Какой бывает гранит и какими свойствами он обладает? Гранит - свойства, характеристики, состав, добыча и применение

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:

ортоклаз;
адуляр (лунный камень);
микроклин;
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:

псевдокубическая (кристобалит);
гексагональная (тридимит);
моноклинная сингония (коэсит);
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:

мелкозернистый;
среднезернистый;
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.

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.

В качестве камней, обладающих магическими свойствами, привычно видеть драгоценные или полудрагоценные камни в виде перстней, подвесок, фигурок или жеод. Гранит совсем иной. Из него не получится украшение, он ассоциируется с памятниками и величественными зданиями. Между тем он тоже обладает магической силой и может использоваться как талисман.

В переводе с латинского «гранит» означает «зерно». Это описывает его структуру. Гранит действительно состоит из зёрен различных минералов. В современной геологии к граниту принято относить минерал с таким составом:

доля полевых шпатов – 60% породы;
кварц – 30%;
слюда – 5-10%.

Иногда вместе с полевым шпатом в состав гранита входят роговая обманка, биотит, мусковит. В зависимости от состава, цвет гранита может отличаться. Чаще всего это серый камень с более тёмными включениями, но находят красный, бурый, розовый, жёлтый, зелёный гранит. Кварц в составе гранита выглядит как стекловидные прозрачные зёрна от 2 до 25 мм. При определённом угле зрения они придают камню мерцающий блеск. Реже встречаются разновидности с включениями голубоватого кварца, который окрашивает всю массу полевого шпата.

Характеристики камня:

Благодаря своим особенностям и распространённости в природе гранит широко применяется в строительстве и производстве. Большое количество разновидностей даёт простор для фантазии дизайнеров.

Применение гранита

Гранит не боится воздействия кислот и солей, поэтому данный камень можно применять в химической промышленности. Маленький коэффициент водопоглощения делает гранит незаменимым материалом для облицовки бассейнов, фонтанов, набережных. Благодаря морозоустойчивости гранита он является материалом для внешней отделки зданий. Гранит мало истирается, поэтому его применяют во внутренней отделке помещений с большой проходимостью, также это материал для строительства дорог. Вот только некоторые примеры его использования:

колонны;
памятники;
парапеты;
брусчатка, бордюры;
напольная плитка;
настенные панели;
ступени лестниц;
подоконники;
столешницы;
вазы;
карнизы;
детали производственных станков;
жернова;
основания высокоточных приборов;
материал для железнодорожных насыпей.

Гранит подвержен выветриванию и плавится при температурах свыше 700 градусов. Но между тем до нас дошло много гранитных памятников архитектуры тысячелетней давности: древнеегипетские, древнеримские, греческие сооружения. Многие не дошли до наших дней, уничтоженные войнами и природными катастрофами.

Пример тысячелетних гранитных сооружений:

Стоунхендж. Его камни весят более 50 тонн;
обелиск Хатшепсут, весом 343 тонны;
испанский монастырь Эскориал.

В период правления Петра I добыча , малахита, и других камней достигла своего пика. При строительстве Санкт-Петербурга преимущественно применялся гранит. «В гранит оделася Нева». Это здания Академии художеств, Фондовая биржа, Адмиралтейство, Исаакиевский собор.

Гранит может добываться огромными многотонными массивами. Например, постамент статуи Медный всадник в первоначальном виде имел вес 2 000 тонн или Александрийская колонна, которая в необработанном виде была камнем высотой более 30 метров.

Как добывается гранит

Единственный минус гранита – сложность добычи и обработки. Полируют камень исключительно алмазными инструментами. Остаётся загадкой, как раньше добывали огромные камни для строительства величественных дворцов.

Есть предположение, что в древности камни отделяли от массива медными пилами с применением в качестве абразива корунда. Современные эксперименты доказывают, что это возможно. Хотя есть и противники этой теории. Они утверждают, что характер следов на камнях говорит о том, что применялись инструменты, подобные современным алмазным фрезам. Но археологические раскопки эту теорию не подтверждают. Учёными найдены только простейшие орудия труда.

В петровские времена для отделения гранитных глыб в подошве массива сверлились углубления, в них забивались столбики. Работа делалась до первой вертикальной трещины. Затем в камне пробуривались шахты для закладки пороха. Взрывом плита отламывалась. Таким же методом камень разламывался на более мелкие части.

Сейчас добыча камня ведётся подобным образом. В массиве бурятся отверстия глубиной до 7 метров, в них закладывается взрывчатка, с помощью которой плита и откалывается.

Как гранит образуется

Этот вопрос был долгое время предметом дискуссий.

Развитие теорий:

В XVIII считалось, что гранит – это осаждение кристаллов на морском дне.
В XIX веке стали считать, что гранит – это магма, которые поднимаясь к поверхности, захватывают и спекает другие минералы, остывает и кристаллизуется.
В XX веке к предыдущей теории добавилась ещё одна. Гранит – результат действия горячих источников, которые размывают и трансформируют горные породы. Одни составляющие вымываются, другие кристаллизуются и спекаются.

