Какие свойства имеет гранит. Разновидности гранита на основании его структуры. Великая загадка: почему минералы в составе гранита имеют именно такое соотношение

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».

Гранит – наиболее распространенная порода в коре нашей планеты. Слово «granum» в переводе с латыни означает «зерно», что неспециалистам кажется немного странным и неожиданным. Ведь все мы привыкли считать его однородным монолитом, отличающимся большой прочностью. Из каких гранул-зерен сделан этот камень? Из чего состоит гранит, и как он выглядит?

Общие данные

По мнению геологов, граниты можно назвать визитной карточкой Земли, поскольку роль этих камней в строении земных континентов значительна. Есть ли гранит на других планетах, вращающихся вокруг Солнца, астрофизикам доподлинно неизвестно, хотя имеются косвенные доказательства наличия камня на Венере. К тому же, ученые предполагают, что наша планета создана из таких же веществ, как и другие планеты земного типа.

Что касается происхождения самих гранитов, эта загадка так же пока остается не разгаданной. Ученые предполагают, что камень образовался в результате погружения твердого вещества земной коры в верхнюю мантию и его плавление там. Возможно, современные технологии и приборы помогут ученым найти ответы на интересующие их вопросы.

Из каких минералов состоит гранит? Гранит, это порода, состоящая из 60-65% полевого шпата, 25-35% кварца, 5-10% слюды – биотита/мусковита. Цвета и прочность гранитов зависят от соотношения этих основных компонентов.

Виды гранита

В земной коре и на ее поверхности можно найти разные виды гранитов, и все они отличаются минеральным составом, структурой, размером зерен. Более качественным считается камень с большим содержанием кварца, и малым содержанием слюды. Если в составе камня есть пирит, он станет причиной появления ржавых и бурых пятен, и быстрого разрушения.

Идеально, если в породе зерна кварца плотно соприкасаются, а другие минералы в мелком состоянии, заполняют промежутки между ними. Если же гранулы кварца находятся в окружении других минералов, качество и прочность гранита снижается.

По минеральному составу граниты бывают таких видов:

• В плагиограните много плагиоклаза, и небольшое количество полевого шпата, который обеспечивает камню красный или розовый цвет. Встречаются плагиограниты, совершенно не содержащие полевого шпата.
• В розовом аляските, много полевого шпата, и совсем небольшое количество биотита. Темноцветные включения в полевом шпате отсутствуют или имеются в небольших количествах.

Виды гранитов по структуре и текстуре:

• Гранит порфировидный – содержит удлиненные вкрапления разной длины. В основном, это кварц, микроклин или ортоклаз, длиной в 10-15 см.
• Порфировидные граниты, состоящие из округлых розовых зерен полевого шпата, окруженных плагиоклазом светло-серого цвета, называют гранитом рапакиви. Гранит этого вида не отличается большой прочностью, и быстро крошится под воздействием внешних факторов.

По размерам зерен-гранул:

• Зерна-гранулы камней могут иметь различные размеры от полутора миллиметров – до 1 сантиметра. Камень с гранулами более 1 см называют крупнозернистым; камень с гранулами от 2 до 10 мм – среднезернистым; гранулы меньше 2 мм характерны для гранита с мелкими зернами.

Физические свойства

Описание свойств камня: гранит мелкозернистый, по сути, является вечным. Среднезернистый и крупнозернистый и виды менее прочны, но и их хватит не на одно поколение пользователей.

Гранит устойчив к дождю, снегу, ветру и к кислотам. Отличается высокой прочностью к сжатию и трению. Прочность на сжатие у него в два раза выше, чем у мрамора.

Гранит не впитывает воду, высокая водонепроницаемость камня дает возможность применять его для облицовки фонтанов, бассейнов, набережных. Красота фактуры гранита и разнообразие цветовой гаммы позволяет применять его в не полированном или отшлифованном до зеркального блеска виде без дополнительной окраски. В любом варианте он выглядит декоративно за счет вкраплений слюды, создающих завораживающую игру света, и различных цветов – голубого, серого, розового, красного, оранжевого, зеленого.

