Гранит
Поделиться
Гранит: кристаллический каркас континентов
Гранит — это не один кристалл, а переплетённая порода, собранная из кварца, щелочного полевого шпата, плагиоклаза, слюды, амфибола и мелких аксессорных минералов. Он кристаллизуется из кремнезёмсодержащей магмы на глубине, фиксирует рост и переработку континентальной коры, служит опорой для горных хребтов и батолитов, питает пегматиты и гидротермальные системы, а затем выветривается в торы, купола, каменные поля, глину и кварцевый песок. Каждое видимое зерно сохраняет часть этой долгой геологической истории.
Видимая мозаика гранита состоит из неправильных кварцевых зерен, блочных полевых шпатов и меньших тёмных хлопьев или призм. Зерна переплетаются, потому что они кристаллизовались вместе внутри остывающего магматического тела.
Краткие факты
Гранит — это крупнозернистая плутоническая порода, а не один минерал. Его идентичность определяется пропорциями кварца, щелочного полевого шпата и плагиоклаза, а внешний вид модифицируется биотитом, роговой обманкой, мусковитом, оксидами железа и небольшой, но научно важной группой аксессорных минералов.
| Особенность | Типичное проявление | Почему это важно |
|---|---|---|
| Видимые кристаллы | Переплетённые зерна достаточно крупные, чтобы их можно было различить невооружённым глазом или лупой. | Показывает, что кристаллизация происходила достаточно медленно на глубине, чтобы отдельные минеральные зерна выросли. |
| Светлый общий цвет | Белый, серебристо-серый, кремовый, бледно-розовый, лососёвый или светло-коричневый, обычно с тёмными минеральными вкраплениями. | Отражает высокое содержание кварца и полевого шпата по сравнению с мафическими минералами. |
| Смешанная минералогическая твердость | Кварц по шкале Мооса 7, полевой шпат около 6, а слюда и изменённые зоны мягче. | Гранит не имеет одинаковой твердости или поведения при полировке. |
| Низкая первичная пористость | Свежий гранит обычно плотный, хотя микротрещины и изменения могут увеличить впитываемость. | Определяет выветривание, окрашивание, требования к герметизации и долговременную эксплуатацию зданий. |
| Слоистая горная порода | Крупные выходы разделены вертикальными, горизонтальными или изогнутыми трещинами. | Швы управляют образованием скал, куполов, блоков карьеров, движением грунтовых вод и устойчивостью склонов. |
Что считается гранитом?
В обыденном языке гранит часто означает любой твердый, видимо кристаллический, пятнистый камень. Геологическое использование уже. Гранит — это плутоническая порода, содержащая значительное количество кварца и обе основные группы полевых шпатов: щелочные полевые шпаты и плагиоклаз.
Формальная классификация использует относительные пропорции кварца, щелочного полевого шпата и плагиоклаза, обычно сокращаемые как Q, A и P. После нормализации этих трех компонентов породы в строгом поле гранита содержат примерно 20–60% кварца и долю щелочного полевого шпата от около 35% до 90% от общего количества полевых шпатов. Это поле включает монзогранит и сиеногранит.
Гранитоид — это более широкое понятие. Включает гранит, гранодиорит, тоналит, щелочной полевой шпат гранита и несколько связанных крупнозернистых кварцсодержащих пород. Гора, батолит или коммерческая плита, описываемые неформально как гранит, могут содержать более одного гранитоида.
Терминология коммерческого камня еще шире. Декоративные материалы, продаваемые как гранит, геологически могут быть гранодиоритом, кварцмонзонитом, гнейсом, анортозитом, габбро, долеритом или другой прочной кристаллической породой. Торговое использование ориентируется на внешний вид, полировку и инженерные характеристики, а не на классификацию QAPF.
Геологический гранит
Плутоническая порода, богатая кварцем, классифицируемая по измеренным пропорциям минералов, текстуре и полевым связям.
Гранитоид
Общее название для нескольких светлых, крупнозернистых интрузивных пород, содержащих кварц.
Коммерческий гранит
Категория облицовочного камня, которая может включать геологически разные породы, способные принимать долговечную отделку.
Минералогия и гранитная мозаика
Свежая поверхность гранита — это минералогическая карта. Кварц занимает неправильные пространства, полевые шпаты образуют более крупные зерна, а темные слюды или амфиболы заполняют меньшие промежутки. Минералы-аксессуары могут быть крошечными, но они несут большую часть информации о возрасте, следовых элементах, магнитных и радиоактивных свойствах породы.
- Кварц Бесцветный, дымчатый, бледно-серый, голубовато-серый или стекловидный. Не имеет спайности и обычно занимает неправильные, межзерновые формы.
- Щелочной полевой шпат Кремовый, бледно-розовый, лососевый, кирпично-красный или белый. Ортоклаз и микроклин обычно имеют две спайности под углом около 90 градусов.
- Плагиоклаз Белый до светло-серого и иногда зеленоватый при изменении. На подходящей поверхности спайности могут появляться тонкие параллельные штрихи.
- Биотит и мусковит Биотит образует коричнево-черные эластичные хлопья; мусковит образует бледно-серебристые пластины в более сильно пералуминиевых гранитах.
- Горнбленд Темно-зеленые до черных призматические зерна с амфиболовым спайностью. Часто встречается во многих гранитоидах, связанных с дугами.