Сейчас две последние теории развиваются. Принято считать, что они обе имеют право на существование. Часть гранитных массивов образована магматическим способом, часть гранитизацией.

Месторождения гранита

Сейчас гранитные породы залегают недалеко от поверхности земной коры и реже на океанском дне. Формирование их происходило на протяжении всей истории земли. Самые старые образцы датируются 3.8 млрд лет.

Изначально полевой шпат залегал далеко от поверхности, на глубине 10-15 км. Но постепенно осадочные породы размывались и выветривались, благодаря чему гранитные плиты обнажились.

Гранит составляет 77% от всех магматических пород вблизи поверхности земли. Месторождения его различны. Это небольшие жилы 1-10 метров или огромные пласты, составляющие целые гранитные пояса. Максимальная глубина таких образований неизвестна. Например, В Перу пласт гранита обнажён на 4 км, но это не предел.

Сейчас разработки гранита ведутся во многих странах. Наиболее известные:

В России это Хабаровский край, Приморье, Забайкалье, Урал. Здесь добывают , серого и коричневого цвета. В Ленинградской области, Карелии, на Кольском полуострове месторождения розового, красного и жёлтого камня. В Мурманской области находят серо-розовый гранит.
Украина известна красным камнем.
В средней Азии: Казахстан, Таджикистан, Узбекистан. Здесь добывают редкий зелёно-голубой гранит.
Европа: Болгария, Португалия, Франция, страны Скандинавии. Испания и Сардиния славятся светло-розовым гранитом.
Китай, Индия, Шри-Ланка.
Африка.
Северная Америка.

Богата гранитом Австралия, здесь есть залежи голубого гранита, но до конца месторождения не изучены и добыча камня не развита.

Магические и лечебные свойства

Может показаться, что гранит слишком прост, чтобы иметь какие-то необычайные свойства. Он слишком привычен, чтобы его использовали в магических целях. Но специалисты выделяют такие его свойства:

меняет жизнь к человека к лучшему. Это могут быть любые изменения: в финансовом плане, в любовных отношениях, смена работы или повышение, смена места жительства;
расслабляет;
чистит помещение от негативной энергии;
повышает коммуникабельность, помогает найти взаимопонимание с другими людьми;
повышает интуицию, делает человека отзывчивым и гибким;
благотворно влияет на суставы и позвоночник.

В качестве талисмана камень гранит рекомендуют использовать тем, кто занимается научной деятельностью, поскольку он повышает концентрацию, внимание, улучшает память и стимулирует умственную деятельность. Улучшая коммуникативные способности, помогает подобрать подход даже к самым нерадивым ученикам.

Могут использовать все люди, ведь у него мирная энергетика, он никому не способен навредить.

Гранит – символ мужественности, несокрушимости, прочности и долговечности. Это уникальный минерал из самых глубин земли. Он пережил катаклизмы, зарождение различных форм жизни, тектонические процесс в толще земли. Сейчас этот камень возрастом миллионы лет служит человеку.

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 наиболее распространен.

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:

белый
серый
желтый
розовый
красный
зеленый

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.

Гранит включает в свой состав широкий перечень минералов. Кислый плагиоклаз - это породообразующие минералы, алюмосиликаты из группы полевых шпатов. Плагиоклазы представляют собой ряд минералов крайними членами, которыми являются альбит Na(AlSi3O8) сокращено Ab и анортит Ca (Al2Si2O8) (сокращено An). Обычно состав породы обозначают номером, соответствующий содержанию анортитов в процентах. Альбит № 0 - 10; олигоклаз №10 - 30; андезин № 30 - 50; лабрадор № 50 - 70; битовнит № 70 -90; анортит № 90 - 100.

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) , щелочного ряда (отношение >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 (<40%)

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. 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.

Минеральный состав

калиевый полевой шпат - 20 - 35 %
кислый плагиоклаз (N 10 - 40) - 25 - 35 %
кварц - 25 - 40 %
темноцветные минералы (биотит, редко роговая обманка) - 5 - 10 %

Разновидности гранитов

По структурно-текстурным особенностям выделяют следующие разновидности:

Порфировидный гранит - содержит удлинённые либо изометричные вкрапленники, более или менее существенно отличающиеся по размерам от основной массы (иногда достигают 10 - 15см) и обычно представленные ортоклазом или микроклином , реже кварцем.
гранит графический,
письменный и др.

