Если спросить у первого попавшегося человека, какая горная порода является, по его мнению, наиболее прочной, то он с высокой долей вероятности скажет, что это гранит. Камень из этого минерала является очень твердым и практичным, а также довольно привлекательным на вид, и поэтому он очень часто применяется в строительстве. Кроме того, его нередко используют для создания различных декоративных элементов, в том числе памятников. Название данной породы происходит от латинского слова «granum», которое обозначает «зерно».

Из чего состоит гранит

Главными компонентами этой широко распространенной в земной поверхности являются полевой шпат и кварц. Как выглядит камень гранит? Фото и описания различных видов этой породы говорят о том, что данный камень может ощутимо отличаться по цвету, быть совсем не похожим на другие разновидности и принимать различные оттенки, начиная от бледно-розового и заканчивая серым. Окраска гранита, в основном, зависит от того минерала, который по своей массовой доле преобладает над остальными компонентами, входящими в состав данной породы. обычно представлен различными типами калиевого шпата и может быть дополнен альбитом или олигоклазом. А кварцевые вкрапления в граните имеют вид небольших по размеру стекловидных зерен. Последние могут быть как слегка голубоватыми, так и бесцветными. Кроме того, отвечая на вопрос о том, из чего состоит гранит, следует обязательно отметить включения из мусковита и биотита, а также такие элементы, как циркон, магнетит, титанит, апатит и алланит. Впрочем, их содержание в данном минерале очень и очень незначительно. Перечисляя все то, из чего состоит гранит, заметим, что при преобладании или нехватке тех или иных компонентов его начинают относить к другим разновидностям горных пород. Так, если в нем слишком мало калиевого полевого шпата и кварца, то он попадает в группу диоритов или кварцевых монцонитов. А если в граните окажется слишком большая плагиоклаза, то этот минерал будет считаться гранодиоритом, а при слишком низком содержании темноцветных минералов - лейкогранитом.

Залежи и добыча

После того как мы подробно рассмотрели, из чего состоит гранит, расскажем немного о том, где встречается данный минерал и где его добывают. В природе эта порода залегает довольно массивными пластами, известными как батолиты. Их толщина равна 3-4 км, а площадь нередко превышает 100 квадратных километров. Также залежи гранита могут принимать вид штоков и даек. Часто пласты этого минерала располагаются один над другим, а в качестве прослойки выступают осадочные или метаморфические породы. Месторождения гранитных пород существуют абсолютно на каждом материке.

Чаще всего они встречаются в тех местах, где проходили сильные эрозионные и денудационные процессы, из-за которых была нарушена целостность осадочных пород. В США залежи гранита расположены недалеко от плато Озарк, в предгорье Скалистых гор и в горах Блэк-Хилс. В России данный минерал, в основном, находится на территории Урала, в восточной части Сибири и на Дальнем Востоке.

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 (SiO 2) 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/см 3 ;
• Удельный вес - 2,7 г/см 3 ;
• предел прочности во время сжатия в водонасыщенном состоянии - 550 кг/см 2 ;
• водопоглощение - 0,2%;
• морозостойкость - 25;
• коэффициент снижения прочности - 0,9;
• твердость по шкале Мооса - 6-7;
• истираемость - 1,4г/см 2 м.

Таблица 1. Свойства гранита

Характеристика	Значение
Плотность, кг/м 3	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×10 6	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 -60 0 С до +50 0 С. 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 700 0 С. 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.

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.

Минеральный состав гранита

Влияние состава на декоративность

Альтернативная классификация гранитов

Загадка гранита

Вы удивитесь, если узнаете, что гранитные массы составляют большую часть всего твердого вещества на планете Земля. Но являясь основанием земной коры, почти полностью сокрыты от наших глаз. Лишь гранитные скалы и открытые месторождения этой ценной породы дарят нам удовольствие использовать прочный, красивый материал в строительстве и отделке. Интересен и удивителен также сам состав гранита и физико-химические процессы его кристаллизации.

В образовании гранитной горной породы участвовало много стихий: высокое давление, температура в тысячи градусов и постепенное остывание в течении тысячелетий в глубинах земной коры. Именно благодаря уникальному процессу кристаллизации мы имеем удовольствие любоваться непревзойденной красотой этого натурального камня.

