другие редкие разновидности камня обнаружены в следующих местах:
Европа богата на месторождения этой породы. Она добывается в Португалии, Испании, Италии, Германии, Великобритании. Также ведется разработка в Северной Америке, Японии, на Скандинавском полуострове. Лидером по добыче являются Сомали, Эфиопия и Намибия.
В каких областях используют гранит: его значение для человека
Благодаря своим характеристикам — плотности, текстуре — материал широко применяется в строительстве. Именно гранитными камнями облицованы набережные. Тот, кто хоть раз побывал в Санкт-Петербурге, не мог не обратить внимание на монументальные набережные, которые больше 300 лет подвергаются воздействию воды и ветра и остаются в неизменном состоянии.
Во многих городах осталась гранитная брусчатка, которой ранее выкладывали дороги и мостовые. Этим камнем облицовывают здания, в том числе старинные дворцы и замки. Он завоевал популярность у строителей благодаря своей пожаростойкости и долговечности. Все сооружения, которые делают из этой породы, обладают повышенной прочностью.
Многие памятники великим писателям и художникам, историческим деятелям сооружены именно из этого материала. Сотрудники ритуальных агентств предлагают устанавливать гранитные памятники на кладбище.
Где еще применяют гранит, кроме строительства? Он используется в промышленности как материал для изготовления поверочных плит. Некоторые разновидности камня, обладающие повышенным радиационным фоном, рассматриваются как перспективное сырье для получения урана.
Из-за высокой плотности обработка гранита возможна только с применением алмазного сверла. Благодаря современным технологиям обработки гранита его можно сделать гладким и скользким или же оставить приятную на ощупь, шероховатую текстуру.
Лечебные и магические свойства
Твердому, прочному камню издревле приписываются магические свойства. Он символизирует несокрушимость, мощь, власть, поэтому в прежние времена из него строили дворцы, бани для императоров. Этот могучий камень должен был защитить правителя и подчеркнуть его силу.
Всем известно выражение «грызть гранит науки». Только самым упорным по зубам справиться с такой твердыней. Именно поэтому гранитовый талисман помогает тем, кто связал свою жизнь с научной деятельностью: студентам, преподавателям, научным работникам. По поверьям, он обладает магической способностью улучшать память, концентрацию внимания, стимулировать умственную деятельность.
В народной медицине гранит использовался как лечебное средство от недугов опорно-двигательной системы. Считалось, что несокрушимый камень способен передать свою прочность нашей внутренней опоре — скелету. Кроме того, он применялся как целебное средство при пневмонии, бронхите, болезнях сердца.
Интересные факты о горной породе
Гранит — ценная горная порода, которая широко применяется в строительстве. Существует мнение, что это дорогостоящий камень, однако его цена полностью окупает долговечность материала.
Гранит
Название гранита произошло от латинского слова granum, которое в переводе означает «зерно». Данная горная порода действительно имеет кристаллическую крупнозернистую структуру. Происхождение гранита может быть магматическое, метаморфическое и смешанное.
Данная горная порода имеет кристаллическую крупнозернистую структуру
Магматическое или вулканическое происхождение гранитного массива связано с медленным остыванием и затвердением магмы в земной коре. Метаморфическим способом минералы возникают в процессе гранитизации, который представляет собой спекание и частичное расплавление обломков различных горных пород. Но зачастую геологам очень сложно определить, каким именно способом образуется гранит, тем более что ни на физические свойства, ни на химический состав это не влияет. Как правило, гранитные пласты огромных размеров залегают под континентами и являются основой для горных хребтов.
Физические свойства и характеристика
Основные физические свойства материала: прочность, плотность, устойчивость к высокой температуре и воздействию окружающей среды.
Если сравнивать данный камень с бетоном, то прочность первого будет намного выше. К примеру, он может выдержать давление в 6 раз больше, чем бетон. Плотность гранита является еще одной отличительной чертой, ведь по отношению к тому же бетону он весит на 12% больше.
