Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гранит ( / ɡ г æ п ɪ т / ) представляет собой крупнозернистые магматические породы состоят в основном из кварца , щелочного полевого шпата и плагиоклаза . Он образуется из магмы с высоким содержанием кремнезема и оксидов щелочных металлов, которая медленно затвердевает под землей . Это обычное явление в континентальной коре Земли , где оно встречается в различных вулканических интрузиях . Они варьируются в размерах от дамб размером всего несколько дюймов до батолиты выставлены на площади более сотен квадратных километров.

Гранит типичен для более крупного семейства гранитных пород , которые состоят в основном из крупнозернистого кварца и полевых шпатов в различных пропорциях. Эти породы классифицируются по относительному процентному содержанию кварца, щелочного полевого шпата и плагиоклаза ( классификация QAPF ), при этом истинный гранит представляет собой гранитные породы, богатые кварцем и щелочным полевым шпатом. Большинство гранитных пород также содержат минералы слюды или амфибола , хотя некоторые из них (известные как лейкограниты ) почти не содержат темных минералов.

Микроскопическое изображение гранита

Гранит почти всегда массивный (без каких-либо внутренних структур), твердый и прочный. Эти свойства сделали гранит широко распространенным строительным камнем на протяжении всей истории человечества.

Описание [ править ]

Диаграмма QAPF с гранитным полем, выделенным желтым цветом
Минеральный комплекс магматических пород

Слово «гранит» происходит от латинского « granum» , «зерно», в отношении крупнозернистой структуры такой полностью кристаллической породы. [1] Гранитные породы в основном состоят из полевого шпата , кварца , слюды и минералов амфибола , которые образуют взаимосвязанную, в некоторой степени равнозернистую матрицу полевого шпата и кварца с разбросанными более темными биотитовыми слюдами и амфиболом (часто роговой обманкой ), прикрашивающими более светлые минералы. Иногда отдельные кристаллы ( вкрапленники ) крупнее основной массы. , в этом случае текстура известна как порфировидная . Гранитная порода с порфировой структурой известна как гранит- порфир . Гранитоид - это общий описательный полевой термин, обозначающий более светлые крупнозернистые магматические породы. Петрографические исследования необходимы для выявления конкретных типов гранитоидов. Граниты могут быть преимущественно белого, розового или серого цвета в зависимости от их минералогического состава . [2]

Щелочной полевой шпат в гранитах обычно представляет собой ортоклаз или микроклин и часто является пертитом . Плагиоклаз обычно представляет собой богатый натрием олигоклаз . Вкрапленники обычно представляют собой щелочной полевой шпат. [3]

Гранитные породы классифицируются в соответствии с диаграммой QAPF для крупнозернистых плутонических пород и названы в соответствии с процентным содержанием кварца , щелочного полевого шпата ( ортоклаза , санидина или микроклина ) и полевого шпата плагиоклаза на половине диаграммы AQP. Настоящий гранит (согласно современной петрологической традиции) содержит от 20% до 60% кварца по объему, причем от 35% до 90% всего полевого шпата состоит из щелочного полевого шпата . Гранитные породы с более низким содержанием кварца классифицируются как сиениты или монцониты., а гранитные породы с преобладанием плагиоклаза классифицируются как гранодиориты или тоналиты . Гранитные породы с более чем 90% щелочного полевого шпата классифицируются как граниты щелочного полевого шпата . Гранитная порода с более чем 60% кварца, что является редкостью, классифицируется просто как богатый кварцем гранитоид или, если почти полностью состоит из кварца, как кварцолит . [4] [5] [6]

Истинные граниты далее классифицируются по процентному содержанию полевого шпата, который является щелочным полевым шпатом. Граниты, полевой шпат которых составляет от 65% до 90% щелочного полевого шпата, являются сиеногранитами , тогда как полевой шпат в монцограните содержит от 35% до 65% щелочного полевого шпата. [5] [6] Гранит, содержащий как мусковитовые, так и биотитовые слюды , называется двойным или двуслюдяным гранитом. Двухслюдяные граниты обычно содержат большое количество калия и мало плагиоклаза и обычно представляют собой граниты S-типа или граниты A-типа, как описано ниже . [7] [8]

Еще один аспект классификации гранита - это соотношение различных металлов, которые потенциально могут образовывать полевые шпаты. Большинство гранитов имеют такой состав, что почти весь алюминий и щелочные металлы (натрий и калий) объединены в полевой шпат. Это тот случай, когда K 2 O + Na 2 O + CaO > Al 2 O 3 > K 2 O + Na 2 O. Такие граниты описываются как нормальные или металлизированные . Граниты, в которых недостаточно алюминия для соединения со всеми оксидами щелочных металлов в виде полевого шпата (Al 2 O 3 <K 2O + Na 2 O) описаны как перщелочные соединения и содержат необычные амфиболы натрия, такие как рибекит . Граниты, в которых присутствует избыток алюминия сверх того, что может быть поглощено полевым шпатом (Al 2 O 3 > CaO + K 2 O + Na 2 O), описываются как высокоглиноземистые , и они содержат богатые алюминием минералы, такие как мусковит . [9]

Физические свойства [ править ]

Средняя плотность гранита составляет от 2,65 до 2,75 г / см 3 (от 165 до 172 фунтов / куб футов) [10], его прочность на сжатие обычно превышает 200 МПа, а его вязкость около STP составляет 3–6 · 10 20 Па · с. с. [11]

Температура плавления сухого гранита при атмосферном давлении составляет 1215–1260 ° C (2219–2300 ° F); [12] он сильно восстанавливается в присутствии воды до 650 ° C при давлении в несколько кБар. [13]

Гранит в целом имеет низкую первичную проницаемость , но сильную вторичную проницаемость через трещины и трещины, если они есть.

Химический состав [ править ]

Среднее значение химического состава гранита по массе на основе 2485 анализов [14].

