Все о полезных ископаемых о граните

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:

• Магматический;
• Метаморфический.

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:

• псевдокубическая (кристобалит);
• гексагональная (тридимит);
• моноклинная сингония (коэсит);
• плотная октаэдрическая (стишовит).

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:

• мусковит KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂;
• биотит KMg₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂.

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.

История и происхождение

Один лирик в своих стихах ассоциировал гранит со словами «грань» и «границы», однако наименование камня возникло от латинского granum — «зерно». Название минералу дал итальянский естествоиспытатель Цезальпинус. Но первые сведения о самой горной породе были зафиксированы в документах времён Древнего Египта и Рима. Тогда люди использовали материал при строительстве фундаментальных строений.

Гранит часто ассоциируют с прочностью и надёжностью. Он составляет большую часть земной коры. Из этой породы существуют даже целиковые горы, к примеру, Монблан. Камень называют «визитной карточкой Земли», поскольку он не встречается на других планетах.

Учёные приводят две версии происхождения гранита. Одни специалисты считают, что природный камень возник из расплавившейся магмы, которая медленно остывала в земной коре. Со временем она образовалась в окаменелую структуру, и через много лет в ней кристаллизовались зёрна гранита различного размера.

Другие учёные склоняются к версии, согласно которой осадочные горные породы с песком и виды глины постепенно смещались из-за тектонических процессов в глубине земной коры. Высокие температуры и давление заставляли вещества расплавляться. Такой процесс назвали гранитизацией.

Большая часть гранитов в мире образуется в зонах коллизии. Когда две континентальные плиты сталкиваются друг с другом, слой коры на континенте увеличивается. Из-за утолщения на глубине 10−20 км появляются слоистые отложения расплава горной породы. Такое явление называется гранитным магматизмом.

Места добычи

Гранит распространён на всех материках нашей планеты. В США горная порода встречается вдоль побережья Атлантического океана, в северной части страны, центральной части плато Озарк, горах Блэк-Хилз. В основном минерал добывают в Вермонте, Висконсине, Джорджии и Южной Дакоте. В Европе большие объёмы породы можно найти в Германии, Италии, Испании, Португалии и Великобритании.

Камень распространён и в России. Крупные залежи гранита находятся на Урале, Кавказе, Дальнем Востоке, а также в Восточной Сибири и Карело-Кольском регионе. Существует больше 50 месторождений, где добывают штучный камень. Гранитный щебень и бут можно найти в таких регионах, как Прионежье, Приладожье, Карельский перешеек, Приморье, Восточное Забайкалье, Хабаровский край. Материал также есть в Архангельской, Воронежской, Свердловской и Челябинской областях. Минерал с высокой степенью декоративности имеются на северо-западе страны.

Известно не меньше 200 месторождений гранита на территории постсоветского пространства. Самыми крупными залежами полезных ископаемых богаты Украина (Запорожская и Полтавская область) и Белоруссия (Брестская область).

Состав породы

Минерал относится к классу магматических горных пород. Он представлен в виде кристаллов с зернистой структурой. Схема отражает три главных вещества, которые входят в состав гранита:

• полевой шпат — 60−65%;
• кварц — 25−35%;
• слюды (биотит) — 5−10%.

От объёма шпата зависит цвет камня. Чаще можно встретить розовые, красные, серые и чёрные минералы. Редкие образцы имеют голубые или зелёные оттенки. Количество кварца влияет на полупрозрачность зерна. Чем больше в составе минерала биотита, тем больше на нём переливов при изменении угла обзора. Гранит состоит не только из алюминия, железа, кремния, калия, кальция, марганца, водорода, кислорода и натрия. Химическая формула разных экземпляров камня может включать такие второстепенные элементы, как вольфрам, литий, титан, хром и др.

Физические свойства

Одно из самых важных свойств гранита — его прочность. Чем меньше размер зёрен в камне, тем выше этот показатель. Этот минерал в два раза прочнее мрамора.

Камень делят на три группы:

• Мелкозернистые. Размер зерна меньше 2 мм. Такие минералы отличаются высокой степенью прочности, устойчивостью к разрушениям и водонепроницаемостью. Считаются самыми дорогими и востребованными из-за высокого качества.
• Среднезернистые. Размер зёрен варьируется в пределах 2−5 мм. Характеристики этого вида немного хуже предыдущего, но он тоже часто используется в строительстве.
• Крупнозернистые. Зёрна, превышающие 5 мм, делают материал менее огнестойким. При температуре выше 600 °C камень повреждается и увеличивается в объёме.

Плотность породы составляет 2600 кг/м3, твёрдость по Моосу — 5−7. Температура плавления — 1215−1260°C; при присутствии воды и давления она может снизиться до 650 °C. Средний удельный вес камня — 2700−3000 кг/м2. Гранит характеризуется низким водопоглощением и малым коэффициентом истираемости. Камень довольно легко обрабатывается и полируется, после чего сохраняет зеркальную поверхность на продолжительный период. Минерал также поддаётся теске. Ему можно придавать любые формы.

Камень сохраняет свои характеристики даже в самых суровых окружающих условиях. Гранит считается экологичным и эргономичным материалом. Любые разновидности этой горной породы безопасны для людей и животных. Горная порода не излучает радиацию. Никаких ограничений в применении гранита при строительных работах нет.

Некоторым разновидностям камня получается придать декоративную фактуру только после термической обработки. Обычно это необходимо для материалов светло-серых оттенков, которые после отделочных работ становятся почти сахарно-белыми.