- Минералы-аксессуары и минералы изменения Могут присутствовать циркон, апатит, титанит, алланит, монацит, магнетит, ильменит, турмалин, гранат, хлорит, эпидот и оксиды железа.
| Минерал | Внешний вид в образце | Диагностическое поведение | Геологическая информация |
|---|---|---|---|
| Кварц | Стекловидные, серые или бесцветные неправильные пятна без четкого блочного контура. | Твердость по Моосу 7, без спайности, раковистый излом. | Указывает на кремнеземистую расплавленность и обычно кристаллизуется относительно поздно в основном комплексе. |
| Щелочной полевой шпат | Розовые, кремовые, белые или красные крупные зерна; местами очень крупные фенокристаллы. | Два направления спайности под углом около 90 градусов; может быть видна пертитовая полосчатость. | Его количество отличает гранит от гранодиорита и тоналита с доминированием плагиоклаза. |
| Плагиоклаз | Белые или серые зерна, обычно более непрозрачные, чем кварц. | Два направления спайности; могут присутствовать тонкие параллельные штрихи альбитового двойника. | Зонирование и изменение сохраняют изменяющийся химический состав магмы и последующих флюидов. |
| Биотит | Черные или коричневые блестящие хлопья, раскалывающиеся на гибкие листы. | Идеальная базальная спайность и низкая твердость по сравнению с кварцем и полевым шпатом. | Фиксирует воду, железо, магний, фтор и условия давления и температуры. |
| Горнбленд | Темно-зеленые или черные удлиненные зерна или компактные призмы. | Два направления спайности под углами около 60 и 120 градусов. | Распространен в водосодержащих металюминозных магмах и многих континентальных дуговых гранитоидах. |
| Циркон | Обычно слишком мал для идентификации без увеличения или разделения. | Чрезвычайно устойчив и способен сохранять информацию о возрасте уран-свинцового датирования. | Фиксирует возраст кристаллизации, унаследованную старую кору и изотопные данные о источниках магмы. |
Гранит и его ближайшие родственники
Гранитные породы переходят друг в друга непрерывно. Основное изменение названия происходит при замещении щелочного полевого шпата плагиоклазом или при уменьшении количества кварца.
- Щелочно-полевошпатный гранит Кварцсодержащая порода, в которой почти весь полевой шпат — щелочной.
- Сиеногранит Гранит с явно большим количеством щелочного полевого шпата, чем плагиоклаза, часто розового или лососевого оттенка.
- Монзогранит Гранит, содержащий более сбалансированную смесь щелочного полевого шпата и плагиоклаза.
- Гранодиорит Кварцсодержащий гранитоид, в котором плагиоклаз превышает количество щелочного полевого шпата.
- Тоналит Кварцсодержащий гранитоид, в котором полевой шпат преимущественно плагиоклаз.
| Порода | Ключевое композиционное различие | Типичное впечатление от образца в руке |
|---|---|---|
| Гранит | Значительное количество кварца с присутствием как щелочного полевого шпата, так и плагиоклаза. | Светлый взаимосвязанный мозаичный состав, обычно розовый, белый или серый с темными вкраплениями. |
| Гранодиорит | Плагиоклаз доминирует среди полевых шпатов. | Часто более серый и с эффектом «соли с перцем», чем розовый гранит. |
| Тоналит | Кварц присутствует, но почти весь полевой шпат — плагиоклаз. | Обычно бледно-серый до средне-серого, часто с присутствием роговой обманки или биотита. |
| Кварцевый монзонит | Сбалансированные полевые шпаты, но меньше кварца, чем в граните. | Может выглядеть почти идентично без тщательной модальной оценки. |
| Сиенит | Доминирует полевой шпат с малым или отсутствующим количеством кварца. | Крупнозернистый и часто розовый, но не содержит обильных стекловидных пятен кварца. |
| Диорит | Промежуточный состав с обилием плагиоклаза и мафических минералов, обычно мало кварца. | Классическая чёрно-белая текстура «соль и перец». |
| Габбро | Мафический состав, доминирующий кальцийсодержащим плагиоклазом и пироксеном. | Тёмный, плотный и обычно без видимого кварца. |
| Риолит | В целом схожий фельзитовый состав, но охлаждённый на поверхности или близко к ней. | Мелкозернистый, порфировый, с полосами течения или стекловатый, а не крупнокристаллический. |
| Гранитный гнейс | Гранитный материал, реорганизованный метаморфической деформацией. | Минералы ориентированы или сегрегированы в фолиацию и композиционные полосы. |
Как образуется гранит
Гранит развивается через последовательность плавления, сегрегации, подъёма, накопления, кристаллизации, концентрации флюидов, подъёма и эрозии. Разные граниты входят в эту последовательность из разных исходных материалов.
Исходные породы начинают плавиться
Тепло от мантийной магмы, утолщения коры, декомпрессии, воды или радиоактивного тепла может вызвать частичное плавление в континентальной коре или её подкорке.
Силикатно-богатый расплав отделяется и поднимается
Расплав мигрирует через границы зерен, разломы и трещины, унося растворённую воду и следовые элементы от источника.
Магма накапливается в коре
Повторные вливания формируют камеры, штоки, плутоны и батолиты. Новая магма может смешиваться со старой или включать окружающие породы.
Кристаллы сцепляются во время охлаждения
Поляки, кварц, слюды, амфиболы и аксессорные минералы растут вместе. Их конечный размер зерен отражает нуклеацию, скорость роста, содержание воды и историю охлаждения.
Концентрация остаточного расплава и флюидов
Вода, бор, фтор, литий, бериллий, фосфор и несовместимые элементы обогащаются в поздних расплавах, пегматитах, аплитах и гидротермальных жилах.
Подъем и эрозия обнажают плутон
Порода, когда-то кристаллизовавшаяся на километры ниже поверхности, может стать горной стеной, гранитным карьером, речным валуном, песчаной почвой или отполированным архитектурным камнем.
