какой минерал не присутствует в составе гранита

Гранит

Название гранита произошло от латинского слова granum, которое в переводе означает «зерно». Данная горная порода действительно имеет кристаллическую крупнозернистую структуру. Происхождение гранита может быть магматическое, метаморфическое и смешанное.

Данная горная порода имеет кристаллическую крупнозернистую структуру

Магматическое или вулканическое происхождение гранитного массива связано с медленным остыванием и затвердением магмы в земной коре. Метаморфическим способом минералы возникают в процессе гранитизации, который представляет собой спекание и частичное расплавление обломков различных горных пород. Но зачастую геологам очень сложно определить, каким именно способом образуется гранит, тем более что ни на физические свойства, ни на химический состав это не влияет. Как правило, гранитные пласты огромных размеров залегают под континентами и являются основой для горных хребтов.

Физические свойства и характеристика

Основные физические свойства материала: прочность, плотность, устойчивость к высокой температуре и воздействию окружающей среды.

Если сравнивать данный камень с бетоном, то прочность первого будет намного выше. К примеру, он может выдержать давление в 6 раз больше, чем бетон. Плотность гранита является еще одной отличительной чертой, ведь по отношению к тому же бетону он весит на 12% больше.

Твердость пород в первую очередь зависит от уровня поглощения влаги. Чем меньше процент влагопоглощения в камнях, тем прочнее они. В этом плане минерал является бесспорным лидером, поскольку благодаря своей глубине залегания он поглощает влагу лишь в пределах 0,2%. Во вторую очередь твердость гранита зависит от наличия в нем кварца, который, помимо всего прочего, обеспечивает еще и термостойкость. Температура плавления камня может достигать 700°С. Кроме того, благодаря той же водонепроницаемости он способен выдержать перепады температуры в пределах 100 градусов, поэтому количество циклов замораживания и нагревания может достигать не одну сотню раз.

Магматическое или вулканическое происхождение гранитного массива связано с медленным остыванием и затвердением магмы в земной коре

В целом физические свойства и долговечность данного минерала зависят еще и от его структуры, согласно которой выделяют следующие виды гранита:

Наибольшую ценность представляет мелкозернистая структура менее 2 мм. Данная разновидность имеет лучшее сопротивление к механическим воздействиям и более высокую температуру плавки.

Несмотря на столь высокие показатели прочности и плотности, гранитные камни относятся к хорошо обрабатываемому строительному материалу. Их без проблем можно разрезать, отшлифовать и отполировать. Если минералы тщательно огранены, они приобретают гладкую и блестящую поверхность, не уступающую по красоте мрамору.

Станок для обработки гранита (видео)

Химический состав и разновидности

Если рассмотреть гранит в схеме разреза, можно четко увидеть вкрапления других минералов и структуру зерен. Даже краткое введение в его структурные особенности поможет понять, что делает этот камень уникальным.

Химический состав включает в себя в основном минеральный ряд, щелочь и кремнекислоту. Согласно средним показателям, в минеральный состав гранита входят полевые шпаты (плагиоклаз, ортоклаз, калиевый полевой шпат в количестве 60-65%), кварц (до 35%) и слюды (мусковит, биотит — 5-10%). В незначительных количествах могут присутствовать железо, магний и кальций.

Химическая составляющая этого природного минерала влияет и на его цвет. Вопреки распространенному мнению, тот или иной цвет камня определяется не наличием в нем кварца, который, как правило, вовсе бесцветный, а входящими в него полевыми шпатами и слюдами. А что касается кварца, то он предоставляет камню в основном блеск, хотя в природе встречаются черно-кварцевые экземпляры.

Чаще всего благодаря полевым шпатам образуются красные, розовые, оранжевые и серые оттенки. Редко в природе встречается голубой окрас и зеленый, или, как его еще называют, амазонитовый. Темный цвет породе придают слюды. Одним из наиболее распространенных по цвету считается розовый гранит, оттенок которого может иногда достигать светло-алого или даже насыщенно красного цвета.

Виды согласно химическому составу

Состав гранита не только влияет на цвет породы или структуру, но и определяет его разновидность. В зависимости от содержания в нем темноцветных элементов — слюд, — геологи выделяют следующие разновидности минерала:

Обработка гранита и мрамора (видео)

Полезные свойства и применение в строительстве

Благодаря простоте обработки, длительному сроку эксплуатации и замечательному внешнему виду природный камень гранит можно по праву считать универсальным материалом. Но на этом, конечно, описание преимуществ материала не заканчивается. Ведь свойства и применение его в строительстве поистине неограниченны.