Экструзивно магматическая порода эквивалент гранита риолитовый . [15]

Возникновение [ править ]

Cheesewring , гранитный тор
Гранитный пик в Хуаншане , Китай
Гранитная скала в скале Gros la Tête - остров Арид , Сейшельские острова . Тонкие (шириной 1–3 см) более яркие слои представляют собой кварцевые жилы, образовавшиеся на поздних стадиях кристаллизации гранитных магм. Их также иногда называют «гидротермальными жилами».

Гранитная порода широко распространена по всей континентальной коре . [16] Большая часть этого была вторгнута в докембрийскую эпоху; это самая распространенная порода фундамента , лежащая в основе относительно тонкого осадочного слоя континентов. Выходы гранита имеют тенденцию к образованию торцов , куполов или борнхардтов и округлых массивов . Иногда граниты встречаются в круглых впадинах, окруженных грядой холмов, образованных метаморфическим ореолом или роговиком . Гранит часто встречается относительно небольшого размера, менее 100 км.2 штоки ( штоки ) и в батолитах , часто приуроченные к горным хребтам орогенного происхождения. Небольшие дайки гранитного состава, называемые аплитами , часто связаны с окраинами гранитных интрузий . В некоторых местах с гранитом встречаются очень крупнозернистые пегматитовые массы. [17]

Происхождение [ править ]

Гранит образуется из богатых кремнеземом ( кислых ) магм. Считается, что фельзитовые магмы образуются за счет добавления тепла или водяного пара к породам нижней коры , а не за счет декомпрессии мантийных пород, как в случае с базальтовыми магмами. [18] Было также высказано предположение, что некоторые граниты, обнаруженные на сходящихся границах между тектоническими плитами , где океаническая кора субдуцирует ниже континентальной коры, были сформированы из отложений, субдуцированных вместе с океанической плитой. Расплавленные осадки образовали промежуточную магму.в его содержании кремнезема, который стал дополнительно обогащаться кремнеземом, когда он поднимался через вышележащую кору. [19]

Ранняя фракционная кристаллизация служит для восстановления в расплаве магния и хрома и обогащения расплава железом, натрием, калием, алюминием и кремнием. [20] Дальнейшее фракционирование снижает содержание железа, кальция и титана. [21] Это отражается в высоком содержании щелочного полевого шпата и кварца в граните.

Присутствие гранитных пород в островных дугах показывает, что только фракционная кристаллизация может преобразовать базальтовую магму в гранитную магму, но произведенные количества небольшие. [22] Например, гранитные породы составляют всего 4% обнажений на Южных Сандвичевых островах . [23] В условиях континентальной дуги наиболее распространенными плутоническими породами являются гранитные породы, и батолиты, составленные из этих типов горных пород, простираются по всей длине дуги. Нет никаких указаний на магматические очаги, где базальтовые магмы дифференцируются на граниты или кумулаты.образуется в результате оседания основных кристаллов из магмы. Другие процессы должны производить эти огромные объемы кислой магмы. Одним из таких процессов является введение базальтовой магмы в нижнюю кору с последующей дифференциацией, в результате которой в мантии остаются кумуляты. Другой пример является нагревание нижней коры с помощью андерплейтинга базальтовой магмы, которая производит фельзитовую магму непосредственно из земной коры скалы. Эти два процесса производят разные виды гранитов, что может быть отражено в разделении на граниты S-типа (получаемые путем заливки и дифференциации) и обсуждаемые ниже. [22]

Система классификации по алфавиту [ править ]

Состав и происхождение любой магмы, которая дифференцируется на гранит, оставляют определенные петрологические свидетельства того, что было породной породой гранита. Окончательная текстура и состав гранита обычно отличаются от исходной породы. Например, гранит, полученный в результате частичного плавления метаосадочных пород, может иметь больше щелочного полевого шпата, тогда как гранит, полученный в результате частичного плавления метагородных горных пород, может быть более богат плагиоклазом. На этой основе строятся современные «алфавитные» классификационные схемы.

Первоначально была предложена буквенная система классификации Chappell & White для разделения гранитов на граниты I-типа (магматический источник) и S-типа (осадочные источники). [24] Оба типа образуются в результате частичного плавления горных пород земной коры, либо метагородных, либо метаосадочных пород.

Граниты I-типа характеризуются высоким содержанием натрия и кальция и соотношением изотопов стронция 87 Sr / 86 Sr менее 0,708. 87 Sr образуется в результате радиоактивного распада 87 Rb, и, поскольку рубидий сконцентрирован в коре относительно мантии, низкое соотношение предполагает его происхождение в мантии. Повышенное содержание натрия и кальция способствует кристаллизации роговой обманки, а не биотита. Граниты I-типа известны своими медно-порфировыми месторождениями. [22] Граниты I-типа орогенные (связанные с горообразованием) и, как правило, металлы. [9]

Граниты S-типа бедны натрием и богаты алюминием. В результате они содержат слюды, такие как биотит и мусковит, вместо роговой обманки. Их отношение изотопов стронция обычно превышает 0,708, что указывает на коровое происхождение. Они также обычно содержат ксенолиты метаморфизованных осадочных пород и вмещающие оловянные руды. Их магмы богаты водой, и они легко затвердевают, когда вода выходит из магмы при более низком давлении, поэтому они реже выходят на поверхность, чем магмы гранитов I-типа, которые, таким образом, более распространены как вулканические породы (риолиты). . [22] Они также являются орогенными, но варьируются от металлических до высокоглиноземистых. [9]

Хотя граниты I- и S-типа являются орогенными, граниты I-типа чаще встречаются вблизи конвергентной границы, чем S-типа. Это объясняется более толстой коркой дальше от границы, что приводит к большему ее плавлению. [22]

