Гранит какая порода по происхождению

Главная :: Минералы и горные породы

Гранит

Горная порода Гранит

Английское название: Granite

Минералы в составе горной породы Гранит: БиотитКварцМусковитПлагиоклазПолевой шпат

Гранит — кислая плутоническая горная порода нормального ряда из семейства гранитов. Состоит из кварца, плагиоклаза калиевого полевого шпата и слюд — биотита и/или мусковита. Эти горные породы очень широко распространены в континентальной земной коре. Эффузивные аналоги гранитов — риолиты.

Роль гранитов в строении верхних оболочек Земли огромна, но в отличие от магматических пород основного состава (габбро, базальт, анортозит, норит, троктолит), аналоги которых распространены на Луне и планетах земной группы, эта порода 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 о граните привели первых же петрологов к постановке проблемы происхождения гранитов, проблемы, привлекавшей внимание геологов много лет, но и до сих пор далёкой от полного решения. О граните написано очень много научной литературы.
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 гранитоиды 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 имеют близкие содержания большинства петрогненных и редких элементов, но есть и существенные различия. S-граниты относительно обеднены CaO, Na2O, Sr, но имеют более высокие концентрации K2O и Rb, чем I-граниты. Эти различия обусловлены тем, что источник S-гранитов прошёл стадию выветривания и осадочной дифференциации. К M типу относятся гранитоиды, 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 образуются они и в срединно-океанических хребтах, о чём свидетельствует наличие обособлений плагиогранитов в офиолитовых комплексах.

По содержанию темноцветных минералов выделяют следующие разновидности:

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

По разновидностям калиевого полевого шпата выделяются разновидности:

• микроклиновый
• ортоклазовый

Текстура гранитов массивная с весьма незначительной пористостью, характеризующаяся параллельным расположением минеральных компонентов. По величине зерен, составляющих породу минералов, различают три структуры гранита: мелкозернистая с размерами зерен до 2 мм, среднезернистая — от 2 до 5 мм и крупнозернистая — свыше 5 мм. Размеры зерен сильно влияют на строительные свойства пород гранита: чем мельче размеры зерен, тем выше прочностные характеристики и долговечность пород.
Эти породы плотны, прочны, декоративны, хорошо поддаются полировке; имеют обширную гамму цветов от черного до белого. Граниту характерна объемная масса 2,6-2,7 т/м3, пористость менее 1,5%. Предел прочности при сжатии составляет 90-250 МПа и выше, при растяжении, изгибе и срезе — от 5 до 10% от этого значения.
Гранитом называют явнокристаллическую крупно-, средне- или мелкозернистую массивную изверженную породу, образовавшуюся в результате медленного остывания и затвердевания на большой глубине магматического расплава. Гранит может сформироваться также при метаморфизме, в результате процессов гранитизации различных пород. Отдельным гранитным массивам зачастую приписывается то магматическое, то метаморфическое, а то и смешанное происхождение.
Окраска преимущественно светло-серая, но нередки также розовые, красные, желтые и даже зеленые (амазонитовые) разновидности называют гранитом.
Строение обычно равномернозернистое, большинство зерен имеет неправильную форму вследствие стесненного роста при массовой кристаллизации. Встречаются порфировидные гранитные массивы, в которых на фоне мелко- или среднезернистой основной массы выделяются крупные кристаллы полевых шпатов, кварца и слюды. Главные породообразующие минералы гранита — полевой шпат и кварц. Полевой шпат представлен в основном одним или двумя видами калиевого полевого шпата (ортоклазом и/или микроклином); кроме того, может присутствовать натриевый плагиоклаз — альбит или олигоклаз. Цвет гранита, как правило, определяет преобладающий в его составе минерал — калиевый полевой шпат. Кварц присутствует в виде стекловидных трещиноватых зерен; обычно он бесцветен, в редких случаях имеет голубоватый оттенок, который может приобретать вся порода.
В меньших количествах гранит содержит один или оба самых обычных минерала группы слюд — биотит и/или мусковит, а кроме того, рассеянную вкрапленность акцессорных минералов — микроскопических кристалликов магнетита, апатита, циркона, алланита и титанита, иногда ильменита и монацита. Спорадически наблюдаются призматические кристаллы роговой обманки; в числе акцессориев могут появляться гранат, турмалин, топаз, флюорит и др. С увеличением содержания плагиоклаза гранит постепенно переходит в гранодиорит. С уменьшением содержания кварца и калиевого полевого шпата гранодиорит происходит постепенный переход в кварцевый монцонит, а затем — кварцевый диорит. Породу с низким содержанием темноцветных минералов называют лейкогранитами. В краевых зонах гранитных массивов, где быстрое остывание магмы задерживает рост кристаллов породообразующих минералов, гранит постепенно переходит в тонкозернистые разности. К гранит-порфирам относят разновидность гранита, состоящую из отдельных крупных зерен (вкрапленников), погруженных в более мелкозернистую основную массу, которая состоит из мелких, но еще различимых глазом кристаллов. В зависимости от присутствия второстепенных, преимущественно темноцветных, минералов различают несколько разновидностей гранита, например, роговообманковый, мусковитовый или биотитовый.
Главная форма залегания гранитов — батолиты, представляющие собой огромные массивы площадью от сотен до тысяч квадратных километров и мощностью 3-4 км. Они могут залегать в виде штоков, даек и интрузивных тел иной формы. Иногда гранитная магма образует послойные инъекции, и тогда гранит образуют серию пластообразных тел, чередующихся с пластами осадочных или метаморфических пород.