Широкое применение гранит находит и благодаря хорошей сочетаемости с другими отделочными и строительными материалами – металлами, глиной, древесиной, керамикой, искусственными камнями, мрамором.

Описание гранита будет не полным без упоминания о том, что камень обладает экологической чистотой, в нем нет примесей, вредных для здоровья, он не излучает радиоволн. То есть, камень полностью безопасен и может быть использован в строительстве и отделке помещений различного назначения.

Добыча

Добывают гранит на всех материках планеты, недостатка в этом камне нет. Только в России насчитывается около 50 месторождений камня, находящихся в самых разных регионах страны.

Так же, гранит добывают на Украине. Залежи гранита тянутся широкой полосой с юго-востока до северо-запада. Длина полосы – 1000 км, ширина – 200 км, в некоторых областях полоса выходит на поверхность.

В США граниты добывают в восточной части, на побережье Атлантического океана.

Где применить?

«Свежий», или недавно добытый гранит из не выветренных массивов обладает лучшими потребительскими характеристиками, поэтому в строительстве, а так же, для производства других изделий, применяют именно его.

Виды мелкозернистые или среднезернистые имеют более плотную структуру, в них меньше пор, поэтому они прочнее и устойчивее к выветриванию.

Крупнозернистый гранит в строительстве используют реже, и лишь в том случае, если полевой шпат в них абсолютно свежий, без трещин, помутнений, образований белого порошка.

Гранитную плиту, состоящую из большого количества кварца, применяют в местах с большой проходимостью. Из прочного гранита делают полы и лестницы, особенно необходим он в общественных помещениях, где за сутки проходит множество людей.

Из гранита производят столешницы, карнизы, подоконники, барные стойки, колонны – их можно устанавливать и внутри здания, и снаружи.

Гранит используют для изготовления отделочной плитки, памятников, памятных досок, мемориалов и обелисков.

Камень подходит для устройства каменных японских садов, рокариев, альпийских горок, для облицовки водоемов, настила дорожек.

В дорожном строительстве гранит применяют в качестве бордюров и брусчатки.

Метафизические свойства

Гранит, как составляющая часть земной коры, обладает и метафизическими свойствами. Он активизирует деятельность головного мозга, развивает и укрепляет память, усиливает интуитивные способности, помогает найти нестандартное решение той или иной проблемы.

Целительные свойства камня проявляются в лечении заболеваний сердца, легких, бронхов, горла.

Гранит благотворно влияет на организм при простудных болезнях, снижает температуру, повышает жизненный тонус. Крепкий и прочный минерал укрепляет опорно-двигательную систему человека – суставы, позвоночник, костные ткани.

Гранит станет хорошим талисманом для людей, профессии которых связаны с риском – летчиков, космонавтов, геологов, моряков, спасателей, силовиков. Поможет гранит учителям и преподавателям, поскольку их профессии на сегодняшний день считаются самыми трудными и даже вредными для здоровья. Им гранит необходим для поиска новых подходов в образовательном процессе, укрепления нервной системы, повышения устойчивости к стрессам.

Студентам, аспирантам, учащимся и школьникам разных возрастов гранит полезен для развития памяти и умственных способностей.

И слюд - биотита и/или мусковита . Граниты очень широко распространены в континентальной земной коре . Эффузивные аналоги гранитов - риолиты . Плотность гранита - 2600 кг/м³, прочность на сжатие до 300 МПа Температура плавления 1215-1260 °C (2219-2300 °F) ; при присутствии воды и давления температура плавления значительно снижается - до 650 °C. Граниты являются наиболее важными породами земной коры. Они широко распространены, слагают основание большей части всех континентов и могут формироваться различными путями .

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Свойства гранита и мела

✪ Как египтяне сверлили гранит - реконструкция древней технологии

✪ Как египтяне сверлили гранит: опыт Николая Васютина

Субтитры

Минеральный состав

Разновидности гранитов

По особенностям минерального состава среди гранитов выделяются следующие разновидности:

• Плагиогранит - светло-серый гранит с резким преобладанием плагиоклаза при полном отсутствии или незначительном содержании калиево-натриевого полевого шпата , придающего гранитам розовато-красную окраску.
• Аляскит - розовый гранит с резким преобладанием калиево-натриевого полевого шпата с малым количеством (биотит) или отсутствием темноцветных минералов.