Граниты A-типа демонстрируют своеобразную минералогию и геохимию с особенно высоким содержанием кремния и калия за счет кальция и магния [25] и высоким содержанием катионов с высокой напряженностью поля (катионы с малым радиусом и высоким электрическим зарядом, такие как цирконий , ниобий , тантал и редкоземельные элементы .) [26] Они не являются орогенными, образуются вместо этого над горячими точками и континентальными рифтингами, и от металлоемких до умеренно щелочных и богатых железом. [9]Эти граниты образуются путем частичного плавления тугоплавких пластов, таких как гранулиты в нижней части континентальной коры, при высоких температурных градиентах. Это приводит к значительному извлечению водных кислых расплавов из резититов гранулитовой фации. [27] [28] Граниты А-типа встречаются в щелочной провинции ледника Кёттлиц на хребте Королевского общества в Антарктиде. [29] Риолиты Йеллоустонской кальдеры являются примерами вулканических эквивалентов гранита А-типа. [30]

Позже было предложено, чтобы гранит M-типа покрыл те граниты, которые явно были получены из кристаллизованных основных магм, как правило, из мантии. [31] Хотя фракционная кристаллизация базальтовых расплавов может дать небольшое количество гранитов, которые иногда встречаются в островных дугах, [32] такие граниты должны встречаться вместе с большим количеством базальтовых пород. [22]

Граниты H-типа были предложены для гибридных гранитов, которые, как предполагалось, образовывались путем смешения основных и кислых гранитов из разных источников, таких как M-тип и S-тип. [33] Однако большая разница в реологии основной и кислой магм делает этот процесс проблематичным по своей природе. [34]

Гранитизация [ править ]

Гранитизация - это старая и в значительной степени игнорируемая гипотеза о том, что гранит образовался на месте в результате крайнего метасоматоза. Жидкости приносят элементы, такие как калий, и удаляют другие, такие как кальций, превращая метаморфическую породу в гранит. Это должно было произойти на фронте миграции. Однако экспериментальные работы к 1960-м годам установили, что граниты имеют магматическое происхождение. [35] Минералогические и химические особенности гранита могут быть объяснены только фазовыми отношениями кристалл-жидкость, показывающими, что плавления должно было быть по крайней мере достаточно для мобилизации магмы. [36]

Однако на достаточно глубоких уровнях земной коры различие между метаморфизмом и плавлением самой земной коры становится нечетким. Условия кристаллизации жидкой магмы достаточно близки к условиям полноценного метаморфизма, поэтому породы часто имеют очень похожее сходство. [37] В этих условиях гранитные расплавы могут производиться на месте путем частичного плавления метаморфических пород путем извлечения подвижных элементов, таких как калий и кремний, в расплавы, но оставляя другие, такие как кальций и железо, в остатках гранулита. Это может быть происхождение мигматитов . Мигматит состоит из темноты, огнеупорная порода (The меланосома ) , который пронизан листами и каналами света гранитной скалы (The leucosome). Лейкосома интерпретируется как частичный расплав материнской породы, которая начала отделяться от оставшегося твердого остатка (меланосомы). [38] Если будет произведено достаточно частичного расплава, он отделится от материнской породы, станет более высоко развитым за счет фракционной кристаллизации во время подъема к поверхности и станет магматическим родителем гранитной породы. Остаток материнской породы становится гранулитом .

Частичное плавление твердых пород требует высоких температур и добавления воды или других летучих веществ, которые понижают температуру солидуса (температуру, при которой начинается частичное плавление) этих пород. Долгое время велись споры о том, достаточно ли утолщения земной коры в орогенах (горных поясах вдоль конвергентных границ ) для образования гранитных расплавов за счет радиогенного нагрева , но недавняя работа предполагает, что это не жизнеспособный механизм. [39] Для гранитизации на месте требуется нагрев астеносферной мантией или засыпкой магмами мантийного происхождения. [40]

Восхождение и размещение [ править ]

Гранитные магмы имеют плотность 2,4 Мг / м 3 , что намного меньше, чем 2,8 Мг / м 3 метаморфической породы с высоким содержанием. Это придает им огромную плавучесть, так что подъем магмы неизбежен, как только накопится достаточно магмы. Однако вопрос о том, как именно такое большое количество магмы может оттолкнуть вмещающую породу, чтобы освободить место для себя ( проблема помещения ), все еще остается предметом исследования. [41]

Считается, что важными являются два основных механизма:

  • Диапир Стокса
  • Распространение трещин

Из этих двух механизмов диапиризм Стокса был одобрен в течение многих лет в отсутствие разумной альтернативы. Основная идея заключается в том, что магма поднимется через кору как единая масса за счет плавучести . По мере того, как он поднимается, он нагревает породы в стенке , заставляя их вести себя как жидкость со степенным законом и, таким образом, обтекать интрузию, позволяя ей проходить без больших потерь тепла. [42] Это вполне возможно в теплой, пластичнойнижняя кора, где породы легко деформируются, но сталкивается с проблемами в верхней коре, которая намного холоднее и хрупче. Породы там не деформируются так легко: для того, чтобы магма поднялась в виде диапира, она потратила бы слишком много энергии на нагрев пристеночных пород, охлаждая и затвердевая, прежде чем достичь более высоких уровней внутри земной коры.

Распространение трещин - это механизм, предпочитаемый многими геологами, поскольку он в значительной степени устраняет основные проблемы перемещения огромной массы магмы через холодную хрупкую кору. Вместо этого магма поднимается по небольшим каналам вдоль самораспространяющихся дамб, которые образуются вдоль новых или уже существующих систем трещин или разломов и сетей активных зон сдвига. [43] Когда эти узкие каналы открываются, первая входящая магма затвердевает и обеспечивает форму изоляции для более поздней магмы.