Твердость пород в первую очередь зависит от уровня поглощения влаги. Чем меньше процент влагопоглощения в камнях, тем прочнее они. В этом плане минерал является бесспорным лидером, поскольку благодаря своей глубине залегания он поглощает влагу лишь в пределах 0,2%. Во вторую очередь твердость гранита зависит от наличия в нем кварца, который, помимо всего прочего, обеспечивает еще и термостойкость. Температура плавления камня может достигать 700°С. Кроме того, благодаря той же водонепроницаемости он способен выдержать перепады температуры в пределах 100 градусов, поэтому количество циклов замораживания и нагревания может достигать не одну сотню раз.
Магматическое или вулканическое происхождение гранитного массива связано с медленным остыванием и затвердением магмы в земной коре
В целом физические свойства и долговечность данного минерала зависят еще и от его структуры, согласно которой выделяют следующие виды гранита:
Наибольшую ценность представляет мелкозернистая структура менее 2 мм. Данная разновидность имеет лучшее сопротивление к механическим воздействиям и более высокую температуру плавки.
Несмотря на столь высокие показатели прочности и плотности, гранитные камни относятся к хорошо обрабатываемому строительному материалу. Их без проблем можно разрезать, отшлифовать и отполировать. Если минералы тщательно огранены, они приобретают гладкую и блестящую поверхность, не уступающую по красоте мрамору.
Станок для обработки гранита (видео)
Химический состав и разновидности
Если рассмотреть гранит в схеме разреза, можно четко увидеть вкрапления других минералов и структуру зерен. Даже краткое введение в его структурные особенности поможет понять, что делает этот камень уникальным.
Химический состав включает в себя в основном минеральный ряд, щелочь и кремнекислоту. Согласно средним показателям, в минеральный состав гранита входят полевые шпаты (плагиоклаз, ортоклаз, калиевый полевой шпат в количестве 60-65%), кварц (до 35%) и слюды (мусковит, биотит — 5-10%). В незначительных количествах могут присутствовать железо, магний и кальций.
Химическая составляющая этого природного минерала влияет и на его цвет. Вопреки распространенному мнению, тот или иной цвет камня определяется не наличием в нем кварца, который, как правило, вовсе бесцветный, а входящими в него полевыми шпатами и слюдами. А что касается кварца, то он предоставляет камню в основном блеск, хотя в природе встречаются черно-кварцевые экземпляры.
Чаще всего благодаря полевым шпатам образуются красные, розовые, оранжевые и серые оттенки. Редко в природе встречается голубой окрас и зеленый, или, как его еще называют, амазонитовый. Темный цвет породе придают слюды. Одним из наиболее распространенных по цвету считается розовый гранит, оттенок которого может иногда достигать светло-алого или даже насыщенно красного цвета.
Виды согласно химическому составу
Состав гранита не только влияет на цвет породы или структуру, но и определяет его разновидность. В зависимости от содержания в нем темноцветных элементов — слюд, — геологи выделяют следующие разновидности минерала:
Обработка гранита и мрамора (видео)
Полезные свойства и применение в строительстве
Благодаря простоте обработки, длительному сроку эксплуатации и замечательному внешнему виду природный камень гранит можно по праву считать универсальным материалом. Но на этом, конечно, описание преимуществ материала не заканчивается. Ведь свойства и применение его в строительстве поистине неограниченны.
Кроме перечисленных, стоит выделить такие полезные свойства данного строительного материала, как:
Изначально гранитные массивы использовались для возведения масштабных сооружений: стадионов, церквей, театров. В современном строительстве он нашел широкое применение в изготовлении памятников и скульптур.
Из ограненного камня делают даже ювелирные украшения, бусы или браслеты.
Применение данного минерала можно также встретить в оформлении интерьеров. Любое изделие, будь то сооружение, памятник или простой подоконник, всегда выглядит очень элегантно.