Каков же химический состав гранита?

В образовании гранитного массива, прочнейшей горной породы после алмаза, корунда и топаза, участвует множество химических элементов, среди которых выделяют основные, определяющие состав гранита :

• Железо
• Калий
• Марганец
• Алюминий
• Кремний
• Натрий
• Кальций
• Кислород
• Водород

В незначительных количествах встречаются также литий, хром, титан, вольфрам.

Входя в состав сложных химических соединений, перечисленные элементы образуют минералы, которые в виде спрессованных мелких зерен формируют знакомый нам гранит.

Минеральный состав гранита

Минералами принято называть однородные природные соединения (говоря простым языком, камни), имеющие в своем химическом составе только одно вещество.

В составе гранита мы находим:

Биотит - его меньше всего, от 5 до 10% от общей массы. Биотиты являются основным украшением гранитной породы: это знакомые всем блестящие слюды. Их вкрапления как раз и дарят взгляду волшебные переливы при изменении угла обзора. Формула биотита очень сложная, в его состав входят калий, марганец, железо, алюминий, водород и кислород.

В незначительном количестве в составе гранита встречается также мусковит (это тоже слюда) - камень самых разных оттенков, от молочно-желтого до серебристого и зеленого.

Кварц - те, кто хорошо помнит уроки химии, сразу скажут: это «природное стекло», или оксид кремния. Кварц составляет примерно 25-35% вещества гранитной породы.

Полевые шпаты - это собирательная группа, в которую входят кислые плагиоклазы и преимущественно калиевые полевые шпаты. Процентное содержание этой группы камней самое большое и составляет от 60 до 65%. В состав гранита минералы этой группы попали не зря: это наиболее распространенный камень, составляющий примерно 50% от всей массы земной коры.

Плагиоклаз - довольно интересный минерал в составе . В чистом виде это камень с острыми косыми плоскостями спайности, благодаря чему греки его так и назвали: «косой камень». Формула его также очень интересна: Ca. Получается, большей частью это просто окислившиеся металлы и кремний.

Группа калиевых полевых шпатов - это четыре минерала, имеющих одинаковую формулу KAlSi 3 O 8 , но, благодаря разным условиям кристаллизации, получившим разную упорядоченность кристаллической решетки.

Что входит в состав гранита, можно примерно определить по его цвету и текстуре: ведь на каждом месторождении встречается абсолютно неповторимая горная порода со своим уникальным минеральным строением и химическим составом.

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.
• - 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.

А что еще входит в состав гранита?

Альтернативная классификация гранитов по принципу, что входит в состав гранита - магма или осадочные породы, широко используется за рубежом и сводится к выделению 4 групп:

• S - считается, что гранитные породы этой группы сложены из продуктов плавления метаосадочных субстратов.
• I - эту группу составляют оплавленные метамагматические субстраты.
• M - кристаллизовавшиеся толеит-базальтовые магмы.
• А - к дифференциатам магмы щелочно-бальзатоидного состава добавляются оплавленные нижнекоровые гранулиты.

Ученые до настоящего времени ведут жаркие споры по поводу происхождения удивительного в самом деле камня, который, кстати, встречается только на Земле. До сих пор досконально не изучены физико-химические процессы кристаллизации, а также истинное происхождение кристаллизовавшихся масс.

Но будь это видоизмененные осадочные породы или застывшие магматические массы, граниты поражают своей неповторимой красотой и высокой прочностью, благодаря чему широко используются в декоративной отделке.

Великая загадка: почему минералы в составе гранита имеют именно такое соотношение?

Еще один удивительный факт, ставящий в тупик практически всех геологов и химиков, может поразить кого угодно. Ведь если следовать общепринятой теории плавления твердого корового вещества, при образовании низкокалиевого гранитного материала, который составляет всего 20% от общей массы, должно остаться 80% твердого остатка, в котором нет воды. Это должны быть минералы: пироксен, тот же плагиоклаз или гранат. Но при исследованиях такие слои не обнаружены!

Что таят глубины земной коры с огромными слоями гранитной породы, остается только предполагать. Одно только неоспоримо: состав гранита поистине неповторим, если найти похожие породы на других планетах ученым до сих пор не удалось.

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.