Эти механизмы могут работать в тандеме. Например, диапиры могут продолжать подниматься через хрупкую верхнюю кору, останавливаясь , когда гранит раскалывает породы кровли, удаляя блоки вышележащей коры, которые затем опускаются на дно диапира, а магма поднимается, чтобы занять их место. Это может происходить как частичная остановка (остановка небольших блоков кровли очага), как оседание котла (обрушение больших блоков свода очага) или как обрушение кровли (полное обрушение кровли неглубокого магматического очага, сопровождающееся извержением кальдеры . ) Есть свидетельства оседания котла на горе. Вторжение Аскатни в восточном Вермонте. [44] Свидетельства о частичной остановке обнаруживаются во вторжениях, окаймленных магматической брекчией.содержащие фрагменты кантри-рока. [41]

Ассимиляция - это еще один механизм подъема, при котором гранит плавится в корке и таким образом удаляет покрывающий материал. Это ограничено количеством доступной тепловой энергии, которую необходимо восполнить за счет кристаллизации более высокоплавких минералов в магме. Таким образом, магма плавит породу земной коры на своей крыше и одновременно кристаллизуется в ее основании. Это приводит к устойчивому загрязнению коровым материалом по мере подъема магмы. Это может не быть очевидным в химии основных и второстепенных элементов, поскольку минералы, которые, скорее всего, кристаллизуются в основании камеры, - это те же самые минералы, которые кристаллизовались бы в любом случае, но ассимиляция коры обнаруживается по изотопным отношениям. [45]Потери тепла к вмещающей породе означают, что подъем за счет ассимиляции ограничен расстоянием, равным высоте магматического очага. [46]

Выветривание [ править ]

Зернистый песок и гранитоид, полученный из

Физическое выветривание происходит в больших масштабах в виде отслаивающихся швов , которые являются результатом расширения и разрушения гранита, поскольку давление снижается при удалении вышележащего материала в результате эрозии или других процессов.

Химическое выветривание гранита происходит, когда разбавленная углекислота и другие кислоты, присутствующие в дождевых и почвенных водах, изменяют полевой шпат в процессе, называемом гидролизом . [47] [48] Как показано в следующей реакции, это приводит к образованию каолинита из калиевого полевого шпата с ионами калия, бикарбонатом и кремнеземом в растворе в качестве побочных продуктов. Конечным продуктом выветривания гранита является груша , часто состоящая из крупнозернистых обломков раздробленного гранита.

2 KAlSi 3 O 8 + 2 H 2 CO 3 + 9 H 2 O → Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 4 H 4 SiO 4 + 2 K + + 2 HCO 3 -

Климатические колебания также влияют на скорость выветривания гранитов. В течение примерно двух тысяч лет рельефные гравюры на обелиске «Иглы Клеопатры» пережили засушливые условия своего происхождения до того, как были перенесены в Лондон. За двести лет красный гранит там сильно испортился во влажном и загрязненном воздухе. [49]

Развитие почвы на граните отражает высокое содержание кварца в породе и недостаток доступных оснований, при этом статус бедного основания предрасполагает почву к подкислению и оподзолению в прохладном влажном климате, поскольку устойчивый к погодным условиям кварц дает много песка. [50] Полевой шпат также медленно выветривается в прохладном климате, что позволяет песку преобладать в фракции мелкозема. В теплых влажных регионах выветривание полевого шпата, как описано выше, ускоряется, чтобы обеспечить гораздо более высокую долю глины с почвенной серией Сесил, являющейся ярким примером последующей большой группы почв Ultisol . [51]

Естественная радиация [ править ]

Гранит , как и большинство природных камней, является естественным источником излучения .

Калий-40 - это радиоактивный изотоп со слабой эмиссией, входящий в состав щелочного полевого шпата , который, в свою очередь, является обычным компонентом гранитных пород, более распространенным в гранитах и сиенитах из щелочного полевого шпата .

Некоторые граниты содержат от 10 до 20 частей на миллион (ppm) урана . Напротив, более основные породы, такие как тоналит, габбро и диорит , содержат от 1 до 5 частей на миллион урана, а известняки и осадочные породы обычно имеют столь же низкие количества. Многие крупные гранитные плутоны являются источниками залежей урановой руды с палеоканалом или валковыми фронтами , где уран вымывается в отложения с гранитных возвышенностей и связанных с ними, часто высокорадиоактивных пегматитов. Подвалы и подвалы, построенные в почве над гранитом, могут стать ловушкой для газа радона [ цитата необходима], который образуется при распаде урана. [52] Радон представляет серьезную опасность для здоровья и является второй причиной рака легких в США после курения. [53]

Торий присутствует во всех гранитах. [54] Гранит Конвей известен своим относительно высоким содержанием тория - 56 ± 6 частей на миллион. [55]

Есть некоторые опасения, что некоторые виды гранита, продаваемые в качестве столешниц или строительных материалов, могут быть опасными для здоровья. [56] Дэн Стек из Университета Сент-Джонс заявил [57], что около 5% всего гранита вызывает беспокойство, с оговоркой, что только крошечный процент из десятков тысяч типов гранитных плит был испытан. В Интернете доступны различные ресурсы национальных геологоразведочных организаций, помогающие оценить факторы риска в гранитной стране и правила проектирования, касающиеся, в частности, предотвращения накопления радонового газа в закрытых подвалах и жилых домах.

Исследование гранитных столешниц было проведено (инициировано и оплачено Американским институтом мрамора) в ноябре 2008 года американской компанией National Health and Engineering Inc. В этом тесте все 39 полноразмерных гранитных плит, которые были измерены для исследования, показали уровни излучения значительно ниже стандартов безопасности Европейского Союза (раздел 4.1.1.1 Национального исследования в области здравоохранения и инженерии), а уровни эмиссии радона значительно ниже среднего. концентрации радона вне помещений в США. [58]

Промышленность [ править ]

Карьер по гранитному камню в Тайвассало , Финляндия

Производство гранита и смежного мрамора считается одной из старейших отраслей в мире, существовавшей еще в Древнем Египте . [59]

Основными современными экспортерами гранита являются Китай, Индия, Италия, Бразилия, Канада, Германия, Швеция, Испания и США. [60]

Использует [ редактировать ]

Античность [ править ]