Цвет и рисунок

Самым популярным считается красный или ярко-розовый лезниковский гранит. Есть и другие разновидности камня, которые названы в честь их месторождения, например, корнинский, софиевский или жежелевский минерал серого цвета.

Красивым гранитом считается амазонитовый вид зелёного или бирюзового оттенка. Их цвет обусловлен содержащимся в породе зелёным полевым шпатом. Не менее привлекательны образцы аметистового цвета с лилово-розовым отливом. Самая редкая разновидность камня — экземпляры с голубым кварцем. В некоторых местах можно найти чёрный гранит. Встречаются минералы и в белом цвете. Такие образцы внешне напоминают мрамор. Камень может быть не только белоснежного окраса, но и таких оттенков, как светло-зелёный, перламутровый или бледно-жёлтый.

Рисунок гранита зависит от скоплений включений тёмного цвета. Обычно в природе встречаются минералы с пятнистым или крапчатым узором. Некоторые образцы обладают полосато-волнистыми рисунками. Изредка можно встретить гранит с узором, напоминающим кружки или цепочки. Пунктирный рисунок образуется на породе, если в ней есть вкрапления шпатовых кристаллов плоской формы.

Другие разновидности

Существует немало классификаций камня по разным признакам. По характеру и содержанию тёмноцветных вкраплений гранит разделяют на следующие виды:

• Аляскит. Не содержит тёмных вкраплений.
• Биотитовый. Объём биотита в минерале варьируется в пределах 6−8%.
• Лейкогранит. Низкий уровень содержания тёмноцветных частиц.
• Двуслюдяной. Такой минерал включает биотит и мусковит.
• Литий-фтористый. В камне содержатся слюды из лития.
• Пироксеновый. В составе имеются авгит, кварц и ортоклаз.
• Щёлочный. Характеризуется наличием щёлочных составляющих.

Гранит классифицируют и по структуре зёрен. Порфировидный камень отличается ярко выделенными длинными вставками, которые выступают из основной массы породы. Пегматоидному граниту свойственен симметричный и равномерный зернистый рисунок. Финский камень рапакиви характеризуется округлыми вставками с серым или зеленоватым обрамлением. Гнейсовидный минерал имеет мелкозернистую структуру.

Сферы применения

Прочная горная порода применяется в архитектуре с древних времён. Не все люди знают, что египетские пирамиды строили с применением гранита. Много сооружений было построено в Древнем Риме и Индии. Камень, которому характерна долговечность, выдерживает любые климатические условия. Ему не страшны ни ветра, ни дожди.

Сегодня из гранита делают не только различные здания, но и лестницы, ступени, бордюры, уличную плитку. Минерал применяют при возведении памятников, скульптур, ваз, колонн, мостов, лавочек, искусственных водоёмов и иных архитектурных объектов. Натуральный материал часто используется при создании столешниц.

Отличные эксплуатационные характеристики гранита позволяют использовать его не только для наружных, но и внутренних работ. Его применяют при облицовке стен и пола в доме или квартире. Любое изделие из надёжного строительного материала отличается неприхотливостью в применении. Чтобы поддерживать отделку в первоначальном виде, не требуется сложный уход.

Когда люди решают выбрать для отделки своего жилья гранит, они часто сомневаются в выборе подходящего варианта камня. Среди большого видового разнообразия сложно определить, какой материал считается лучшим. Выбор минерала зависит от цели его применения. Следует упомянуть, что новой перспективой в строительстве выступает жидкий гранит, который может заменить цемент.

Камень гармонично смотрится в комбинации с мрамором. Предметы с сочетанием этих материалов выглядят привлекательно и величественно. А иногда белый гранит может заменить мрамор, на который он очень похож после должной обработки. Поскольку камень долговечнее мрамора, при эксплуатации он не теряет ни исходного оттенка, ни структуры, ни текстуры. Гранит имеет только один недостаток: он обладает наибольшим весом среди строительных материалов, что обязательно нужно учитывать при возведении мостов, монолитных домов и других крупных сооружений.

Магическая и лечебная сила камня

Гранит обычно используют в строительстве. Ему мало придают особого значения. Но граниту характерны определённые магические и лечебные свойства, как и любому другому камню.

В древние времена минерал был в почёте. Из него строили бани для императоров и королей. Камень использовался и в качестве оберега. Люди считали, что гранит защищает от негативной энергии и эмоций. Поэтому человек, который носил амулет из этого камня, мог не бояться тёмных сил.

Из минерала изготавливают амулеты и обереги для людей, которые посвящают свою жизнь науке или образованию. Гранит благотворно сказывается на памяти, умственных способностях и коммуникабельности человека. Красные виды камня обостряют интуицию, развивают мышление и избавляют от амбиций. Минерал часто используется учениками, студентами, преподавателями и воспитателями в качестве помощи и поддержки.

Поскольку гранит обладает целебными свойствами, его применяют в литотерапии. Он помогает облегчить боли при астме, бронхите, пневмонии и патологиях сердечно-сосудистой системы. Кроме того, камень положительно сказывается на состоянии позвоночной системы и суставах. Минерал помогает снизить температуру при простудных болезнях и вирусных инфекциях.

Гранит любят за его презентабельный вид и высокие качественные характеристики. Поэтому он служит отличным декоративным материалом не только для различных построек, но и для величественных сооружений.