Гранит - Granite

Гранит
Вулканическая порода
Фьергранит3.JPG
Сочинение
Начальный Felsic : калиевый полевой шпат , плагиоклазовый полевой шпат и кварц .
Среднее Различное количество мусковита , биотита и амфиболов типа роговой обманки .

Гранит ( / ˈɡrænət / ) — крупнозернистая (фанеритовая) интрузивная магматическая порода , состоящая в основном из кварца , щелочного полевого шпата и плагиоклаза . Он образуется из магмы с высоким содержанием кремнезема и оксидов щелочных металлов , которая медленно остывает и затвердевает под землей. Он распространен в континентальной коре Земли, где встречается в магматических интрузиях . Они варьируются по размеру от даеквсего несколько сантиметров в поперечнике до батолитов , обнаженных на площади более сотен квадратных километров.

Гранит типичен для более крупного семейства гранитных пород или гранитоидов , 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 настоящий 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.

Тонкий срез 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

Диаграмма QAPF с гранитным полем, выделенным желтым цветом
Минеральная ассоциация магматических пород

Слово «гранит» происходит от латинского granum , зерно, по отношению к крупнозернистой структуре такой полностью кристаллической породы. Гранитные породы в основном состоят из полевого шпата , кварца , слюды и амфиболовых минералов , которые образуют взаимосвязанную, несколько равнозернистую матрицу полевого шпата и кварца с разбросанной более темной биотитовой слюдой и амфиболом (часто роговой обманкой ), пересыпающими минералы более светлого цвета. Иногда отдельные кристаллы ( вкрапленники ) крупнее основной массы , и в этом случае текстура называется порфировой . Гранитная порода с порфировой текстурой известна как гранит- порфир . Гранитоид - это общий описательный полевой термин для более светлых крупнозернистых магматических пород. Петрографические исследования необходимы для выделения конкретных типов гранитоидов. Граниты могут быть преимущественно белого, розового или серого цвета, в зависимости от их минералогии .

Щелочной полевой шпат в гранитах обычно представляет собой ортоклаз или микроклин и часто бывает пертитовым . Плагиоклаз обычно представляет собой богатый натрием олигоклаз . Вкрапленники обычно представлены щелочным полевым шпатом.

Гранитные породы классифицируются в соответствии с диаграммой QAPF для крупнозернистых плутонических пород и называются в соответствии с процентным содержанием кварца , щелочного полевого шпата ( ортоклаза , санидина или микроклина ) и полевого шпата плагиоклаза на половине диаграммы AQP. Настоящий гранит (согласно современным петрологическим правилам) содержит от 20% до 60% кварца по объему, при этом от 35% до 90% всего полевого шпата состоит из щелочного полевого шпата . Гранитные породы, бедные кварцем, относятся к сиенитам или монцонитам , а гранитные породы с преобладанием плагиоклаза — к гранодиоритам или тоналитам . Гранитные породы с содержанием щелочного полевого шпата более 90% классифицируются как граниты с щелочным полевым шпатом . Гранитная порода с содержанием кварца более 60%, что встречается редко, классифицируется просто как богатый кварцем гранитоид или, если он почти полностью состоит из кварца, как кварцолит .

Истинные граниты дополнительно классифицируются по процентному содержанию щелочного полевого шпата в общем количестве полевого шпата. Граниты, полевой шпат которых составляет от 65% до 90% щелочного полевого шпата, являются сиеногранитами , в то время как полевой шпат в монцограните составляет от 35% до 65% щелочного полевого шпата. Гранит, содержащий как мусковитовые, так и биотитовые слюды , называется бинарным или двуслюдяным гранитом. Двухслюдяные граниты обычно содержат много калия и мало плагиоклаза и обычно представляют собой граниты S-типа или граниты A-типа, как описано ниже .

Еще одним аспектом классификации гранита является соотношение металлов, которые потенциально образуют полевые шпаты. Большинство гранитов имеют такой состав, что почти весь их алюминий и щелочные металлы (натрий и калий) объединены в виде полевого шпата. 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 метаглиноземистые . Граниты, в которых алюминия недостаточно для соединения со всеми оксидами щелочных металлов в виде полевого шпата (Al 2 O 3 <K 2 O + Na 2 O), описываются как сверхщелочные , и они содержат необычные амфиболы натрия, такие как рибекит . Граниты, в которых имеется избыток алюминия сверх того, что может быть поглощено полевыми шпатами (Al 2 O 3 > CaO + K 2 O + Na 2 O), описываются как перглиноземистые , и они содержат богатые алюминием минералы, такие как мусковит .