Тектонические условия и семейства гранитов
Граниты встречаются в континентальных дугах, зонах коллизии, рифтах, посторогенных регионах и внутриплитных провинциях. Минералогия и химия помогают восстановить источник и тектоническую среду, хотя ни одна категория не охватывает все природные системы.
| Широкая группа | Общий источник или обстановка | Типичные особенности | Интерпретационная осторожность |
|---|---|---|---|
| Гранитоиды типа I | Обычно происходят из магматических протолитов или коры, подверженной влиянию мантии в континентальных дугах. | Горнбленда и биотит распространены; породы часто металюминовые или слабо пералуминиевые. | Многие дуговые плутоны имеют смешанную коровую и мантиевую историю, а не один чистый источник. |
| Граниты S-типа | Частичное плавление осадочно-богатой коры, особенно во время континентального столкновения и утолщения коры. | Могут встречаться мусковит, гранат, кордиерит, турмалин или алюмосиликаты; составы обычно пералуминиевые. | Минеральные ассамбляжи варьируются в зависимости от состава источника, давления, воды и степени плавления. |
| Граниты A-типа | Экстензионные, посторогенные или внутриплитные условия, часто с участием более горячих и относительно сухих магм. | Могут быть богаты щелочами, железом и обогащены некоторыми элементами с высоким полем и редкоземельными элементами. | Категория включает несколько петрогенетических путей и не должна рассматриваться как единый источник. |
| Гранитоиды M-типа | Более непосредственно мантиевые магмы, особенно в океанических или молодых дуговых условиях. | Относительно редки в континентальных гранитных комплексах. | Взаимодействие с корой может быстро изменить изначально мантиевый расплав. |
| Смешанные и гибридные гранитоиды | Смешение магм, ассимиляция, повторные вливания и частичное плавление нескольких исходных пород. | Включения, текстуры неравновесия, зональные минералы, контрастные дайки и сложные изотопные сигнатуры. | Многие крупные батолиты являются составными системами, сформированными в результате повторных магматических импульсов. |
Континентальные дуги
Субдукция вводит воду и тепло в систему мантия-корка. Повторное образование магмы может создавать огромные гранитоидные батолиты вдоль континентальных окраин.
Зоны столкновения
Утолщенная континентальная кора становится достаточно горячей для плавления, образуя граниты, которые могут содержать мусковит, гранат, турмалин или кордиерит.
Рифты и внутриплитные регионы
Расширение коры и нагрев мантии могут создавать щелочные и обогащенные редкими элементами гранитные комплексы далеко от активной субдукции.
Текстуры, структуры и свидетельства охлаждения
Текстура описывает размер зерен, форму зерен, их выравнивание и переплетение. Она может показать, кристаллизовалась ли магма равномерно, получала ли новые вливания, концентрировала ли летучие вещества, смешивалась с другой магмой или деформировалась после затвердевания.
Равнозернистая фанеритовая
Большинство зерен имеют примерно одинаковый размер. Порода может быть мелкозернистой, среднезернистой или крупнозернистой, оставаясь при этом визуально кристаллической по всей массе.
Порфировая
Крупные фенокристаллы полевого шпата находятся в более крупнозернистой кристаллической матрице, что указывает на более одного этапа или скорости роста кристаллов.
Графическое переплетение
Кварц и щелочной полевой шпат переплетаются в угловатых, похожих на письмена узорах, образованных одновременной кристаллизацией.
Текстура рапакиви
Округлые кристаллы щелочного полевого шпата окружены плагиоклазом, образуя характерные кольцевые овалы в некоторых протерозойских и более молодых гранитных комплексах.
Мафические включения
Темные мелкозернистые пятна могут представлять более горячую мафическую магму, внедренную в более холодную силициевую магму до полного кристаллизования.
Ксенолиты
Фрагменты более древней коренной породы включены в интрузив, сохраняя свидетельства ассимиляции и контактного метаморфизма.
Миаролитовые полости
Открытые полости, выстланные хорошо сформированными кристаллами, образуются там, где богатая летучими веществами расплавленная масса или флюид оставляют пространство для свободных граней кристаллов.
Аплит и пегматит
Тонкий, светлый аплит и чрезвычайно крупный пегматит могут пересекать основной гранит в виде поздних дайков, жил или неправильных тел.
Магматическая или тектоническая слоистость
Выровненные полевые шпаты и тёмные минералы могут фиксировать поток магмы, региональное напряжение или последующую деформацию. Сильное перекристаллизованное полосатое строение приближает породу к гнейсу.
Физические и оптические свойства сложной породы
Свойства гранита — это средние значения минерального агрегата. Размер зерен, пропорции минералов, выветривание, микротрещины, слоистость и содержание жил могут существенно влиять на характеристики от одного блока или выхода к другому.
| Свойство | Типичное проявление гранита | Интерпретация |
|---|---|---|
| Состав | Кварц и полевые шпаты с подчинённой слюдой, амфиболом и аксессорными минералами. | Для всей породы не существует фиксированной химической формулы. |
| Кристаллические системы | Сосуществуют несколько систем: трёхгранный кварц, моноклинные или триклинные полевые шпаты и слюды, а также несколько аксессорных структур. | Гранит не имеет единой кристаллической системы для всей породы. |
| Твёрдость | Кварц по Моосу 7, полевой шпат около 6, роговая обманка около 5–6, слюда значительно мягче. | Полировка и износ могут быть неравномерными, если рядом мягкая слюда или изменённый полевой шпат и твёрдый кварц. |
| Плотность | Обычно около 2,6–2,75 г/см³. | Большая доля мафических и железосодержащих минералов обычно увеличивает плотность. |
| Пористость | Обычно низкое в свежей породе, но увеличивается из-за трещин, изменения на границах зерен и выветривания. | Определяет водопоглощение, окрашивание, морозостойкость и необходимость герметизации отполированной поверхности. |
| Расщепление | Нет сквозного расщепления породы; зерна полевого шпата и слюды сохраняют свои направления расщепления. | Излом следует по трещинам, жилам, зонам изменения, границам зерен или выровненным слабым минералам. |
| Излом | Нерегулярный, зернистый или блочный на масштабе породы. | Свежие изломы лучше показывают блеск отдельных минералов, чем выветренные поверхности. |
| Блеск | Смешанный: стекловидный кварц, перламутровое расщепление полевого шпата, отражающаяся слюда и тусклые изменённые зерна. | Знакомое блеск гранита — это составное отражение, а не одно оптическое явление. |
| Оптические свойства | Каждый минерал имеет свои показатели преломления, двулучепреломление, цвет и плёхроизм. | Микроскопия тонких срезов выявляет оптические признаки, скрытые в образце, видимом невооружённым глазом. |
| Магнитный отклик | Зависит от содержания магнетита и других железосодержащих минералов. | Некоторые граниты слабо притягиваются сильным магнитом или содержат магнитные аксессорные зерна; другие практически немагнитны. |
| Реакция с кислотой | Свежий кварц и полевой шпат не шипят на вид в разбавленной кислоте. | Любое шипение обычно происходит из-за трещин, заполненных кальцитом, карбонатной перестройки или связанной породы. |
| Термическое поведение | Отдельные минералы расширяются по-разному при нагревании. | Повторяющиеся термические циклы могут расширять микротрещины, особенно вокруг крупных кварцевых зерен и открытых краёв. |
Определение в полевых условиях
Гранит лучше всего определяется на свежей поверхности по распознаванию кварца, разделению двух семейств полевых шпатов, наблюдению за тёмными минералами и определению, взаимозапирающиеся ли зерна или выровнены.