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 10-15 см) и обычно представленные ортоклазом или микроклином , реже кварцем . Порфировидные граниты, в которых зерна калиево-натриевого полевого шпата розового цвета обрастают светло-серым плагиоклазом, приобретая округлые очертания, называются гранитом рапакиви . Такое строение способствует быстрому разрушению породы, её крошению.

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 году 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 нередко 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 давлении 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 континентальные плиты и происходит утолщение континентальной коры. По мнению некоторых исследователей, в утолщённой коллизионной коре образуется целый слой гранитного расплава на уровне средней коры (глубина 10-20 км). 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 .

Изменения

Применение

Гранит является одной из самых плотных , твёрдых и прочных пород . Используется в строительстве в качестве облицовочного материала. Кроме того, гранит имеет низкое водопоглощение и высокую устойчивость к морозу и загрязнениям. Вот почему он оптимален для мощения как внутри помещения, так и снаружи. Однако стоит помнить, что такое помещение будет иметь несколько более высокий радиационный фон , в связи с чем не рекомендуется облицовывать некоторыми видами гранита жилые помещения. Более того, некоторые виды гранита рассматриваются как перспективное сырье для добычи природного урана . В интерьере гранит применяется также для отделки стен, лестниц, создания столешниц и колонн, украшения лестничных маршей балясинами из гранита, создания вазонов, облицовки каминов и фонтанов. В экстерьере гранит часто используется в качестве облицовочного, строительного (бутовый камень для фундаментов, заборов и опорных стен) или кладочного материала (брусчатка, брекчия). Гранит используется также для изготовления памятников и на гранитный щебень . Первый добывается на блочных карьерах, второй - на щебневых. Из гранита изготавливают поверочные плиты вплоть до класса точности 000.солнечной системы

В настоящее время о происхождении гранитов известно довольно много, но некоторые принципиальные проблемы остаются пока нерешенными. Одна из них - это процесс образования гранитов. При частичном плавлении твердого корового вещества, ясно определимые твердые остатки - реститовые кристаллические фазы, не перешедшие в расплав - встречаются в них относительно редко. Небольшое количество остаточного материала можно видеть в S-гранитах и I-гранитах. Однако в Р- и А-гранитах реститовые фазы обычно не диагностируются. С чем это связано - с полным разделением твердых фаз и расплава в процессе подъема магматического материала, с последующим преобразованием твердых остатков, отсутствием критериев для их диагностики или же с дефектом самой петрологической модели - в настоящее время пока не выяснено. Проблема реститовых остатков вызывает и другие вопросы. При частичном плавлении амфиболсодержащих пород повышенной кислотности можно получить лишь около 20 % низкокалиевого гранитного материала. При этом должно оставаться 80 % безводного твердого остатка, состоящего из пироксена, плагиоклаза или граната. Хотя породы в нижней части континентальной коры имеют близкий минеральный состав, их обломки, вынесенные вулканами, не несут геохимических признаков тугоплавкого остаточного материала. Есть предположение, что этот материал был каким-то образом погружен в верхнюю мантию, однако прямые доказательства реальности этого процесса отсутствуют. Не исключено, что и в данном случае петрологическая модель нуждается в корректировке.

), что расплав непрерывно обогащается кремнием, натрием, калием и другими легкоплавкими компонентами. Поэтому Боуэн предположил, что граниты могут являться последними дифференциатами базальтовых расплавов.