Игла Клеопатры, Лондон

Красная Пирамида из Египта (около 2590 г. до н.э.), названный в честь светло малиновый оттенок ее неприкрытой известняковых поверхностей, является третьим по величине из египетских пирамид . Пирамида Менкаура , вероятно датируемая 2510 годом до нашей эры, была построена из известняка и гранитных блоков. Великая пирамида в Гизе (ок. 2580 г. до н.э. ) содержит огромный гранитный саркофаг вылепленный из «Красной Асуанской Гранит». Основном разрушена Black Pyramid датируемый правления Аменемхета III когда - то был полированный гранит пирамидка или замковый камень, который сейчас находится на дисплее в главном залеЕгипетский музей в Каире (см. Дахшур ). Другие применения в Древнем Египте включают колонны , дверные перемычки , подоконники , косяки , а также облицовку стен и пола. [61] Как египтяне обрабатывали твердый гранит, до сих пор остается предметом споров. Патрик Хант [62] предположил, что египтяне использовали наждак , имеющий большую твердость по шкале Мооса .

Раджараджа Чола I из династии Чола в Южной Индии построил первый в мире храм полностью из гранита в 11 веке нашей эры в Танджоре , Индия . Храм Брихадисварар, посвященный Господу Шиве, был построен в 1010 году. Считается, что массивный Гопурам (богато украшенная верхняя часть храма) имеет массу около 81 тонны. Это был самый высокий храм на юге Индии. [63]

Имперский римский гранит добывался в основном в Египте, а также в Турции и на островах Эльба и Гильо . Гранит стал «неотъемлемой частью римского языка монументальной архитектуры». [64] Разработка карьеров прекратилась примерно в третьем веке нашей эры. Начиная с поздней античности повторно использовали гранит, который, по крайней мере, с начала 16 века стал известен как сполия . В процессе цементирования гранит с возрастом твердеет. Технология, необходимая для изготовления долот из закаленной стали, была в значительной степени забыта в средние века. В результате средневековые каменщики были вынуждены использовать пилы или наждак, чтобы укорачивать древние колонны или врубать их в диски. Джорджио ВазариВ XVI веке отмечалось, что гранит в карьерах «намного мягче и легче в обработке, чем после того, как он лежал обнаженным», в то время как древним колоннам, благодаря их «твердости и прочности, нечего бояться огня или меча, и самого времени, которое движет все, чтобы разрушить, не только не уничтожило их, но даже не изменило их цвет ». [64]

Современный [ править ]

Скульптура и мемориалы [ править ]

Различные граниты (граненые и полированные поверхности)

В некоторых районах гранит используется для надгробий и мемориалов. Гранит - твердый камень, и для его ручной обработки требуется навык. До начала 18 века в западном мире гранит можно было вырезать только ручными инструментами, что обычно приводило к плохим результатам.

Ключевым прорывом стало изобретение паровых инструментов для резки и правки Александром Макдональдом из Абердина , вдохновленным древнеегипетской резьбой по граниту. В 1832 году на кладбище Кенсал-Грин было установлено первое полированное надгробие из абердинского гранита, возведенное на английском кладбище . Это вызвало сенсацию в лондонской монументальной торговле, и в течение нескольких лет весь заказанный полированный гранит поступал из MacDonald's. [65] В результате работы скульптора Уильяма Лесли, а затем и Сидни Филда, гранитные мемориалы стали основным символом статуса в викторианской Британии. Королевский саркофаг в Фрогморебыл, вероятно, вершиной его работы, а при весе 30 тонн - одним из самых больших. Только в 1880-е годы конкурирующие машины и заводы могли конкурировать с заводами Макдональда.

Современные методы резьбы включают использование вращающихся коронок с компьютерным управлением и пескоструйную обработку по резиновому трафарету. Оставив открытыми буквы, цифры и эмблемы на камне, бластер может создавать практически любые произведения искусства или эпитафии.

Камень, известный как «черный гранит», обычно представляет собой габбро , имеющий совершенно другой химический состав. [66]

Здания [ править ]

Гранит широко используется в качестве облицовочного камня и плитки для полов в общественных и коммерческих зданиях и памятниках. Абердин в Шотландии, построенный в основном из местного гранита, известен как «Гранитный город». Из-за его изобилия в Новой Англии , гранит обычно использовался для строительства фундаментов домов. Гранит железная дорога , первая железная дорога Америки, был построен , чтобы буксировать гранит из каменоломен в Квинси, штат Массачусетс , в Непонсет в 1820 - х годах. [67]

Инженерное дело [ править ]

Инженеры традиционно использовали пластины из полированного гранита для определения плоскости отсчета, поскольку они относительно непроницаемы, негибки и сохраняют хорошую стабильность размеров. Пескоструйный бетон с высоким содержанием заполнителя имеет внешний вид, похожий на грубый гранит, и часто используется в качестве замены, когда использование настоящего гранита нецелесообразно. Гранитные столы широко используются в качестве оснований или даже в качестве всего структурного корпуса оптических инструментов, КИМ и высокоточных станков с ЧПУ из-за жесткости гранита, высокой стабильности размеров и отличных характеристик вибрации. Самое необычное использование гранита было в качестве материала дорожекГранитный трамвай Хайтора , Девон, Англия, 1820 год. [68] Гранитный блок обычно перерабатывается в плиты, которые можно разрезать и формировать режущим центром . [69] В области военной инженерии Финляндия заложила гранитные валуны вдоль линии Маннергейма, чтобы заблокировать вторжение российских танков во время Зимней войны 1939–1940 годов. [70]

Другое использование [ править ]

Камни для керлинга традиционно изготавливают из гранита Ailsa Craig. Первые камни были изготовлены в 1750-х годах, первоначальным источником была Айлса Крейг в Шотландии . Из-за редкости этого гранита лучшие камни могут стоить до 1500 долларов США. От 60 до 70 процентов камней, используемых сегодня, сделаны из гранита Ailsa Craig, хотя остров сейчас является заповедником и до сих пор используется Kays of Scotland для добычи камней для керлинга по лицензии на гранит Ailsa . [71]

Скалолазание [ править ]

Гранит - одна из самых ценимых альпинистов скал за крутизну, прочность, систему трещин и трение. [72] Известные места для восхождения на гранит включают долину Йосемити , Багабус , массив Монблан (и такие вершины, как Эгюий-дю-Дрю , горы Морн , Альпы Адамелло-Пресанелла , Эгюий-дю-Миди и Гранд-Жорас. ), Брегалья , Корсика , части Каракорума (особенно башни Транго ), массив Фицрой, Патагония ,Баффинова Земля , Огаваяма , побережье Корнуолла , Кэрнгормс , гора Сахарная голова в Рио-де-Жанейро, Бразилия, и вождь Ставамус , Британская Колумбия, Канада.