Подтвердите видимые взаимозапирающиеся зерна
Гранит фанеритовый. Если большая часть породы кажется однородной и мелкозернистой, рассмотрите риолит, фельзит, сваренный туф или изменённую вулканическую породу.
Найдите кварц
Ищите стекловидные, серые, дымчатые или бесцветные зерна с неправильными границами и без явного расщепления.
Разделите полевые шпаты
Щелочной полевой шпат обычно розовый или кремовый и может показывать пертит; плагиоклаз обычно белый или серый и может иметь параллельные двойниковые штрихи.
Осмотрите тёмные зерна
Чешуйчатые отражающие зерна указывают на биотит; удлинённые зелёно-чёрные зерна с расщеплением амфибола указывают на роговую обманку.
Проверьте наличие слоистости и полосатости
Сильное выравнивание или чередование светлых и тёмных слоёв может указывать на гнейс, мигматит или деформированный гранитоид, а не на недеформированный гранит.
Используйте контекст
Контактные зоны, дайки, анклавы, трещины, грани карьеров, связанные метаморфические породы и региональные карты могут быть более диагностичными, чем один отдельный обломок.
| Возможный двойник | Почему он похож на гранит | Полезное различие |
|---|---|---|
| Гранодиорит | Крупнозернистая светлая интрузивная порода с кварцем. | Плагиоклаз явно доминирует над щелочным полевым шпатом, часто создавая более серый вид. |
| Диорит | Крупнозернистая текстура «соль с перцем» с полевым шпатом и тёмными минералами. | Обычно содержит гораздо меньше кварца и большую долю тёмных минералов. |
| Габбро | Крупнозернистая взаимозапирающаяся магматическая текстура. | Тёмный мафический состав, обычно с пироксеном и мало или без кварца. |
| Сиенит | Крупнозернистая, обычно розовая или светлая порода, богатая полевым шпатом. | Содержит мало или совсем не содержит кварца. |
| Гнейс | Может содержать те же минералы кварца, полевого шпата и слюды. | Показывает выравнивание минералов, слоистость или полосатость, образованные метаморфизмом. |
| Кварцит | Твёрдый, светлый, богатый кварцем и устойчивый. | Состоит в основном из сплавленных кварцевых зерен и не имеет заметной мозаики из полевого шпата и слюды. |
| Мрамор | Бледный кристаллический вид. | Доминируют карбонатные минералы, обычно реагирует с разбавленной кислотой и не содержит стекловидных кварцевых зерен. |
| Коммерческий «чёрный гранит» | Полированный, прочный облицовочный камень, продаваемый под категорией гранита. | Часто геологически габбро, долерит, анортозит или другая тёмная кристаллическая порода. |
Гранит под микроскопом
В тонком срезе, казалось бы простой пятнистый камень становится записью роста кристаллов, химии магмы, деформации, охлаждения и флюидной альтерации.
Кварц
Бесцветный с низким рельефом в проходящем свете и слабыми интерференционными цветами первого порядка под скрещенными поляризаторами. Волнистое погашение фиксирует деформацию, а субзерна и перекристаллизованные края указывают на деформацию.
Плагиоклаз
Полисинтетическое альбитовое двойникование создаёт повторяющиеся светло-тёмные полосы под скрещенными поляризаторами. Зональность состава и серицитовая альтерация сохраняют изменения во время роста и последующего движения флюидов.
Щелочной полевой шпат
Микроклин может показывать тартановое двойникование, а пертит проявляется как альбитовые ламеллы или пятна, выделившиеся в калиевом полевом шпате при охлаждении.
Биотит
Сильный коричневый, зеленовато-коричневый или красноватый плёохроизм проявляется при вращении образца. Видны расщепление, ореолы циркона, хлоритовая альтерация и выделение оксидов.
Горнбленд
Зеленый до коричневого плёохроизм, более высокий рельеф и расщепление амфибола отличают его от биотита и пироксена.
Вспомогательные зерна
Циркон, апатит, титанит, алланит, монацит, магнетит, ильменит, турмалин и гранат могут встречаться в крошечных, но геохимически важных количествах.
| Микроскопическая текстура | Внешний вид | Возможная интерпретация |
|---|---|---|
| Гипидиоморфная зернистая текстура | Смесь частично хорошо сформированных и неправильных сцепленных зерен. | Типичная кристаллизация минералов, конкурирующих за пространство в охлаждающейся плутонической магме. |
| Пертит | Мелкие или крупные альбитовые включения в щелочном полевом шпате. | Выделение при охлаждении из ранее более однородного высокотемпературного полевого шпата. |
| Мирмекит | Червеобразные кварцевые включения в плагиоклазе рядом с щелочным полевым шпатом. | Замещение, выделение, деформация или связанная реакция на границах зерен. |
| Графическая текстура | Геометрические кварцевые стержни или клинья, переплетённые с полевым шпатом. | Одновременная поздняя кристаллизация кварца и полевого шпата. |
| Реакционные каймы | Один минерал частично окружён другим минералогическим комплексом. | Изменение химии магмы, давления, температуры, степени окисления или условий флюидов. |
| Катакластические или перекристаллизованные зоны | Разрушенные зерна, текстура раствора, субзерна и новый мелкий кварц. | Деформация после кристаллизации вдоль разломов, зон сдвига или региональных тектонических структур. |
В образце гранит выглядит как мозаика. Под скрещенными поляризаторами эта мозаика превращается в последовательность: рост, выделение, замещение, деформация, трещины и перекристаллизация проявляются в разных слоях одной и той же породы.