Гранит (итал. granito, от лат. granum - зерно), магматическая горная порода, богатая кремнезёмом. Одна из самых распространённых пород в земной коре. Состоит из калиевого полевого шпата (ортоклаза, микроклина), кислого плагиоклаза (альбита, олигоклаза), кварца, а также слюды (биотита или мусковита), амфибола и редко пироксена. Структура гранита обычно полнокристаллическая, нередко порфировидная и гнейсовидно-полосчатая. Гранит преобладает среди интрузивных пород и занимает существенное место в геологическом строении Урала, Кавказа, Украины, Карелии, Кольского полуострова, Средней Азии, Сибири и др. Гранитные интрузии имеют возраст от архея до кайнозоя. Обычно граниты залегают среди горных пород в форме батолитов, лакколитов, штоков, жил и др. В процессе формирования гранитных тел и их охлаждения возникает закономерная система трещин, благодаря которой гранит в естественных обнажениях имеют характерную параллелепипедальную, столбчатую или пластообразную отдельность.

История камня

В конце XVIII века ученые всерьез полагали, что граниты образовались путем осаждения кристаллов на дне океана, заполненного морской водой. Эта гипотеза поддерживалась научной школой нептунистов, которую возглавлял немецкий геолог А.Г. Вернер (1749-1817). Однако уже в начале XIX века ошибочность такой интерпретации стала очевидной, и она уступила место концепции плутонистов, которые привели убедительные доказательства в пользу того, что граниты возникли в результате охлаждения и затвердевания силикатных расплавов - магм, поднимавшихся из глубин Земли. Первым сформулировал эту идею англичанин Дж. Геттон (1726-1797). В середине XX века происхождение гранитов стало предметом новой дискуссии. В качестве альтернативы представлений о магматической природе этих пород была высказана идея о возможности формирования гранитов путем преобразования (трансформации) пород иного состава при их взаимодействии с горячими водными растворами, которые приносят компоненты, необходимые для создания гранита, и выносят (растворяют) "лишние" химические элементы. Идея гранитизации земной коры под влиянием горячих растворов продолжает развиваться и в наши дни.

Ранние дискуссии о природе гранитов происходили в то время, когда состав и условия залегания этих пород были известны лишь в общих чертах, а физико-химические процессы, которые могли привести к их образованию, оставались неисследованными. Во второй половине XX века ситуация коренным образом изменилась. К тому времени был накоплен большой объем информации о положении гранитов в земной коре, подробно изучен состав этих пород. Споры о возможном происхождении гранитов с позиций здравого смысла уступили место строгим термодинамическим расчетам и прямым экспериментам, воспроизводящим зарождение гранитных магм и их последующую кристализацию. Естественно, при этом возникли новые проблемы, однако уровень научной дискуссии стал совершенно иным.

Автором одной из первых гипотез о происхождении гранитов стал Боуэн. На основании экспериментов и наблюдений за природными объектами он установил, что кристаллизация базальтовой магмы происходит 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 диференциатами базальтовых расплавов.

Общие сведения о граните

Термин "гранит" отражает зернистое строение породы, хорошо заметное невооруженным глазом (от лат. granum - зерно). В древности этим словом называли любые крупнозернистые горные породы. В современной геологической литературе термин "гранит" употребляется в более узком смысле. Им обозначают полнокристаллические горные породы, которые состоят из Ca-Na и K-Na полевых шпатов (CaAl2Si2O8-NaAlSi3O8 и KAlSi3O8-NaAlSi3O8), кварца (SiO2) и некоторого количества Fe-Mg силикатов, чаще всего это темная слюда - биотит: K(Mg, Fe, Al)3(Al, Si)4O10(OH, F)2. Полевые шпаты в сумме составляют около 60% объема породы, кварц - не менее 30%, а Fe-Mg силикаты - до 10%. Для валового химического состава гранитов характерно высокое содержание кремнезема (SiO2), которое колеблется от 68-69 до 77-78 мас.%. Кроме того, граниты содержат 12-17 мас.% Al2O3, 7-11 мас.% суммы CaO + Na2O + K2O и до нескольких массовых процентов суммы Fe2O3 + FeO + MgO . Размер минеральных зерен в гранитах обычно варьирует от 1 до 10 мм. Отдельные кристаллы розового K-Na полевого шпата нередко достигают нескольких сантиметров в поперечнике и хорошо видны на поверхности полированных гранитных плит.