Гранитное скалолазание настолько популярно, что многие из искусственных скалодромов, которые можно найти в спортзалах и тематических парках, выглядят как гранитные. [ необходима цитата ]

  • Гранит использовался для декораций на набережной Сент-Луиса и для опор моста Идс (на заднем плане).

  • Гранитные пики Кордильеры Пайне в чилийской Патагонии

  • Хаф-Доум , национальный парк Йосемити , на самом деле представляет собой гранитную арку и является популярным местом для скалолазания.

  • Красный гранитный карьер Rixö в Люсекиле , Швеция

  • Гора Колокола Свободы в северных каскадах

  • Шпили ранней зимы в северных каскадах

См. Также [ править ]

  • Горный комплекс Шайенн
  • Эпоксидный гранит
  • Отшелушивающий гранит  - Гранитная кожа шелушится, как лук (шелушение) из-за атмосферных воздействий
  • Фалькенфельсен , также известный как Скала Сокола
  • Гранит Фолл-Ривер  - докембрийская коренная порода, лежащая в основе города Фолл-Ривер, штат Массачусетс и его окрестностей.
  • Грейзен  - сильно измененная гранитная порода или пегматит.
  • Гиперсольвус
  • Кашмирское золото
  • Список типов горных пород  - список типов горных пород, признанных геологами.
  • Люксуллианит  - редкий вид гранита.
  • Горы Морн  - горный хребет в Северной Ирландии.
  • Круглый гранит
  • Гранит Пайкс-Пик , Колорадо
  • Кварцевый монцонит
  • Гранит рапакиви  - гранит из роговой обманки и биотита, содержащий большие круглые кристаллы ортоклаза, каждый с ободком из олигоклаза.
  • Стоун-Маунтин  - гора и парк в Джорджии, США, Джорджии
  • Subsolvus
  • Горы Уиклоу  - горный хребет в Ирландии, Ирландия

Ссылки [ править ]