Выветривание, почвы и гранитные ландшафты
Гранит прочен в масштабах человеческой жизни, но химически нестабилен на поверхности Земли. Вода, кислород, изменение температуры, корни, соли, снятие напряжения и гравитация постепенно разъединяют его сцепленные зерна.
Полевой шпат превращается в глину
Гидролиз разрушает полевой шпат на глинистые минералы, при этом растворённый кремнезём, калий, натрий и кальций попадают в грунтовые воды.
Кварц превращается в песок
Кварц более эффективно сопротивляется химическому выветриванию, чем полевой шпат, и накапливается в виде прочных песчинок после разрушения породы.
Темные минералы окисляются
Биотит и амфибол изменяются в хлорит, глину, оксиды железа и другие вторичные минералы, вызывая коричневое окрашивание и ослабление границ зерен.
Развивается грус
Глубоко выветрившийся гранит может распадаться на рыхлый угловатый гравий, сохраняя исходные контуры кристаллов и узор трещин.
Появляются ядровые камни и торы
Выветривание проникает быстрее всего вдоль трещин, округляя защищённые блоки под землёй. Позднее эрозия удаляет более мягкий матрикс и обнажает валуны или сложенные торы.
Экфолиация формирует купола
Изогнутые листовые трещины развиваются у поверхности под воздействием региональных напряжений, разгрузки, термических эффектов и выветривания. Плиты отслаиваются параллельно поверхности выхода породы.
| Форма рельефа или материал | Процесс формирования | Видимый характер |
|---|---|---|
| Грус | Гранулярное разрушение после изменения полевого шпата и слюды, ослабляющее границы зерен. | Свободный, зернистый осадок, содержащий кварц, фрагменты полевого шпата и глину. |
| Экфолиационный купол | Изогнутые листовые трещины раскрываются и выветриваются возле обнажённой поверхности породы. | Округлые монолитные холмы с отслоением плит параллельно склону. |
| Тор | Глубокое выветривание, контролируемое трещинами, с последующим удалением разложившегося гранита. | Кучи или башни устойчивых блоков на возвышенной поверхности. |
| Инзельберг или борнхардт | Дифференциальная эрозия оставляет устойчивую гранитную массу, возвышающуюся над окружающей местностью. | Большой изолированный купол или крутой холм из коренной породы. |
| Ледниковая плита | Движущийся лед шлифует и полирует обнажённую гранитную породу. | Гладкие поверхности, борозды, царапины и формы roche moutonnée. |
| Утес, контролируемый трещинами | Вертикальные и горизонтальные трещины направляют удаление блоков льдом, водой и гравитацией. | Крутые стены, прямоугольные уступы, трещины и оторванные блоки. |
Гранит, циркон и глубокое время
Маленькие вспомогательные кристаллы позволяют граниту стать одним из самых точных геологических архивов континентального роста, переработки коры, сборки магмы, деформации и поднятия.
U-Pb датирование циркона
Циркон обычно включает уран при кристаллизации, принимая очень мало начального свинца. Измерение изотопов родителя и дочернего элемента позволяет с высокой точностью определить время кристаллизации.
Унаследованные ядра циркона
Новый гранит может содержать фрагменты циркона, унаследованные от более старых пород-источников. Их возраст показывает кору, существовавшую до образования магмы.
Повторяющиеся магматические импульсы
Батолит может содержать плутоны, внедренные в течение миллионов лет, а не одну камеру, замороженную в один момент. Зональный циркон может сохранять несколько эпизодов роста.
Изотопные трассеры
Изотопы гафния, кислорода, стронция, неодима и свинца помогают отличить ювенильные мантийные добавления от переработки древнего континентального материала.
| Минерал или метод | Сохраняемая информация | Общее применение |
|---|---|---|
| U-Pb датирование циркона | Возраст кристаллизации, унаследованные ядра, метаморфические наслоения и истории потери свинца. | Определение возраста залегания и наследственности пород-источников. |
| Монацит U-Th-Pb | Рост во время плавления, кристаллизации и метаморфических реакций. | Датирование пералуминиевых гранитов и связанного метаморфизма. |
| Титанит U-Pb | Кристаллизация, охлаждение и гидротермальное перекристаллизование. | Связывание залегания плутона с последующими тепловыми или флюидными событиями. |
| Системы Ar биотита или полевого шпата | Охлаждение через условия закрытия при низких температурах. | Восстановление охлаждения и подъёма после кристаллизации. |
| Изотопы цельных пород и минералов | Характер источника, пребывание в коре, загрязнение и смешение магмы. | Тестирование моделей образования и переработки континентальной коры. |
Пегматиты, гидротермальные флюиды и минеральные месторождения
Заключительные стадии гранитного магматизма могут концентрировать воду и элементы, которые трудно включить в ранние полевые шпаты, кварц, слюду или амфиболы. Эти поздние флюиды и расплавы образуют одни из крупнейших кристаллов и самых разнообразных минералогических ассамбляжей, связанных с гранитом.
Пегматиты
Чрезвычайно крупнозернистые тела, доминирующие кварцем, полевым шпатом и слюдой. Некоторые содержат берилл, турмалин, сподумен, топаз, гранат, фосфатные минералы, минералы тантала и ниобия или редкоземельные фазы.
Аплиты
Светлые, мелкозернистые дайки, образованные из эволюционировавшей силикатной расплавы. Их мелкий размер кристаллов резко контрастирует с соседним пегматитом.