Применение

Массивность и плотность гранита, его широкие фактурные возможности (свойство принимать зеркальную полировку, при которой на свету проявляется радужная игра вкраплений слюды; скульптурная выразительность неполированного шершавого камня, поглощающего свет) делают гранит одним из основных материалов монументальной скульптуры. Гранит также используют для изготовления обелисков, колонн и в качестве облицовки различных поверхностей.

Древнейший материал, неизменный спутник человека, элегантный и солидный, выразительный и разнообразный, массивный и вечный, — те качества, которыми обладает гранит — лучший материал для создания среды обитания человека. Ваш интерьер может стать холодным или уютно-теплым, вызывающе-роскошным или скромным, светлым или темным.

Происхождение и классификация горных пород

Природа создала его настолько неповторимым и разнообразным, что каждое изделие, фрагмент, облицованная поверхность уникальны. Главным достоинством, присущим граниту, является его природная твердость. Отличный материал для наружной отделки фасадов, ступеней и полов. Широкая цветовая гамма открывает дизайнерам неограниченные возможности. У большинства пород низкие стираемость и водопоглощение. При современных условиях обработки гранит режут и шлифуют с помощью алмаза. Кроме того, можно достичь его зеркальной полировки. Это камень, используемый в строительстве, который наиболее других противостоит ненастьям, обладает очень высоким сопротивлением сжатию (от 800 до 2.200 кг/кв.см).

Применяется для облицовки колонн, балконов, лестниц, монументов, мебели и т.п Гранитные породы — в обычной речи, в техническом и коммерческом понимании, это название определяет магматические породы — как интрузивные, так и эффузивные, обладающие твердостью и обрабатываемостью, сравнимыми с гранитом. Их сопротивление раздавливанию и давлению в большинстве случаев так же очень высоко. Еще гнейсы, образованные породами вулканического происхождения, которые обладают одинаковым или немного отличным с гранитами минералогическим составом, определяются как гранитные породы. Т.е., гранитные породы, используемые как строительные материалы, включают, кроме научно определенных гранитов, сиенит, диорит, габбро, порфир, липарит, трахит, андезит, базальт, диабаз, фельдшпатоид, гнейс, серицио, сланцевый кварцит, змеевик и другие разновидности и подвиды выше упомянутых структур. Многие из перечисленных пород, от трахитов и далее, обладают коммерческими названями, определенными их использованием или производителем. Никто не продал бы как гранит ни трахит, ни гнейс, ни серицио, ни сланцевый кварцит, ни змеевик, также и из-за их характерного внешнего вида, который зачастую невозможно ни с чем перепутать.

Горная порода определяет здесь только характеристики твердости и обрабатываемости, очень отличные от подобных характеристик мрамора. Неясность и двусмысленность между коммерческим, техническим и научным названиями может возникнуть, наоборот, между гранитами, сиенитами, диоритами, порфирами из-за их внешнего вида, который может быть очень схожим для неспециалиста и с достаточной легкостью приводит к обману, как из-за старых названий, так и из-за множества расслоений в различных типах породы одного и того же семейства, или же по вине других причин.