Примечания
  1. Перейти ↑ Read, HH (январь 1943 г.). «Размышления о граните: Часть первая». Труды ассоциации геологов . 54 (2): 64–85. DOI : 10.1016 / S0016-7878 (43) 80008-0 .
  2. ^ «Гранитоиды - гранит и родственные породы гранодиорит, диорит и тоналит» . Geology.about.com. 2010-02-06 . Проверено 9 мая 2010 .
  3. ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. п. 45. ISBN 0-7167-2438-3.
  4. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика IUGS магматических пород». Журнал геологического общества . 148 (5): 825–833. Bibcode : 1991JGSoc.148..825L . CiteSeerX 10.1.1.692.4446 . DOI : 10.1144 / gsjgs.148.5.0825 . S2CID 28548230 .  
  5. ^ a b «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 : 1–52. 1999 г.
  6. ^ a b Philpotts, Anthony R .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 139–143. ISBN 9780521880060.
  7. ^ Barbarin, Bernard (1 апреля 1996). «Генезис двух основных типов высокоглиноземистых гранитоидов». Геология . 24 (4): 295–298. Bibcode : 1996Geo .... 24..295B . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <0295: GOTTMT> 2.3.CO; 2 .
  8. ^ Вашингтон, Генри С. (1921). «Граниты Вашингтона, округ Колумбия». Журнал Вашингтонской академии наук . 11 (19): v459–470. JSTOR 24532555 . 
  9. ^ а б в г Блатт и Трейси 1996 , стр. 185.
  10. ^ "Типы горных пород и удельный вес" . EduMine . Архивировано из оригинала на 2017-08-31 . Проверено 27 августа 2017 .
  11. ^ Кумагай, Наоичи; Садао Сасадзима; Хидебуми Ито (1978). «Долговременная ползучесть горных пород: результаты с крупными образцами, полученными примерно за 20 лет, и с небольшими образцами примерно за 3 года» . Журнал Общества материаловедения (Япония) . 27 (293): 157–161. DOI : 10,2472 / jsms.27.155 .
  12. ^ Ларсен, Эспер С. (1929). «Температуры магм» . Американский минералог . 14 : 81–94.
  13. ^ Холланд, Тим; Пауэлл, Роджер (2001). «Расчет фазовых отношений с участием гаплогранитных расплавов с использованием внутренне согласованного набора термодинамических данных» . Журнал петрологии . 42 (4): 673–683. Bibcode : 2001JPet ... 42..673H . DOI : 10.1093 / петрологии / 42.4.673 .
  14. Перейти ↑ Blatt and Tracy 1996, p.66
  15. ^ Халдар, СК; Тишляр, Дж. (2014). Введение в минералогию и петрологию . Эльзевир. п. 116. ISBN 978-0-12-408133-8.
  16. ^ Сингх, Г. (2009). Науки о Земле сегодня . Издательство Discovery. ISBN 9788183564380.
  17. ^ Твидейл, CR (1982). Гранитные формы рельефа . Амстердам: научный паб Elsevier. Co. ISBN 0444421165. Дата обращения 10 октября 2020 .
  18. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 15-16.
  19. ^ Кастро, Антонио (январь 2014). «Внекоровое происхождение гранитных батолитов» . Границы геонаук . 5 (1): 63–75. DOI : 10.1016 / j.gsf.2013.06.006 .
  20. Blatt & Tracy 1996 , стр. 128.
  21. Blatt & Tracy 1996 , стр. 172.
  22. ^ Б с д е е Филпоттсов & Ague 2009 , с. 378.
  23. Перейти ↑ Baker, PE (февраль 1968 г.). «Сравнительная вулканология и петрология атлантических островных дуг». Бюллетень Volcanologique . 32 (1): 189–206. Bibcode : 1968BVol ... 32..189B . DOI : 10.1007 / BF02596591 . S2CID 128993656 . 
  24. ^ Чаппелл, BW; Белый, AJR (2001). «Два противоположных типа гранита: 25 лет спустя». Австралийский журнал наук о Земле . 48 (4): 489–499. Bibcode : 2001AuJES..48..489C . DOI : 10,1046 / j.1440-0952.2001.00882.x . S2CID 33503865 . 
  25. ^ Зима, Джон Д. (2014). Принципы магматической и метаморфической петрологии (Второе; новое международное издание Пирсона). Харлоу. п. 381. ISBN. 9781292021539.
  26. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 148.
  27. Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , pp. 203-206.
  28. ^ Whalen, Джозеф Б .; Currie, Kenneth L .; Чаппелл, Брюс В. (апрель 1987 г.). «Граниты А-типа: геохимическая характеристика, дискриминация и петрогенезис» . Вклад в минералогию и петрологию . 95 (4): 407–419. Bibcode : 1987CoMP ... 95..407W . DOI : 10.1007 / BF00402202 . S2CID 128541930 . 
  29. ^ Коттл, Джон М .; Купер, Алан Ф. (июнь 2006 г.). «Геология, геохимия и геохронология гранита A-типа в районе ледника Мюлок, юг Земли Виктории, Антарктида». Новозеландский журнал геологии и геофизики . 49 (2): 191–202. DOI : 10.1080 / 00288306.2006.9515159 . S2CID 128395509 . 
  30. ^ Бранни, MJ; Bonnichsen, B .; Эндрюс, GDM; Ellis, B .; Барри, TL; Маккарри, М. (январь 2008 г.). « Вулканизм типа « Снейк-Ривер »(SR) на следе горячей точки Йеллоустоуна: отличительные продукты от необычных высокотемпературных кремнистых сверхизвержений». Вестник вулканологии . 70 (3): 293–314. DOI : 10.1007 / s00445-007-0140-7 . S2CID 128878481 . 
  31. Whalen, JB (1 августа 1985 г.). «Геохимия плутонической свиты островной дуги: интрузивный комплекс Уасилау-Яу-Яу, Новая Британия, PNG». Журнал петрологии . 26 (3): 603–632. Bibcode : 1985JPet ... 26..603W . DOI : 10.1093 / петрологии / 26.3.603 .
  32. ^ Сайто, Сатоши; Арима, Макото; Накадзима, Такаши; Кимура, Джун-Ичи (2004). «Петрогенезис гранитных интрузий Асигава и Тоноги, южная часть миоценового гранитного комплекса Кофу, центральная Япония: граниты M-типа в зоне коллизии дуги Идзу» . Журнал минералогических и петрологических наук . 99 (3): 104–117. Bibcode : 2004JMPeS..99..104S . DOI : 10,2465 / jmps.99.104 .
  33. ^ Кастро, А .; Морено-Вентас, И .; де ла Роса, JD (октябрь 1991 г.). «Гранитоиды Н-типа (гибридные): предлагаемый пересмотр классификации и номенклатуры типов гранитов». Обзоры наук о Земле . 31 (3–4): 237–253. Bibcode : 1991ESRv ... 31..237C . DOI : 10.1016 / 0012-8252 (91) 90020-G .
  34. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 104-105.
  35. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 511.
  36. ^ МакБирни, Александр Р. (1984). Магматическая петрология . Сан-Франциско, Калифорния: Фриман, Купер. С. 379–380. ISBN 0877353239.
  37. ^ McBirney, 1984 и 379-380 .
  38. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 44.
  39. ^ Кларк, Крис; Фитцсимонс, Ян К.В. Хили, Дэвид; Харли, Саймон Л. (1 августа 2011 г.). «Как континентальная кора действительно нагревается?». Элементы . 7 (4): 235–240. DOI : 10.2113 / gselements.7.4.235 .