Учитывая вышеизложенные характеристики гранита, неудивительно, что он является одним из наиболее распространенных строительных материалов в мире. Но ко всем преимуществам его следует добавить один существенный недостаток — тяжелый вес, который сильно ограничивает массовое использование гранита в строительстве. Даже при наличии современной техники гранитную плиту, весящую минимум 2700 кг на 1 м³, очень сложно транспортировать.
Для решения данной проблемы прибегают к различным методам, например добавлению различных примесей или созданию аналогов. Таким образом, на рынке строительных материалов появляется керамический и искусственный гранит, который однако по своим качествам значительно уступает природному.
Минералогический состав гранита. Происхождение гранита и его основные цвета.
Гранит – это глубинная, кислая, интрузивная (подземная) магматическая порода зернистого строения. Размеры зерен, которого колеблются от нескольких долей мм до нескольких см в поперечнике. Главные молекулы гранита – калиевые полевые шпаты, кислый плагиоклаз и кварц, небольшое количество темноцветных минералов. Гранит из интрузивных горных пород наиболее распространен.
Цветовая гамма гранита
Из чего состоит гранит?
Основные породы, которые присутствуют в граните: полевые шпаты – самые распространенные породообразующие минералы на их долю приходится свыше 50 % массы земной коры. Полевые шпаты относятся к алюмосиликатам каркасной структуры. По химическому составу полевые шпаты разделены на 4 группы: плагиоклазы, калинатровые, калиевые, калиево-бариевые. Полевые шпаты могут быть представлены различными цветами:
Кварц – это породообразующий минерал с каркасной структурой. Характеризуется поперечной штриховкой на гранях призмы. Это один из самых распространенных минералов в земной коре. Разновидность халцедон, аметист, морион. Обычно кварц находят в излившихся горных породах – риолитах. Кварц используют в приборостроении, оптике как полудрагоценный камень. Кварц может иметь различные окрасы: бесцветный, белый, серый, бурый, розовый. Плотность кварца составляет около 2,5 – 2,6 г/см3. Его относят к пьезоэлектрикам – то есть при деформации он способен индуцировать электрический заряд.
Минералогический состав гранита.
Основные цвета гранита. От чего зависит цвет гранита?
Минералы, входящие в состав горных пород могут иметь различную цветовую окраску. Это объясняют минеральным составом, из которого состоит горная порода. Так если в породе присутствуют Si, Al, K, Na, то они будут окрашены в светлые тона (кварц, мусковит, полевые шпаты). А если в породе будет присутствовать Fe, MgCa, то они будут иметь темный цветовой окрас (магнетит, биотит, амфиболы, пироксены, оливины).
Цветовая гамма минералов
Какие породы образуют гранит?
Гранит – это материал, который образовывался из магматических горных пород. Магматические горные породы – образуются при затвердевании остывающей магмы как под землей (интрузивные) так и на ее поверхности (эффузивные). По содержанию щелочей магматические горные породы делятся на породы нормального ряда (то есть отношение суммы щелочей к содержанию глинозема 1). По содержанию кремнезема SiO2 могут быть кислыми (кремнезема от 67 до 75%) среднекислыми (от 67 до 52%) основными (от 40 до 52%) и ультраосновными (
Что делают из гранита?
Гранит это материал, который используется в строительной сфере. Но для того чтобы его использовать его необходимо обработать и предать определенные размеры и формы. После обработки данный продукт называют щебнем. Щебень может иметь различные размеры, начиная с 1 мм и заканчивая 120 мм (бутовый камень). Так же щебень может иметь классификацию по формам, то есть по содержанию зерен кубовидной формы. Кубовидная форма щебня напрямую характеризует уровень сцепления с вяжущими компонентами в растворе. Чем выше показатель кубовидности, тем меньше расход щебня и других материалов, так как он более компактен, а значит будут незначительные усадки, и следовательно конструкция будет обладать повышенной жесткостью. Одним из видов получаемой продукции является гранитный отсев или дресва. Размеры ее частиц от 0 до 5 мм. Используется для отсыпки и укладки тротуарной плитки.