Свойства Горной породы

• Тип горной породы: Магматическая горная порода
• Цвет: светло-серый, розовый, красный, желтый, зеленоватый
• Цвет 2: Серый Красный Жёлтый Зелёный
• Текстура 2: массивная порфировая
• Структура 2 : мелкозернистая среднезернистая крупнозернистая
• Происхождение названия: от granum — зерно

Фото Горной породы

Статьи по теме

• Общие сведения о гранитных массивах
  Египтяне при постройке своих знаменитых пирамид использовали в качестве основы очень твёрдые и массивные горные породы
• Подробнее о составе гранитов
  Главные породообразующие минералы гранитов – полевой шпат и кварц. Полевой шпат представлен в основном одним или двумя видами калиевого полевого шпата
• Применение гранитов
  Гранит – это одна из самых плотных горных пород. К тому же, он имеет низкое водопоглощение и высокую устойчивость к морозу и загрязнениям. Именно поэтому используется как внутри помещения, так и снаружи. В интерьере применяется для отделки стен, лестниц, создания столешниц, колонн и каминов.
• Вечный камень
  Преимущества, которыми обладает натуральный камень в строительстве и скульптуре, – это, прежде всего, прочность и долговечность. В частности, первые признаки видимых разрушений камень мелкозернистой породы начинает подавать примерно через четыреста-шестьсот лет.

Месторождения Горной породы Гранит

Происхождение слова гранит

грани́т

Французское — granite.

Латинское — granum (зерно).

В русском языке слово известно с середины XVIII в., а в словарях отмечается с 1762 г. (у Лихтена).

Камень гранит: горная порода

Предположительно, заимствовано из французского, куда granite пришло из итальянского, где granito — «гранит», а как прилагательное — «зернистый», «крепкий», «твердый». В итальянском слово восходит к латинскому granum. Латинский первоисточник стал основой для заимствования другими европейскими языками: немецкое Grant, английское granite и др.

Современное значение русского слова «гранит» — «твердая горная порода зернистого строения, применяемая в строительстве».

Родственными являются:

Болгарское — гранит.

Чешское — granit.

Производное: гранитный.

Происхождение слова гранит в этимологическом онлайн-словаре Семёнова А. В.

Гранит. Очень близкое по происхождению слово от «гра́нум» — «зерно»: «зернистый камень». Образовалось не в латинском языке древности, а в словарях его наследников — итальянского («granito») и французского («granit») языков, откуда прибыло и к нам.

А ведь каким русским оно стало, это слово:

Невы державное теченье,
Береговой ее гранит…

Происхождение слова гранит в этимологическом онлайн-словаре Успенского Л. В.

грани́т через нем. Granit или франц. granit из ит. granito, буквально «зернистый»: лат. grānum; см. Гамильшег, EW 482.

Происхождение слова гранит в этимологическом онлайн-словаре Фасмера М.

Опечатки и прочие неточности выделяйте курсором, жмите Ctrl+Enter и отправляйте нам!

См. также: значение слова гранит в толковых словарях.

Происхождение и классификация горных пород

Любой натуральный камень – это «горная порода, природное образование, состоящее из отдельных минералов и их ассоциаций».

Гранит — характеристики и свойства породы

Изучением состава, происхождения и физических свойств горных пород занимается петрография. Согласно ей все породы по происхождению длятся на три основные группы:
1. Изверженные («первичные» породы)

— образовались непосредственно из магмы – расплавленной массы преимущественно силикатного состава, в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различаются глубинные и излившиеся.
 Глубинные 
возникли в результате постепенного остывания магмы при высоком давлении внутри земной коры. В этих условиях составляющие магмы кристаллизовались, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой: гранит, сиенит, лабрадорит и габбро.
 Излившиеся 
образовались в результате вулканического извержения магмы, которая быстро остывала на поверхности при низкой температуре и давлении. Недостаточно было времени для образования кристаллов, поэтому породы этой группы имеют скрыто или мелко кристаллическую структуру с обилием аморфного стекла с большой пористостью: порфиры, базальты, травертин, вулканические туфы, пеплы и пемзы.

Гранит(от латинского granum, зерно) — самая распространенная горная порода. Гранит имеет ярко выраженную зернисто-кристаллическую структуру и состоит в основном из полевых шпатов, кварца, слюды и других минералов.