Кроме перечисленных, стоит выделить такие полезные свойства данного строительного материала, как:

Изначально гранитные массивы использовались для возведения масштабных сооружений: стадионов, церквей, театров. В современном строительстве он нашел широкое применение в изготовлении памятников и скульптур.

Из ограненного камня делают даже ювелирные украшения, бусы или браслеты.

Применение данного минерала можно также встретить в оформлении интерьеров. Любое изделие, будь то сооружение, памятник или простой подоконник, всегда выглядит очень элегантно.

Учитывая вышеизложенные характеристики гранита, неудивительно, что он является одним из наиболее распространенных строительных материалов в мире. Но ко всем преимуществам его следует добавить один существенный недостаток — тяжелый вес, который сильно ограничивает массовое использование гранита в строительстве. Даже при наличии современной техники гранитную плиту, весящую минимум 2700 кг на 1 м³, очень сложно транспортировать.

Для решения данной проблемы прибегают к различным методам, например добавлению различных примесей или созданию аналогов. Таким образом, на рынке строительных материалов появляется керамический и искусственный гранит, который однако по своим качествам значительно уступает природному.

Источник

Гантельстан

Станки для обработки камня

Распиловка

Шлифование

Снятие фаски

Инструменты

Прочая продукция

Всё о граните: состав, свойства, происхождение, месторождения, сферы применения

Гранит широко применяется в современной жизни. Его физические свойства, структура, состав делают минерал востребованным в производстве и строительстве. Камень является природным, поэтому экологичным материалом. У него есть радиоактивность, но для применения в повседневной жизни отбираются минералы с низкой излучаемостью.

Гранит известен богатой цветовой гаммой, которую ему придают элементы структуры – химические вещества, входящие в состав. Он разнообразный по фактуре, гармонично выглядит с другими материалами – деревом, кирпичом или мрамором. Массивы гранита использовались для возведения значимых зданий. Сегодня камень распространен больше.

Что такое гранит

Слово «гранит» происходит от латыни и означает «зерно». Материал является магматической плутонической породой. Он состоит из крупных зерен, максимальный размер которых достигает 1 см. Это превышает параметры зернистости мрамора. В геологии камень считается визитной карточкой земной коры, поскольку это один из основных компонентов состава верхнего слоя поверхности планеты и гор. Хотя предполагают, что гранит есть на Венере.

Уникальные природно-физические свойства камня делают его незаменимым во многих отраслях человеческой деятельности. Основное преимущество минерала – прочность. Он противостоит химическим и физическим воздействиям веками. На гранит не действуют микроорганизмы, особенно плесень или грибок. Этим объясняется его долгий срок службы.

Гранит ценится водонепроницаемостью, износостойкостью – неподверженностью истираниям и царапинам, а также невосприимчивостью к перепадам температуры. У минерала высокие дизайнерские качества. Он ценен в ландшафтном дизайне, интерьере и экстерьере.

Происхождение гранита

Образование гранита – вопрос, породивший много теорий. Ученые XVIII века уверяли, что гранит возникает из кристаллов, которые осаживаются на дно моря. Столетием позже появилась теория, что камень является сгустком магмы, которая при поднятии на земную поверхность запекает другие материалы. Они остывают вместе с магмой и кристаллизуются. В прошлом веке считалось: гранит образуется в результате обмывания подземными водами горных пород. Под действием движения воды одни кристаллы смывает, а другие трансформируются в кристаллы.

Сейчас считаются верной две последние теории. Экспериментальные исследования доводят, что гранит формируется двумя способами:

Состав гранита

Структура минерала состоит из зерен:

Свойства гранита

Приведем такие характеристики минерала

6-7 единиц по шкале Мооса

Предельная прочность при сжатии в сухом и влажном состояниях

Соответственно 604 кг/см 2 и 550 кг/см 2

Параметр массы гранита – 2500-2700 кг/м3.

Уровень поглощения влаги определяет твердость минерала: чем меньше в процентном соотношении водопоглощения, тем более прочным получается минерал. Низкая впитываемость влаги объясняется глубоким залеганием породы в недрах.

Минеральный состав гранита влияет на его структуру. Существуют такие структурные разновидности:

Параметр минерала с мелкими зернами составляет 2 мм. Эта порода больше других ценится в различных отраслях. Камень имеет высокую сопротивляемость механическим воздействия, а температура его плавления более высокая, чем обычно.

Хотя у гранита высокая прочность и плотность, он хорошо поддается резке, шлифовке и другим методам обработки. У минерала получается тщательная огранка, на поверхности после обработки появляется почти глянцевый блеск, который равен мраморному.

По химическому составу в граните преобладают щелочи. Также есть магний и железо. Основу минерала составляют:

На три последних элемента приходится в общей сумме 9%.