Миаролитовые карманы
Полости в мелководных гранитах или пегматитах обеспечивают свободное пространство для терминальных кристаллов кварца, полевого шпата, слюды, флюорита, топаза и других.
Гидротермальные жилы
Водосодержащие флюиды покидают кристаллизующийся интрузив и осаждают кварц, флюорит, турмалин, сульфиды, карбонаты и минералы изменения в окружающих трещинах.
Контактный метаморфизм
Тепло и флюиды преобразуют близлежащие сланцы, известняки, доломиты и вулканические породы в роговики, мрамор, скарны и минерализованные зоны реакций.
Ассоциации руд
Выбранные гранитные системы связаны с оловом, вольфрамом, молибденом, литием, танталом, ураном, редкоземельными элементами, медью и другой минерализацией. Ассоциация зависит от химии источника и эволюции флюидов.
| Материал или зона | Текстура | Распространённые минералы | Геологическое значение |
|---|---|---|---|
| Простой пегматит | Очень крупнозернистая кварц-полевошпат-слюдяная порода. | Микроклин, альбит, кварц, мусковит, биотит. | Поздняя расплава, богатая летучими веществами, с повышенной подвижностью элементов. |
| Пегматит редких элементов | Зональный, крупнозернистый, местами с полостями и минералогически разнообразный. | Сподумен, лепидолит, берилл, турмалин, топаз, фосфаты, минералы тантала и ниобия. | Сильная химическая фракционирование и концентрация несовместимых элементов. |
| Аплит | Мелкозернистая, светлая, сахаристая текстура. | Кварц и полевые шпаты с небольшим содержанием темных минералов. | Кристаллизация эволюционировавшей силикатной расплавы с обильной нуклеацией. |
| Грейзен | Замена гранита, богатая слюдой и кварцем, вблизи трещин или куполов. | Кварц, мусковит, топаз, флюорит, турмалин, касситерит, вольфрамит. | Интенсивное позднее гидротермальное изменение, часто в оловорудных и вольфрамовых системах. |
| Скарн | Крупнозернистая кальциево-силикатная замена рядом с карбонатной породой. | Гранат, пироксен, эпидот, весувианит, волластонит, сульфиды. | Химический обмен между интрузивными флюидами и известняком или доломитом. |
Гранитные ландшафты и классические регионы
Знаменитые гранитные пейзажи редко создаются только составом. Форма плутона, трещиноватость, поднятие, оледенение, климат и выветривание определяют, станет ли гранитное тело гладким куполом, вертикальной стеной, полем тор, альпийской шпилькой или широким вересковым плато.
| Регион | Контекст породы | Геологическое значение |
|---|---|---|
| Йосемити и Сьерра-Невада, США | Составной батолит, содержащий гранит, гранодиорит, тоналит и родственные гранитоиды. | Ледниковая эрозия, листовые трещины и вертикальные системы разломов создали отполированные купола и огромные стены. |
| Регион Пайкс-Пик, Колорадо | Выдающийся розовый мезопротерозойский гранит с сопутствующими пегматитами. | Известен крупными полевыми шпатами, дымчатым кварцем, амазонитом, флюоритом и берилловыми пегматитами. |
| Корнуэльский батолит, юго-запад Англии | Несколько гранитных плутонов под Дартмуром, Бодмин-Муром, Лэндс-Энд и прилегающими регионами. | Образовал классические торы и поддерживал важную гидротермальную минерализацию, связанную с оловом, вольфрамом и медью. |
| Стоун Маунтин, Джорджия | Большое тело кварц-монцонита, обычно в обиходе называемое гранитом. | Демонстрирует изогнутые поверхности эксфолиации и иллюстрирует разницу между торговой или ландшафтной терминологией и строгой классификацией пород. |
| Торрес-дель-Пайне, Чили | Молодой гранитный интрузивный комплекс, внедренный в более древние осадочные породы. | Ледниковая эрозия обнажила резкие контакты, светлые интрузивные башни и драматичные темно-светлые отношения пород. |
| Массив Монблан, Европейские Альпы | Гранит и метаморфический фундамент подняты во время Альпийского горообразования. | Высокий рельеф, ледниковое выветривание, трещины и альпийские минеральные жилы показывают глубококорные породы на поверхности. |
| Регион Асуан, Египет | Древние карьеры в розовых и красных гранитных породах. | Поставлял монументальный камень для обелисков, архитектурных элементов, сосудов и скульптур, демонстрируя раннюю крупномасштабную добычу и транспортировку. |
Гранит в архитектуре, инженерии и повседневной жизни
Гранит сочетает в себе прочность на сжатие, низкую пористость, износостойкость, разнообразие внешнего вида и способность принимать различные виды отделки поверхности. Эти качества сделали его важным для памятников, зданий, мощения, бордюров, мостов, ступеней, скульптур, столешниц и дробленого щебня.
Облицовочный камень
Крупные блоки из карьера распиливают на плиты, плитку, ступени, колонны, облицовку, мощение и памятники. Качество блока зависит от расстояния между трещинами, скрытых разломов, изменений и структуры зерен.
Полированные поверхности
Полировка усиливает цвет полевого шпата, проясняет кварц и создаёт сильный контраст с тёмными минералами. Смола может использоваться для заполнения мелких ямок или трещин в некоторых плитах.
Отшлифованные, обожжённые и текстурированные отделки
Отшлифовка смягчает отражение; обжиг создаёт шероховатую противоскользящую поверхность за счёт дифференциального теплового расширения; обработка зубчатым молотком и пескоструйная обработка создают дополнительные архитектурные текстуры.
Памятники и скульптура
Прочность гранита поддерживает уличные памятники и крупные резные формы, хотя смешанная твёрдость минералов требует больше усилий, чем резьба по мрамору или известняку.
Заполнитель
Дроблёный гранит используется в бетоне, асфальте, дорожном основании, железнодорожном балласте, дренажах и ландшафтном дизайне, если местные инженерные свойства подходят.