Условия залегания гранитов

Граниты - породы, характерные для верхней части континентальной земной коры. Они неизвестны на дне океанов, хотя на некоторых океанических островах, например в Исландии, распространены довольно широко. Граниты формировались на протяжении всей геологической истории континентов. По данным изотопной геохронологии, самые древние породы гранитного состава датируются 3,8 млрд лет, а самые молодые граниты имеют возраст 1-2 млн лет.

Кварц-полевошпатовые гранитные породы образуют тела, которые первоначально не выходили на дневную поверхность. По геологическим данным, верхние контакты гранитных тел в момент образования располагались на глубине от нескольких сот метров до 10-15 км. В настоящее время граниты обнажены благодаря последующему подъему и размыву пород кровли. Согласно статистическим подсчетам, граниты составляют около 77% объема всех магматических тел, затвердевших на глубине в верхней части континентальной земной коры.

Различают перемещенные и неперемещенные гранитные тела. Перемещенные граниты возникли в результате внедрения гранитной магмы и последующего затвердевания магматического расплава на той или иной глубине. Форма тел, сложенных перемещенными гранитами, весьма разнообразна - от небольших жил толщиной 1-10 м до крупных плутонов, занимающих сотни квадратных километров по площади и нередко сливающихся в протяженные плутонические пояса. Наряду с относительно тонкими гранитными пластинами (< 1-2 км по вертикали) известны плутоны, уходящие на глубину нескольких километров. Например, Эльджуртинский плутон на Северном Кавказе пересечен четырехкилометровой скважиной, которая не достигла нижнего контакта гранитов. В Береговом хребте Перу в Южной Америке граниты обнажены в интервале более 4 км и уходят на неизвестную пока глубину.

Главные доказательства магматического перемещенных гранитов сводятся к следующему. Во-первых, формирование гранитных тел сопровождается локальными деформациями окружающих пород, которые указывают на активное внедрение гранитного расплава. Во-вторых, вблизи контактов с гранитами вмещающие породы испытали преобразования, вызванные нагревом. Судя по минеральным ассоциациям, возникшим в ходе этого процесса, начальная температура гранитных тел была выше температуры затвердевания гранитной магмы, которая, следовательно, была внедрена в жидком состоянии. Наконец, и в настоящее время происходят вулканические извержения, выносящие к поверхности магмы гранитного состава.

В отличие от перемещенных гранитов, которые затвердевали значительно выше области своего зарождения, неперемещенные граниты кристаллизовались примерно на том самом месте, где возникли. Если перемещенные граниты - это обычно однородные породы, заполняющие те или иные объемы, то неперемещенные граниты чаще встречаются в виде полос, линз, пятен, измеряемых миллиметрами и сантиметрами в поперечнике, которые перемежаются с породами иного состава. Подобные образования называют мигматитами (от греч. мигма - смесь). Явные признаки активного механического внедрения гранитного материала в мигматитах отсутствуют; часто складывается впечатление, что этот материал пассивно замещает исходный субстрат. Отсюда и возникли представления о гранитизации тех или иных участков земной коры. Мигматиты формировались на глубине 5-7 км и более. Преобладающая их часть была образована в докембрийское время более 600 млн лет назад; возраст многих мигматитов измеряется миллиардами лет.

Мигматиты и более крупные тела древних неперемещенных гранитов часто рассматривают как затвердевшие зоны генерации гранитной магмы, выведенные на современную дневную поверхность в результате последующего подъема земной коры. Поскольку глубоко размытые мигматитовые комплексы обнажены в одних местах, а менее глубинные перемещенные граниты - в других, проследить прямые соотношения между ними не удается.

Гранитные магмы общий термин, используемый для описания магмы, близкой по составу к граниту, то есть, содержащие более 10% из кварца. Граниты связаны с вулканическими областями, континентальных щитов и орогенных поясов. Существует, две возможных теории происхождения гранита. Одна из них, известная как магматических теория гласит, что гранит является производным от дифференциации гранитной магмы. Вторая, известная как теория гранитизации гласит, что гранит образуется "на месте" в результате ультраметаморфизма. Существуют свидетельства, о правильности этих теорий и современным пониманием является то, что гранит рождается в результате обоих процессов, а во многих случаях, от сочетания двух.