По величине зерен различается 3 структуры гранита: мелкозернистые, среднезернистые, крупнозернистые.Цвет гранита может быть самым разным. Чаще всего можно встретить серый гранит, от светлого до темного с разными оттенками, есть также розовый, оранжевый, красный, голубовато-серый и иногда голубовато-зеленый гранит. Исключительно редок гранит с голубым кварцем. В декоративном отношении наиболее ценными являются мелкозернистые светло-серые с голубым оттенком, насыщенно темно-красные и зеленовато-голубые разновидности гранитов.

 2. Осадочные (или «вторичные» породы)

— называются вторичными, так как образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов.
Они могут быть в виде химических осадков, которые образуются в процессе высыхания озер и заливов, когда в осадок выпадают различные соединения. Со временем они превращаются в известняковые туфы, доломит. Общая особенность этих пород – пористость, трещиноватость, растворяемость в воде.
Бывают также обломочные осадочные породы. К ним относятся сцементированные песчаники, брекчии, конгломераты и рыхлые: пески, глины, гравий и щебень. Сцементированные отложения образовались из рыхлых в результате природного скрепления, цементирования. Например, песчаник – из кварцевого песка с известковым цементом, брекчия – из сцементированного щебня, а конгломерат – из гальки.
Еще известны породы органического происхождения, это известняки и мел. Они образуются в результате жизнедеятельности животных организмов и растений.

Песчаник

Для геологов и петрографов — обломочная порода, состоящая из сцементировавшегося песка. Бывают серого, зеленого, красного, желтого, коричневого и бурого цвета. Наиболее прочными считаются кремнистые песчаники.
В основном песчаники не способны приобретать полированную фактуру, поэтому для них обычно используют фактуру скалывания или пиленую, а иногда – шлифованную. Песчаники хорошо поддаются теске и алмазной обработке.
Декоративными считаются мелкозернистые красные, шоколадно-коричневые и зеленые разновидности песчаника, которые с успехом используются для наружной облицовки. В московских и петербургских памятниках архитектуры, построенных в XIX и начале XX века, хорошо сохранились облицовки из польского песчаника серо-зеленого, желтого и розового оттенков. Успенская площадь Кремля облицована люберецким песчаником.
Песчаник — довольно пористый материал, поэтому использовать его для отделки элементов, соприкасающихся с водой, нежелательно. Не рекомендуется также использовать его на цокольных конструкциях.

 3. Метаморфические (видоизмененные породы)

— образовались путем превращения изверженных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов.

Среди метаморфических пород различают массивные (зернистые), к ним относятся мрамор и кварцит, а также сланцеватые – гнейсы и сланцы.

Мрамор

Название "мрамор" произошло от греческого marmaros, блестящий. Это зернисто-кристаллическая порода, которая образовалась в недрах Земли в результате перекристаллизации известняка и доломита под воздействием высоких температур и давления. В строительстве мрамором часто называют не только этот камень, но и другие плотные переходные карбонатные породы. Это, прежде всего, мраморовидные или мраморизованые известняки и доломиты.

Кварцит

Это мелкозернистые породы, которые образовались при перекристаллизации кремнистых песчаников и состоят в основном из кварца.

Кварцит бывает серого, розового, желтого, малиново-красного, темно-вишневого и иногда белого цветов.
Кварцит считается высокодекоративным камнем, особенно малиново-красный и темно-вишневый. Фактура «скала» значительно осветляет общий фон этого камня, чем часто пользуются, совмещая такие изделия с контрастными по цвету полированными.
Кварцит имеет очень высокую твердость и относится к труднообрабатываемым материалам, но принимает полировку очень высокого качества.
Часто применяется при строительстве уникальных сооружений. Был использован при строительстве храма «Спас на крови». На протяжении столетий использовался и как ритуальный камень. Из него выполнены саркофаги Наполеона и Александра II, верхняя часть мавзолея Ленина.

Сланец

Плотная и твердая горная порода, которая образовалась из сильно уплотнившейся глины, частично перекристаллизовавшейся под высоким и односторонним давлением (сверху вниз, например). Характеризуется ориентированным расположением породообразующих минералов и способностью раскалываться на тонкие пластины. Цвет сланцев чаще всего темно-серый, черный, серо-коричневый, красно-коричневый.
Сланец — долговечный материал, он поддается обработке (расслаивается на тонкие пластины), некоторые виды принимают и полировку. Однако чаще его используют вообще без обработки, так как поверхность раскола очень декоративна.
Сланец используют и в наружной, и во внутренней облицовке. Этот камень широко применялся в известных архитектурных памятниках (полы Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге частично сделаны из сланца).