Историческая каменная кладка
Древние и более поздние строители использовали естественные трещины, молотки, огонь, клинья, абразив и полировку для обработки гранитного камня задолго до появления современных алмазных пил.
| Отделка | Характер поверхности | Типичный эффект |
|---|---|---|
| Полированный | Гладкая, сильно отражающая поверхность. | Максимизирует насыщенность цвета, контраст зерен и видимую глубину. |
| Отшлифованный | Гладкая, но матовая или слабо блестящая поверхность. | Создаёт более спокойный вид и уменьшает резкие отражения. |
| Обожжённый | Грубая кристаллическая поверхность, созданная контролируемой термической обработкой. | Улучшает сцепление на улице и подчёркивает текстуру минералов. |
| Обработанный зубчатым молотком | Равномерно пористая механическая текстура. | Создаёт прочную архитектурную отделку с высокой противоскользящей способностью. |
| Обработанный под кожу или щёткой | Матовая текстурированная поверхность, повторяющая структуру минералов. | Сохраняет тактильные вариации, уменьшая зеркальный блеск. |
| Естественный раскол | Неровная поверхность, повторяющая швы, границы зерен или трещины карьера. | Сохраняет более естественный геологический вид для стен, ступеней и ландшафтного камня. |
Уход, чистка и сохранение
Гранит прочен, но отделанные поверхности, швы, заполнения смолой, изменённые зерна, тонкие края и прикреплённые минералы могут быть более чувствительны, чем сам свежий камень.
Полированный внутренний камень
Протирайте мягкой тканью, тёплой водой и нейтральным по pH средством для камня или мягким мылом. Удаляйте масла и сильно окрашенные пятна до того, как они впитаются в поверхность.
Кислоты и щелочные чистящие средства
Гранит более устойчив к кислотам, чем мрамор, но сильные кислоты и агрессивные щелочные средства могут повредить полировку, смолу, герметики, изменённый полевой шпат, металлические минералы и близлежащий раствор.
Тепло и удары
Используйте подставки под очень горячую посуду. Концентрированный жар и удары по краям могут расширять скрытые микротрещины, даже если минералы устойчивы к царапинам.
Запечатывание
Герметизация не всегда обязательна. Необходимость зависит от впитываемости, отделки, трещин, смолы, использования и рекомендаций производителя, а не только от цвета камня.
Уличный гранит
Держите дренаж чистым и по возможности избегайте противогололедных солей. Вода, циклы замораживания и оттаивания, биологический рост, ржавчина на аксессуарах и кристаллизация солей используют трещины и поры.
Геологические образцы
Удаляйте пыль мягкой кистью или ручным воздушным баллоном. Чистите кратко мягким мылом только если у образца нет хрупкого покрытия, растворимого минерала жилы, нестабильного матрикса, этикетки или старого клея.
| Риск | Возможный эффект | Профилактический подход |
|---|---|---|
| Абразивный порошок или грубая губка | Потеря полировки, тусклый кварц, поцарапанная смола и неравномерное отражение. | Используйте мягкие ткани и неабразивные средства, безопасные для камня. |
| Сильная кислота или щелочь | Травление сопутствующих минералов, повреждение герметика, изменение цвета или разрушение затирки. | Используйте нейтральные средства и быстро смывайте случайное попадание. |
| Сосредоточенный нагрев | Термическое напряжение, изменение цвета смолы и расширение микротрещин. | Используйте подставки и избегайте прямого пламени или резких перепадов температуры. |
| Удар по краю | Отколы на вырезах под раковину, углах, отверстиях для сверления, ступенях или тонких выступах. | Защищайте уязвимые края и избегайте сосредоточенных точечных нагрузок. |
| Стоячая вода на улице | Расширение от замораживания и оттаивания, биологические пятна и движение солей. | Поддерживайте дренаж и при необходимости ремонтируйте открытые трещины. |
| Потерянное происхождение | Потеря геологического, архитектурного или исторического контекста. | Сохраняйте данные о местонахождении, карьере, здании, отделке, обработке и реставрации. |
Символическое и рефлексивное значение
У гранита нет единой древней символической системы, общей для всех культур. В современном рефлексивном использовании его геологический характер поддерживает темы основания, коллективной силы, непрерывности, терпеливого формирования и связи между прочностью и изменением.
тональный крем
Гранит формируется глубоко в коре и часто становится структурным ядром гор. Он может символизировать внимание к тому, что должно быть стабильным до начала видимой работы.
Коллективная прочность
Ни одно зерно не является гранитом. Прочность возникает из-за переплетения минералов разной формы в единую целостную структуру.
Терпеливое формирование
Видимые зерна гранита фиксируют устойчивый рост внутри системы охлаждения, а не мгновенное поверхностное событие.
Границы и трещины
Даже прочная порода формируется трещинами. Гранит может символизировать важность признания структурных ограничений до того, как напряжение превратит их в разрушение.
Выветривание и обновление
Полевой шпат превращается в глину, кварц — в песок, а массивная порода — в почву. Прочность и трансформация — не противоположности.
Долгая перспектива
Циркон, поднятие, эрозия, добыча и архитектура помещают одну породу в несколько очень разных временных масштабов.
Рефлексивные практики
Эти упражнения используют зернистую структуру гранита, трещины и длительную геологическую последовательность как основы для практического размышления.
План взаимозапирающих зерен
- Наблюдайте три визуально разных минерала на поверхности гранита.
- Назначьте каждый минерал одной части текущего проекта: структура, гибкость и поддержка.
- Запишите одно действие, требуемое от каждой части.
- Определите, где должны соединяться три действия.
- Сначала выполните действие, которое укрепит это соединение.
Аудит фундамента
- Назовите результат, который вы пытаетесь достичь.
- Перечислите условия, которые должны оставаться стабильными под ним.
- Отметьте один слабый узел: недостаток информации, времени, денег, навыков или поддержки.
- Выберите один ремонт, который снизит нагрузку на этот узел.
- Отложите декоративные улучшения, пока фундамент не станет надежным.