Состав источников гранитных магм

Количественные соотношения между кварцем и полевыми шпатами в гранитах зависят от нескольких переменных, в том числе от давления. Учитывая теоретически рассчитанные и экспериментально подтвержденные зависимости, было установлено, что источники гранитных магм, отвечающих по составу реально наблюдаемым породам, расположены в континентальной земной коре на глубине от 10-15 до 30-40 км, где литостатическое давление равно 300-1000 МПа.

Формирование низкокалиевых существенно плагиоклазовых гранитов связывают с частичным плавлением менее кремнекислых кварц-плагиоклаз-амфиболовых магматических пород, залегающих в нижней части континентальной земной коры. Сами эти породы были когда-то выплавлены из вещества верхней мантии Земли, залегающей на глубине более 40 км. Реакции плавления, приводящие к образованию гранитов, сводятся к дегидратации амфибола при нагревании корового вещества и переходу в расплав кварца и части плагиоклаза. Возможность получения низкокалиевых гранитных магм таким способом доказана многочисленными экспериментами. Показано, что к аналогичному результату приводит и частичное плавление кварц-гранат-пироксеновых пород, устойчивых в зонах более высокого давления. Модель хорошо согласуется с геохимическими особенностями низкокалиевых гранитов и начальным изотопным составом Pb, Sr, Nd, который соответствует изотопным меткам мантийного вещества. Вслед за И.В. Бельковым и И.Д. Батиевой, низкокалиевые граниты можно обозначить как первичнокоровые (сокращенно Р-граниты от английского термина "primary crustal granites"). Во все эпохи гранитообразования эти граниты появляются первыми и увеличивают объем гранитного вещества в земной коре. К этой генетической группе относятся и самые древние гранитные породы с возрастом около 3,8 млрд лет.

Низкокалиевые Р-граниты, образованные на ранних стадиях геологической истории, занимают значительную часть континентальной земной коры и позднее неоднократно испытывали различные преобразования, в том числе и повторное плавление. В результате возникали разнообразные по составу граниты, которые в классификации австралийских петрологов Б. Чаппелла и А. Уайта выделены как I-граниты (igneous granites). Термин подчеркивает магматогенную природу корового вещества, вовлеченного в частичное плавление.

I-гранитам противопоставляются S-граниты (sedimentary granites), источником которых, по Чаппеллу и Уайту, служат метаморфизованные (преобразованные в условиях высоких температур и давлений) осадочные кварц-полевошпатовые породы. В отличие от умеренно глиноземистых I-гранитов с не очень высокими содержаниями калия S-граниты богаты калием и пересыщены глиноземом, то есть (2Ca + Na + K) < Al, в них много слюды и часто содержатся высокоглиноземистые минералы. S-граниты лишены магнетита, что указывает на восстановительные условия зарождения и кристаллизации гранитных магм. Это обусловлено обогащением метаморфизованных осадочных пород графитом. Расплавы, затвердевающие в виде S-гранитов, обогащены водой и имеют относительно низкую начальную температуру. Они затвердевают на довольно большой глубине и, как правило, не имеют вулканических аналогов.

В качестве особой генетической группы выделяют также А-граниты (alkaline, anhydrous, anorogenic granites). Эти породы обогащены щелочными металлами (Na и K) и содержат относительно мало алюминия так, что нередко (2Ca + Na + K) > Al. Судя по составу минералов, расплавы были бедны водой, но обогащены фтором. Если I- и S-граниты распространены в подвижных геологических поясах, то А-граниты тяготеют к стабильным блокам земной коры. Источниками А-гранитов служат кварц-полевошпатовые породы земной коры, испытавшие преобразования под воздействием глубинных щелочных растворов. Возможно, эти породы первоначально представляли собой "сухие" твердые остатки от предшествующих эпизодов частичного плавления; значительная часть воды была удалена с ранними порциями гранитного расплава.

Рис. 1. Составы природных гранитов по О. Таттлу и Н. Боуэну, 1958. На диаграмме отражена плотность распределения точек, характеризующих составы гранитов. Внутренняя темная область соответствует максимуму плотности.

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.