роговообманковый
биотитовый
роговообманково-биотитовый
двуслюдяной
слюдяной
гиперстеновый (чарнокит)
авгитовый
графитовый
диопсидовый
кордиеритовый
малаколитовый
пироксеновый
энстатитовый
эпидотовый

По разновидностям калиевого полевого шпата выделяются разновидности:

гранит микроклиновый
гранит ортоклазовый

Проблема происхождения гранитов

Граниты играют огромную роль в строении верхних оболочек Земли. Но в отличие от магматических пород основного состава (габбро , базальт , анортозит , норит , троктолит), аналоги которых распространены на Луне и планетах земной группы, граниты встречаются только на нашей планете и пока не установлены среди метеоритов или на других планетах солнечной системы. Среди геологов существует выражение «Гранит - визитная карточка Земли».

С другой стороны, есть веские основания полагать, что Земля возникла из такого же вещества, что и другие планеты земной группы. Первичный состав Земли реконструируется как близкий составу хондритов . Из таких пород могут выплавляться базальты, но никак не граниты.

Эти факты привели первых же петрологов к постановке проблемы происхождения гранитов, проблемы, привлекавшей внимание геологов много лет, но и до сих пор далёкой от полного решения.

Автором одной из первых гипотез о происхождении гранитов стал Боуэн - отец экспериментальной петрологии . На основании экспериментов и наблюдений за природными объектами он установил, что кристаллизация базальтовой магмы проиходит по ряду законов. Минералы в ней кристаллизуются в такой последовательности (ряд Боуэна), что расплав непрерывно обогащается кремнием, натрием, калием и другими легкоплавкими компонентами. Поэтому Боуэн предположил, что граниты могут являться последними дифференциатами базальтовых расплавов.

Геохимические классификации гранитов

Широко известной за рубежом является классификация Чаппела и Уайта, продолженная и дополненная Коллинзом и Валеном. В ней выделяется 4 типа гранитоидов: S-, I-, M-, A-граниты. В 1974 г. Чаппел и Уайт ввели понятия о S- и I-гранитах, основываясь на том, что состав гранитов отражает материал их источника. Последующие классификации также в основном придерживаются этого принципа.

S - (sedimentary) - продукты плавления метаосадочных субстратов,
I - (igneous) - продукты плавления метамагматических субстратов,
M - (mantle) - дифференциаты толеит-базальтовых магм,
А - (anorogenic) - продукты плавления нижнекоровых гранулитов или дифференциаты щелочно-базальтоидных магм.

Различие в составе источников S- и I-гранитов устанавливаются по их геохимии, минералогии и составу включений. Различие источников предполагает и различие уровней генерации расплавов: S - супракрустальный верхнекоровый уровень, I - инфракрустальный более глубинный и не редко более мафический. В геохимическом отношении S- и I-граниты имеют близкие содержания большинства петрогненных и редких элементов, но есть и существенные различия. S -граниты относительно обеднены CaO, Na 2 O, Sr, но имеют более высокие концентрации K 2 O и Rb, чем I-граниты. Эти различия обусловлены тем, что источник S-гранитов прошёл стадию выветривания и осадочной дифференциации. К M типу относятся граниты, являющиеся конечным дифференциатом толеит-базальтовой магмы или продуктом плавления метатолеитового источника. Они широко известны под названием океанических плагиогранитов и характерны для современных зон СОХ и древних офиолитов. Понятие А-гранитов было введено Эби. Им показано, что они варьируют по составу от субщелочных кварцевых сиенитов до щелочных гранитов с щелочными темноцветами, резко обогащены некогерентными элементами, особенно HFSE. По условиям образования могут быть разделены на две группы. Первая, характерная для океанических островов и континентальных рифтов, представляет собой продукт дифференциации щелочно-базальтовой магмы. Вторая, включает внутриплитные плутоны, не связанные непосредственно с рифтогенезом, а приуроченные к горячим точкам. Происхождение этой группы связывают с плавлением нижних частей континентальной коры под влиянием дополнительного источника тепла. Экспериментально показано, что при плавлении тоналитовых гнейсов при Р=10 кбар образуется обогащенный фтором расплав по петрогенным компонентам сходный с А-гранитами и гранулитовый (пироксенсодержащий) рестит.

Геодинамические обстановки гранитного магматизма

Наибольшие объёмы гранитов образуются в зонах коллизии, где сталкиваются две континетальные плиты и происходит утолщение континентальной коры. По мнению некоторых исследователей, в утолщённой коллизионной коре образуется целый слой гранитного расплава на уровне средней коры (глубина 10 - 20км). Кроме того, гранитный магматизм характерен для активных континентальных окраин (Андские батолиты), и, в меньшей степени, для островных дуг.

В очень малых объёмах граниты образуются в срединно-океанических хребтах, о чём свидетельствует наличие обособлений плагиогранитов в офиолитовых комплексах .

Нерешенные проблемы гранитообразования

Изменения

При выветривании гранитов из полевых шпатов образуется каолин и другие глинистые минералы, кварц обычно остаётся неизменным, а слюды желтеют и часто называются «кошачьим золотом».