Обзор с длительным охлаждением
- Выберите решение, которое кажется срочным, но не является экстренным.
- Разделите то, что должно кристаллизоваться сейчас, от того, что требует дополнительного времени.
- Запишите уже имеющиеся доказательства.
- Назначьте конкретное время для следующего обзора, а не требуйте немедленной определенности.
- Примите одно обратимое действие, которое сохранит будущие возможности.
Часто задаваемые вопросы
Является ли гранит минералом?
Нет. Гранит — это магматическая порода, состоящая из нескольких минералов, главным образом кварца, щелочного полевого шпата и плагиоклаза, с меньшим количеством слюды, амфибола и вспомогательных минералов.
Почему некоторые граниты розовые?
Розовые, лососевые и красные оттенки обычно обусловлены щелочным полевым шпатом, особенно микроклином или ортоклазом. Окрашивание оксидами железа может усиливать цвет.
Почему другие граниты серые или белые?
Светлый плагиоклаз, бесцветный или серый кварц, белый щелочной полевой шпат и меньшая доля ярко окрашенного полевого шпата создают белые или серые разновидности.
Является ли черный гранит геологически гранитом?
Обычно нет. Многие коммерческие черные граниты — это габбро, долерит, анортозит или другая темная кристаллическая порода, продаваемая в категории размерного камня.
В чем разница между гранитом и гранодиоритом?
Обе породы содержат много кварца, но в граните больше щелочного полевого шпата. Гранодиорит доминирует плагиоклазом и обычно выглядит более серым.
В чем разница между гранитом и гнейсом?
Гранит — это интрузивная магматическая порода с взаимозапирающейся зернистой текстурой. Гнейс — метаморфическая порода, демонстрирующая выравнивание минералов или полосчатость состава. Некоторые гнейсы изначально были гранитом.
В чем разница между гранитом и риолитом?
Они могут иметь примерно схожий фельзитовый химический состав. Гранит кристаллизуется медленно на глубине и имеет крупнозернистую структуру; риолит остывает на поверхности или близко к ней и имеет мелкозернистую, порфировую или стекловидную структуру.
Является ли пегматит типом гранита?
Пегматит — это текстурная и геологическая категория исключительно крупнозернистых магматических пород. Многие пегматиты имеют гранитный состав, но пегматит не является синонимом гранита.
Всегда ли гранит содержит кварц?
Геологический гранит содержит значительное количество кварца. Грубозернистая порода, богатая полевыми шпатами и содержащая мало или совсем не содержащая кварца, классифицируется как сиенит или другая родственная порода.
Насколько твердый гранит?
Гранит не имеет единой твердости по шкале Мооса. Зерна кварца имеют твердость 7 по Моосу, полевые шпаты около 6, горнбленд около 5–6, а слюда значительно мягче.
Реагирует ли гранит с кислотой?
Свежие кварц и полевой шпат не шипят при воздействии обычной разбавленной кислоты. Пузырение обычно указывает на наличие кальцитовой жилы, карбонатной перестройки или другой породы.
Каков возраст гранита?
Гранит встречается на протяжении большей части истории Земли. Некоторые плутоны имеют возраст в миллиарды лет, другие образовались всего несколько миллионов лет назад. Возраст конкретного тела определяется датировкой циркона.
На какой глубине формируется гранит?
Гранитная магма кристаллизуется в коре на глубинах от мелких плутонических уровней до глубоких корковых зон. Точная глубина определяется по равновесиям минералов, чувствительным к давлению текстурам и окружающим породам.
Может ли гранит содержать драгоценные камни?
Пегматиты и полости, связанные с гранитом, могут содержать берилл, турмалин, топаз, сподумен, гранат, кварц, флюорит и другие коллекционные минералы. Большинство обычного гранита не содержит кристаллов драгоценного качества.
Могут ли в граните встречаться окаменелости?
Настоящие окаменелости обычно не сохраняются при плавлении и кристаллизации. Гранит может включать фрагменты более древней коренной породы, но узнаваемые окаменелости в таких фрагментах редки и часто изменены теплом.
Почему гранит образует округлые купола?
Изогнутые листовые трещины, региональные напряжения, выветривание, эрозия и разгрузка взаимодействуют, удаляя пласты параллельно поверхности и образуя эксфолиационные купола.
Почему гранит становится песчаным?
Полевой шпат и слюда разрушаются с образованием глины и богатых железом вторичных минералов, ослабляя границы зерен. Устойчивые фрагменты кварца и полевого шпата остаются в виде груш и песка.
Нужно ли герметизировать каждую гранитную столешницу?
Нет. Герметизация зависит от впитываемости, трещин, отделки, обработки смолой и условий эксплуатации. Плотный материал с низкой впитываемостью может требовать минимального ухода, тогда как более пористый или трещиноватый камень выигрывает от использования подходящего герметика.
Может ли гранит повредиться от тепла?
Минералы гранита выдерживают высокие температуры, но резкий или локальный нагрев может вызвать напряжение между зернами, расширение микротрещин и повлиять на смолу, герметики или окружающие строительные материалы.
Как лучше всего чистить полированный гранит?
Используйте теплую воду, мягкое мыло или нейтральное средство для камня и мягкую ткань. Избегайте абразивных порошков, сильных кислот, щелочей и резких перепадов температуры.
Заключительное размышление
Гранит часто рассматривают как символ постоянства, но его глубокая история — это история движения. Исходные породы плавятся, магма поднимается, кристаллы растут, жидкости уходят, горы поднимаются, трещины раскрываются, полевые шпаты превращаются в глину, а зерна кварца продолжают путь в виде песка.
Его прочность не основана на однородности. Кварц, полевой шпат, слюда, амфибол и вспомогательные минералы сохраняют разные структуры и свойства, объединяясь в единую взаимосвязанную структуру. Такое разнообразие минералов позволяет граниту сохранять удивительно полный отчет о формировании и изменениях континентов.
Используйте кнопки навигации выше, чтобы вернуться к любому разделу руководства.