  40. ^ Zheng, Y.-F .; Чен, Р.-Х. (2017). «Региональный метаморфизм в экстремальных условиях: последствия для орогенеза на краях конвергентных плит». Журнал азиатских наук о Земле . 145 : 46–73. Bibcode : 2017JAESc.145 ... 46Z . DOI : 10.1016 / j.jseaes.2017.03.009 .
  41. ^ a b Philpotts & Ague 2009 , стр. 80.
  42. ^ Вайнберг, РФ; Подладчиков, Ю. (1994). «Диапировое восхождение магм через кору и мантию по степенному закону». Журнал геофизических исследований . 99 (B5): 9543. Bibcode : 1994JGR .... 99.9543W . DOI : 10.1029 / 93JB03461 . S2CID 19470906 . 
  43. ^ Клеменс, Джон (1998). «Наблюдения за происхождением и механизмами подъема гранитных магм» . Журнал Лондонского геологического общества . 155 (Часть 5): 843–51. Bibcode : 1998JGSoc.155..843C . DOI : 10.1144 / gsjgs.155.5.0843 . S2CID 129958999 . 
  44. Перейти ↑ Blatt & Tracy 1996 , pp. 21-22.
  45. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 347-350.
  46. ^ Oxburgh, ER; Макрей, Тесса (27 апреля 1984 г.). «Физические ограничения на загрязнение магмы в континентальной коре: пример, комплекс Адамелло». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия А, Математические и физические науки . 310 (1514): 457–472. Bibcode : 1984RSPTA.310..457O . DOI : 10,1098 / rsta.1984.0004 . S2CID 120776326 . 
  47. ^ "Гранит [Выветривание]" . Университетский колледж Лондона . Архивировано из оригинального 15 октября 2014 года . Проверено 10 июля 2014 года .
  48. ^ «Гидролиз» . Геологическое общество Лондона . Проверено 10 июля 2014 года .
  49. ^ Марш, Уильям М .; Кауфман, Мартин М. (2012). Физическая география: великие системы и глобальные среды . Издательство Кембриджского университета. п. 510. ISBN 9781107376649.
  50. ^ http://luitool.soilweb.ca/podzols/Влияние землепользования на качество почвы
  51. ^ https://www.soils4teachers.org/files/s4t/k12outreach/nc-state-soil-booklet.pdf Сесил - Почва штата Северная Каролина
  52. ^ "Серия распада урана" . Архивировано из оригинала 9 марта 2012 года . Проверено 19 октября 2008 .
  53. ^ «Радон и рак: вопросы и ответы» . Национальный институт рака . Проверено 19 октября 2008 .
  54. ^ Хабберт, М. Кинг (8 марта 1956) Ядерная энергетика и ископаемое топливо . Конференция Американского института нефти. Энергетический бюллетень.
  55. ^ Адамс, JA; Kline, MC; Richardson, KA; Роджерс, Дж. Дж. (1962). «Гранит Конвея из Нью-Гэмпшира как основной источник низкосортного тория» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 48 (11): 1898–905. Bibcode : 1962PNAS ... 48.1898A . DOI : 10.1073 / pnas.48.11.1898 . PMC 221093 . PMID 16591014 .  
  56. ^ "Гранитные столешницы и радиация" . Агентство по охране окружающей среды США. 4 мая 2015 . Дата обращения 7 января 2020 .
  57. ^ Steck, Daniel J. (2009). «Измерения до и после выхода на рынок гамма-излучения и излучения радона из большого образца декоративных гранитов» (PDF) . Девятнадцатый международный симпозиум по радону . С. 28–51.
  58. ^ Столешницы из натурального камня и радон - Здоровье окружающей среды и инженерия - Оценка воздействия радона и излучения от гранитных столешниц.
  59. Нельсон Л. Немеров (27 января 2009 г.). Экологическая инженерия: гигиена окружающей среды и безопасность для муниципальной инфраструктуры, землепользования и планирования, а также промышленности . Джон Вили и сыновья. п. 40. ISBN 978-0-470-08305-5.
  60. ^ Parmodh Александр (15 января 2009). Справочник минералов, кристаллов, горных пород и руд . Издательство Новой Индии. п. 585. ISBN 978-81-907237-8-7.
  61. ^ Джеймс А. Харрелл. «Декоративные камни в доосманских исламских зданиях Каира, Египет» . Проверено 6 января 2008 .
  62. ^ «Египетский гений: обработка камня для вечности» . Архивировано из оригинала на 2007-10-14 . Проверено 6 января 2008 .
  63. ^ Heitzman, Джеймс (1991). «Ритуальная политика и экономика: транзакционная сеть императорского храма в средневековой Южной Индии». Журнал экономической и социальной истории Востока . БРИЛЛ. 34 (1/2): 23–54. DOI : 10.1163 / 156852091x00157 . JSTOR 3632277 . 
  64. ^ a b Уотерс, Майкл (2016). «Возрождение античности с помощью гранита: Сполия и развитие архитектуры римского Возрождения» . Архитектурная история . 59 : 149–179. DOI : 10.1017 / arh.2016.5 .
  65. ^ Друзья вестника кладбища Вест Норвуд 71 Александр Макдональд (1794–1860) - Каменщик ,
  66. ^ "Черный гранит и черный мрамор" . Торговая брошюра . Graniteland.com . Проверено 21 мая 2014 .
  67. ^ Brayley, AW (1913). История гранитной промышленности Новой Англии (изд., 2018). Франклин Классикс. ISBN 0342278657. Дата обращения 3 декабря 2020 .
  68. ^ Эванс, MC (1966). Гранитный трамвай «Хайтор» и Стоверский канал . Ньютон Эббот: Дэвид и Чарльз.
  69. ^ Бай, Шо-вэй; Чжан, Цзинь-шэн; Ван, Чжи (январь 2016 г.). «Выбор экологически чистой технологии резки гранитного блока на плиты». Журнал чистого производства . 112 : 2278–2291. DOI : 10.1016 / j.jclepro.2015.10.052 .
  70. ^ Chersicla, Рик (январь-март 2017). «Что могут сделать свободные люди: зимняя война, использование промедления и уроки для 21 века» (PDF) . Пехота : 63 . Дата обращения 3 декабря 2020 . CS1 maint: формат даты ( ссылка )
  71. Роуч, Джон (27 октября 2004 г.). "National Geographic News - тупики возвращаются на шотландский остров, известный своими камнями для керлинга" . National Geographic News.
  72. Грин, Стюарт. «3 типа скал для лазания: гранит, песчаник и известняк: геология скалолазания» . Liveabout.dotcom . Дотдаш . Дата обращения 3 декабря 2020 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Бласик, Мирослава; Ханика, Богдашка, ред. (2012). Гранит: возникновение, минералогия и происхождение . Hauppauge, Нью-Йорк: Nova Science. ISBN 978-1-62081-566-3.
  • Твидейл, Чарльз Роуленд (2005). Формы рельефа и геология гранитных территорий . Лейден, Нидерланды: AA Balkema. ISBN 978-0-415-36435-5.
  • Мармо, Владимир (1971). Петрология гранита и проблема гранита . Амстердам, Нидерланды: Elsevier Scientific. ISBN 978-0-444-40852-5.

Внешние ссылки [ править ]

  • Расположение и происхождение гранита
  • М. Долорес Перейра Гомес и др.: Двойственность кордиеритовых гранитов, связанная с расслоением расплава и рестита в анатектическом комплексе Пенья-Негра, Центральная Испания. Канадский минералог. Vol. 38, стр. 1329-1346 (2000).