Физические свойства

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

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

В целом гранит имеет плохую первичную проницаемость , но сильную вторичную проницаемость через трещины и разломы, если они присутствуют.

Химический состав

Среднее мировое значение химического состава гранита в весовых процентах на основе 2485 анализов:

SiO 2 72,04% (кремнезем) 72.04
 
Аl 2 О 3 14,42% (глинозем) 14.42
 
К 2 О 4,12% 4.12
 
Na 2 О 3,69% 3,69
 
СаО 1,82% 1,82
 
FeO 1,68% 1,68
 
Fe 2 О 3 1,22% 1,22
 
MgO 0,71% 0,71
 
TiO 2 0,30% 0,3
 
Р 2 О 5 0,12% 0,12
 
MnO 0,05% 0,05
 

Среднезернистый аналог гранита – микрогранит . Экструзивная магматическая горная порода, эквивалентная граниту, — риолит .

Вхождение

Cheesewring , гранитная скала в Англии .
Гранитный пик в Хуаншане , Китай
Розовый гранит в Хилтабе , Южная Австралия (часть комплекса Hiltaba Suite )
Гранит с кварцевыми жилами на скале Грос-ла-Тет, остров Арид , Сейшельские острова

Гранитные породы широко распространены в континентальной коре . Большая часть его была захвачена в докембрийский период; это самая распространенная порода фундамента , которая лежит под относительно тонким осадочным покрытием континентов. Выходы гранитов имеют тенденцию образовывать торсы , купола или борнхардты , округлые массивы . Граниты иногда встречаются в круглых впадинах , окруженных грядой холмов, образованных метаморфическим ореолом или роговиками . Граниты часто встречаются в виде относительно небольших, менее 100 км 2 штоковых масс ( штоков ) и в батолитах , которые часто связаны с орогенными горными массивами. Небольшие дайки гранитного состава, называемые аплитами , часто связаны с окраинами гранитных интрузий . В некоторых местах с гранитом встречаются очень крупнозернистые пегматитовые массы.

Источник

Гранит образуется из богатых кремнеземом ( кислых ) магм. Считается, что кислые магмы образуются в результате добавления тепла или водяного пара к породе нижней коры , а не в результате декомпрессии мантийной породы, как в случае с базальтовыми магмами. Также было высказано предположение, что некоторые граниты, обнаруженные на сходящихся границах между тектоническими плитами , где океаническая кора погружается под континентальную кору, образовались из отложений , субдуцируемых океанической плитой. Расплавленные отложения должны были образовать промежуточную магму по содержанию кремнезема, которая еще больше обогащалась кремнеземом по мере подъема через вышележащую кору.

Ранняя фракционная кристаллизация служит для восстановления расплава магнием и хромом и обогащения расплава железом, натрием, калием, алюминием и кремнием. Дальнейшее фракционирование снижает содержание железа, кальция и титана. Это отражается в высоком содержании щелочного полевого шпата и кварца в граните.

Присутствие гранитной породы в островных дугах показывает, что только фракционная кристаллизация может преобразовать базальтовую магму в гранитную магму, но производимые количества невелики. Например, гранитная порода составляет всего 4% обнажений на Южных Сандвичевых островах . В условиях континентальной дуги гранитные породы являются наиболее распространенными плутоническими породами, и батолиты, сложенные из этих типов пород, простираются по всей длине дуги. Нет никаких признаков магматических очагов, где базальтовые магмы дифференцируются в граниты, или кумулятов , образованных мафическими кристаллами, выпадающими из магмы. Другие процессы должны производить эти большие объемы кислой магмы. Одним из таких процессов является инъекция базальтовой магмы в нижнюю часть коры с последующей дифференциацией, которая оставляет любые кумуляты в мантии. Другим является нагрев нижней коры за счет подстилающей базальтовой магмы, которая производит кислую магму непосредственно из породы земной коры. Эти два процесса производят разные виды гранитов, что может быть отражено в разделении на граниты S-типа (полученные путем андерплейтинга) и I-типа (полученные путем впрыска и дифференциации), обсуждаемые ниже.

Алфавитная система классификации

Состав и происхождение любой магмы, которая дифференцируется в гранит, оставляет определенные петрологические свидетельства того, что было материнской породой гранита. Окончательная текстура и состав гранита обычно отличаются от исходной породы. Например, гранит, полученный в результате частичного плавления метаосадочных пород, может содержать больше щелочного полевого шпата, тогда как гранит, полученный в результате частичного плавления метамагматических пород, может быть богаче плагиоклазом. Именно на этой основе строятся современные «алфавитные» классификационные схемы.