Виды гранита

В зависимости от доли минералов темных цветов в составе бывает такой гранит:

В зависимости от текстуры и структуры минерала различают:

Цвет гранита

На расцветку влияет состав, в особенности пропорции химических элементов – калиевого шпата, оксида железа и других. Основной компонент, который определяет цвет камня, – полевой шпат – плагиоклаз, ортоклаз, микроклин. Приоритетный цвет минерала – серый, что образуется из плагиоклаза. К нему добавляются включения темных тонов. Бывает:

Благодаря кварцу, который выглядит как зерна 2-25 мм прозрачного цвета, похожие на стекло, гранит мерцает под определенным углом обзора. Редко встречается голубоватый гранит, который получает свой оттенок от кварца.

Месторождения гранита

Гранит залегает по всему миру, поэтому он добывается практически везде. Месторождения распространены на берегах Атлантического океана в США. В России существует 50 мест, где активно добывают гранит.

Использование гранита

Физические свойства, особенно высокая прочность гранита, и широкое распространение камня в природе делают его востребованным материалом в отраслях производства, строительстве, ландшафтном и интерьерном дизайне. Обозначим сферы использования, которые используют обработку гранита:

Также из гранита создают:

Интересные факты о граните

Хотя камень выветривается, до наших дней дожили архитектурные, культовые и другие сооружения, предметы и изделия, у которых высокая культурная ценность. Приведем некоторые архитектурные памятники древности:

Гранит активно использовали в строительстве Санкт-Петербурга, в особенности таких зданий:

Источник

Минеральный состав гранита и характеристики горной породы

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:

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

Содержание кварца в земной коре велико. В некоторых местах его доля в земной коре доходит до 60%. Знаком он каждому в виде песка, при очистке которого от примесей доля SiO₂ (химическая формула кварца) возрастает. Другое его название, часто встречающееся в литературе — кремнезем.

При такой простой формуле у этого соединения существует целых четыре типа полиморфных модификаций:

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.

В граните представлены два вида слюд — мусковит KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂ и биотит KMg₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂, причем у последнего часть атомов магния заменена железом, а часть гидроксогрупп — фтором. Помимо своих цементирующий качеств слюда придает граниту радиоактивность, в связи с чем применение этого камня в строительстве ограничено наружными работами и нежилыми помещениями.

Теории образования породы

Проблема образования гранита до сих пор является предметом научных споров. И дело тут не в том из каких минералов состоит гранит, а в местах его образования и условиях, способствующих возникновению таких структур. По умолчанию гранит относится к магматическим породам, то есть его образование, так или иначе, связано с древним вулканизмом и застыванием магмы.

При вулканической деятельности в безводных условиях образуются базальты, а другие магматические породы (пемза, туф) получаются при попадании лавы в воду. Существует гипотеза, согласно которой гранит — продукт частичного расплава, и в нем сохранены некоторые твердые включения. Ее автором стал Н. Боуэн, занимавшийся экспериментальной петрологией. Он установил, что гранитные массивы связаны с базальтовыми, и способ их залегания говорит об образовании гранита совместно с базальтом.

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:

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.

Интересные сведения

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.

Источник

Химический и минеральный состав гранита

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

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

Каков же химический состав гранита?

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

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

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

Минеральный состав гранита

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

В составе гранита мы находим:

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

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

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

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

Плагиоклаз — довольно интересный минерал в составе гранита. В чистом виде это камень с острыми косыми плоскостями спайности, благодаря чему греки его так и назвали: «косой камень». Формула его также очень интересна: Ca[Al2Si2O₈]. Получается, большей частью это просто окислившиеся металлы и кремний.

Группа калиевых полевых шпатов — это четыре минерала, имеющих одинаковую формулу KAlSi₃O₈, но, благодаря разным условиям кристаллизации, получившим разную упорядоченность кристаллической решетки.

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

Как влияет состав гранита на его декоративность?

Марок гранита огромное множество, и каждый камень обладает уникальной расцветкой, структурой, зернистостью и текстурой.

Геологи условно разделяют гранитные породы на группы:

Однако мы знаем на практике, что цветовая гамма гранитных пород значительно шире. Все верно, разнообразнейшие цвета и оттенки получаются благодаря незначительным примесям окислов металлов, окрашивающих минералы в несвойственные им цвета.

Благодаря таким «добавкам» в минеральный состав гранита мы можем видеть породы всех цветов:

Огромное разнообразие натуральных камней в месторождениях по всему миру получено благодаря уникальному химическому составу гранита. Природа создавала кристаллизовавшиеся массы по особым «рецептам» и для каждой марки минеральный состав гранита совершенно неповторим.

А что еще входит в состав гранита?

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

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

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

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

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

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

Источник