Щебень использует при изготовлении фундамента, как основного материала, который является наполнителем в растворах. Используют для септика и дренажа. Щебень используют при изготовлении железобетонных плит и устройства дренажных систем. Щебень используют предприятия дорожного строительства для того чтобы дорожное полотно не просаживалось от веса грузовых автомобилей. Или там где асфальт прокладывать дорого и им просто отсыпают дороги и близлежащие территории. Читайте нашу новую статью о бетоне. Вернуться на главную.
Минеральный состав гранита, самого распространенного полезного ископаемого на Земле.
Стоит ли говорить, что гранит – это горная порода, одно из самых главных полезных ископаемых, которое активно используется сейчас в мире. Строительство, ландшафтное оформление, искусство – он нашел свое место в огромных отраслях жизни человека. Он не имеет замены, но учитывая его мультифокальный набор элементов, какой минерал не входит в состав гранита, какие его свойства, какова история происхождения – все это можно узнать в нашей статье.
Краткая информация о граните
Гранит – это минерал, а точнее, комплексное образование, имеющее естественное происхождение, поэтому способы его добычи очень разнообразны. Он имеет много видов, окрасов, отличается даже за плотностью или составом, поэтому полный разбор вопроса, какие минералы входят в состав гранита, будет полезным для составления полного представления об этом материале.
Несмотря на то, что в быту он получил звание «минерал», из-за своего внешнего вида, правильнее будет считать его горной породой. Ученые доказали, что учитывая его состав, нужно вывести четкую классификацию по химическому составу и плотностным характеристикам. Он состоит из минералов однородной структуры, поэтому изначально это ввело многих ученых в заблуждение, и ввело в обиход немного ложное название.
Его распространение повсеместно, даже человек, который не связан с горным делом, знает, насколько разнообразно это сырье. Памятники, заборы, оградки, садовые дорожки – все они могут очень сильно отличаться, хотя сделаны из одной горной породы. В этом и заключается главная сложность – от наличия в нем того или иного минерала, внешний вид, качество и плотность будут очень отличаться.
Как появился гранит на Земле
Ученые провели очень много исследований. Для того, чтобы определить, каким образом образовалась эта горная порода, почему ее состав настолько разнообразен. Сейчас существует 2 естественных обоснования его образования:
Во время извержения вулканов большое количество сырья расплавлялось при высокой температуре, не только металлы подвергались ее воздействию. Соединения из углерода меняли кристаллическую структуру, что и стало причиной возникновения горной породы. Но они были не одинакового состава, поэтому при застывании, в граните были вкрапления разнообразных минералов в граните, которые напоминали зерна. Даже слово «granum», от которого в дальнейшем и произошло название горной породы, означает – зернистый.
В основе возникновения гранита лежит воздействие высоких температур на различные соединения углерода, но расплавленная магма – это не единственный источник тепла на Земле. Ученые описывают процесс гранитизации – когда при движении тектонических плит воздействие на их слои было настолько сильным, что приводило к изменению кристаллической решетки минералов и сплавляло их в один пласт. Интересно то, что при похожем механизме, возникают два абсолютно разных продукта, так сильно отличающихся между собой.
Существует мнение, что гранитные образования – это визитная карточка Земли и он не имеет аналогов на других планетах. Найденные образцы на Венере и Луне всего лишь косвенные, при этом их состав совершенно отличается.
Минеральный состав гранита
Эта горная порода не состоит из одного минерала, а ее разные представители могут отличаться даже по химической структуре. Какие минералы входят в состав – полевой шпат, слюда, кварц. Подобным набором элементов обладает и гнейс, но его плотность сильно уступает гранитным образованиям, что ограничивает его применение в строительстве.
Полевые шпаты
Это основная часть состава горной породы гранит, ведь шпат составляет больше 50% от всего сырья. Но даже она отличается по количеству составных частей, поэтому в зависимости от того, какой химический элемент преобладает в ископаемом минерале, его плотностные и цветовые свойства будут очень отличаться между собой. Даже в этой неметаллической породе иногда встречаются примеси металлов или их ионы.