 4. Полудрагоценные камни.

К ним можно относятся, в основном горные породы, получившие название «декоративно-поделочные камни». Это яшма, оникс, опал, малахит, лазурит. Встречаются они гораздо реже обычного камня и ценятся больше. Однако облицовывать ими большие участки дорого, поэтому чаще всего этими камнями отделывают небольшие элементы: детали колонн, подоконников, ванных комнат…

  Одним из самых распространенных декоративно-поделочных камней считается оникс («ноготь» в переводе с греческого). Оникс имеtт слоистое или радикально-лучистое строение. Цвет оникса — белый, светло-желтый, желтый, коричневый, темно-бурый, бледно-зеленый. Рисунок полосчатый — чередование полос разных оттенков. Большинство мраморных ониксов просвечиваются, иногда на глубину 30…40 мм. Оникс хорошо обрабатывается режущими и шлифовальными инструментами и принимает полировку высокого качества.

Состав, происхождение и свойства гранита. Цветовая гамма

Гранит — в нескольких словах о популярной породе

Название от лат. granum – зерно.

Структура гранита кристаллически-зернистая. По химическому составу граниты представляют собой богатые кремнекислотой, обогащенные щелочами, более или менее бедные магнием, железом и кальцием породы.

Каким образом и из чего образуются гранитные породы?

Состав (средние значения): полевые шпаты – 60-65% (ортоклаз и плагиоклаз, причем первый преобладает), кварц – 25-30% и темноцветные мине¬ралы – 5-10% (главным образом биотит, значительно реже роговая обманка и турмалин). Граниты весьма крепкие породы: временное сопротивление сжатию 1200-1800 кг/см², редко снижающееся до 1000 и иногда повышающееся до 3000 кг/см².

Происхождение гранита

Происхождение гранита магматическое: он – продукт кристаллизации кислой магмы в глубинных зонах земной коры. В поздние эпохи развития Земли, особенно в связи с горообразовательными процессами, граниты образовывались из масс осадочных, глинистых и обломочных пород, которые вследствие тектонических перемещений попадали в более глубокие горизонты земной коры. Под воздействием высоких давлений и температур в сочетании с горячими газами («летучие компоненты») осадки подвергались расплавлению (переплавлению) с образованием гранитов.

Состав гранита

По содержанию и характеру темноцветных минералов выделяются следующие разновидности гранита: аляскит (не содержащий темноцветных); лейкократовый гранит (лейкогранит) с пониженным содержанием темноцветных; биотитовый гранат (наиболее обычный; темноцветные представлены биотитом, их содержание – 6-8%); двуслюдяной гранит (с биотитом и мусковитом); роговообманковый и рогово-обманково-биотитовый гранит (с роговой обманкой вместо биотита или наряду с ним); щелочной гранит (с эгирином и щелочными амфиболами; полевые шпаты – ортоклаз или микроклин и альбит).

По структурно-текстурным особенностям различают разновидности: порфировидный гранит – содержит удлиненные либо изометричные вкрапления, более или менее существенно отличающиеся по размерам от минералов основной массы (иногда достигают 5-10 см) и обычно представленные ортоклазом или микроклином и кварцем; пегматоидный гранит – равномерно зернистая гранитная порода с размером выделений полевого пшата и кварца 2-3 см; рапакиви, или финляндский гранит, – порфировидный гранит, в котором обильные округлые вкрапления красного ортоклаза величиной 3-5 см окружены каймой серого или зеленовато-серого олигоклаза, а основной массой служит агрегат зерен ортоклаза, плагиоклаза, кварца, биотита и роговой обманки; гнейсовидный гранит – равномерно- и обычно мелкозернистый гранит, в котором наблюдается общая грубо параллельная ориентиров¬ка чешуек слюды или призматических зерен роговой обманки.

Похожие статьи:

Следующие статьи:

Предыдущие статьи:

Происхождение гранита, условия залегания

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).

Состав и происхождение гранита

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 [1, 2]. 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.

Фото: Alan Levine

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.