Основной частью шпата является плагиоклаза, которая и составляет кристаллическую решетку всего камня. Она делится на несколько видов, в зависимости от химического состава или соотношения составных элементов. Чистым являются только альбит (NaAlSi₃O₈) и анортит (CaAl₂Si₂O₈). Остальные похожи на олигокласт, имеющий в составе CaAl₂Si₂O₈ и NaAlSi₃O₈, но соотношение этих веществ будет 3/7, в андезите 1/1, в лабрадоре 7/3, в битовните 9/1.
Они легче поддаются плавлению, что объясняет превалирование этих веществ. Помимо их, можно встретить и минералы с калием (KAlSi₃O₈). Они являются самыми красивыми, например, лунный камень, который используется для украшений. Также можно найти ортоклаз, микроклин, санидин. Их плотность тоже выше, чем у кальциевых шпатов, как и температура плавления.
Кварциты
Большое количество в составе горного ископаемого и кварца (SiO₂), но чаще он встречается в виде песков. Среднее содержание его в граните достигает 35%.
Также как шпатов, кварциты тоже делятся на несколько видов:
Состав их одинаков, они отличаются по плотности. Образование кварцитов метаморфическое, для их получения нужно высокое давление. Самым редким из этих камней является стишовит. Его находят только в местах падения метеоритов, где достигается максимальное давление на породу.
В граните встречаются его смеси с другими веществами, но человеку известны и более чистые – аметист, кошачий глаз, оникс, гелиотроп, цитрин.
Слюда и ее разновидности
Меньше всего в гранитной породе находится слюды – до 10%. Но нельзя недооценивать ее роль в его образовании, ведь именно она обеспечивает его стойкость и плотность. В ее состав входит большое количество металлов, а молекулярная структура не решетчатая, а слоистая.
Основные виды слюды:
Вместо магния иногда могут встречаться соединения и с железом, и с фтором. Интересно то, что, несмотря на цементирующие свойства этого материала, слюда является радиоактивной. Ее использование в строительстве опасно для здоровья человека. Камни с повышенным количеством слюды используют в облицовке внешних поверхностей и для нежилых помещений.
Другие классификации гранита
Геохимическая классификация Уайта и Чаппела чаще используется в зарубежных странах. Различаются граниты по основному элементу, что показывает их состав и указывает на тип происхождения. Например, если горная порода образовалась в результате плавления метаосадочных субстратов – ее относят в группу S (sedimentary). Они имеют большие концентрации таких элементов, как K2O и Rb. А вот вещества магматического происхождения попадают в группу I (igneous), где преобладают CaO, Na2O. Это обусловлено тем, что они не попадают под влияние осадочных факторов – ветра или воды, или же их воздействие незначительно, в отличие от первой группы.
M (mantle) тоже магматического происхождения, но при их формировании образуются толеит и базальт. Большое количество гранитов, в состав которых входит этот тип, образуется в океанических плитах, поэтому их состав очень отличается от предыдущих. Последний тип – А (anorogenic). Его разительное отличие в том, что он образуется в щелочной среде, а не кислой. Их формирование происходит в нижних частях земной коры, где доступ кислорода к слоям минимален.
Наибольшее количество гранитов образуется при столкновении двух тектонических плит, поэтому максимальное скопление месторождений находится в гористой или складчатой местности. Этот процесс называется коллизия. Самое маленькое количество гранитов получается на дне океанов. Такое явление можно объяснить тем, что толщина земной коры в этой местности намного ниже, поэтому воздействие температуры и давления значительно снижается.
Заключение
В мире гранит – это очень распространенная горная порода, использующаяся в строительных и облицовочных целях. Минералы в составе гранита достаточно разнообразны, но в целом выделяют 3 группы для их классификации. Огромную роль в этом вопросе играет тип процесса формирования и среды, где они находятся. Структура минералов тоже очень важна – ведь от типа кристаллической решетки и соотношения элементов зачастую зависит плотность, долговечность и даже цвет.