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

Граниты I типа характеризуются высоким содержанием натрия и кальция, изотопным отношением стронция 87 Sr/ 86 Sr менее 0,708. 87 Sr образуется в результате радиоактивного распада 87 Rb, и, поскольку рубидий сконцентрирован в земной коре по сравнению с мантией, низкое отношение указывает на мантийное происхождение. Повышенное содержание натрия и кальция способствует кристаллизации роговой обманки, а не биотита. Граниты I-типа известны своими медно-порфировыми месторождениями. Граниты I-типа орогенные (связанные с горообразованием) и обычно металюминистые.

Граниты S-типа бедны натрием и богаты алюминием. В результате они содержат слюды , такие как биотит и мусковит, вместо роговой обманки. Их соотношение изотопов стронция обычно превышает 0,708, что указывает на коровое происхождение. Они также обычно содержат ксенолиты метаморфизованных осадочных пород и содержат оловянные руды. Их магмы богаты водой, и они легко затвердевают по мере того, как вода выделяется из магмы при более низком давлении, поэтому они реже выходят на поверхность, чем магмы гранитов I-типа, которые, таким образом, чаще встречаются в виде вулканических пород (риолит). . Они также орогенные, но варьируются от металюминистых до сильно перглиноземистых.

Хотя граниты как I-, так и S-типа являются орогенными, граниты I-типа чаще встречаются вблизи конвергентной границы, чем S-типа. Это связано с более толстой корой дальше от границы, что приводит к большему плавлению коры.

Граниты типа А демонстрируют своеобразную минералогию и геохимию с особенно высоким содержанием кремния и калия за счет кальция и магния и высоким содержанием катионов с высокой напряженностью поля (катионы с малым радиусом и высоким электрическим зарядом, такие как цирконий , ниобий , тантал и редкоземельные элементы .) Они не являются орогенными, вместо этого формируются над горячими точками и континентальным рифтогенезом, имеют металлургический или слегка перщелочной состав и богаты железом. Эти граниты образуются путем частичного плавления тугоплавкой литологии, такой как гранулиты, в нижней части континентальной коры при высоких температурных градиентах. Это приводит к значительному извлечению водосодержащих кислых расплавов из резититов гранулитовой фации. Граниты типа А встречаются в щелочной провинции ледника Кёттлиц в хребте Королевского общества в Антарктиде. Риолиты Йеллоустонской кальдеры являются примерами вулканических эквивалентов гранита А-типа.

Позже было предложено, чтобы гранит М-типа покрывал те граниты, которые явно были получены из кристаллизованной основной магмы, обычно происходящей из мантии. Хотя при фракционной кристаллизации базальтовых расплавов могут образовываться небольшие количества гранитов, которые иногда встречаются в островных дугах, такие граниты должны встречаться вместе с большими количествами базальтовых пород.

Граниты H-типа были предложены для гибридных гранитов, которые, как предполагалось, образовались в результате смешения основных и кислых пород из разных источников, таких как M-тип и S-тип. Однако большая разница в реологических свойствах основных и кислых магм делает этот процесс проблематичным по своей природе.

Гранитизация

Гранитизация - это старая и в значительной степени отвергнутая гипотеза о том, что гранит образовался на месте в результате сильного метасоматоза . Идея гранитизации заключалась в том, что флюиды якобы должны были приносить такие элементы, как калий, и удалять другие, такие как кальций, чтобы превратить метаморфическую породу в гранит. Это должно было произойти поперек миграционного фронта. Однако к 1960-м годам экспериментальные работы установили, что граниты имеют магматическое происхождение. Минералогические и химические особенности гранита могут быть объяснены только фазовыми отношениями кристалл-жидкость, показывая, что должно было произойти по крайней мере достаточное плавление, чтобы мобилизовать магму.

Однако на достаточно глубоких уровнях земной коры грань между метаморфизмом и плавлением самой земной коры становится размытой. Условия для кристаллизации жидкой магмы достаточно близки к условиям глубокого метаморфизма, поэтому породы часто имеют близкое сходство. В этих условиях гранитные расплавы могут быть получены на месте за счет частичного плавления метаморфических пород путем извлечения в расплавы подвижных в расплаве элементов, таких как калий и кремний, но оставления других, таких как кальций и железо, в гранулитовых остатках. Это может быть источником мигматитов . Мигматит состоит из темной тугоплавкой породы ( меланосомы ), пронизанной пластами и каналами светлой гранитной породы ( лейкосомы ). Лейкосома интерпретируется как частичное расплавление материнской породы, которая начала отделяться от оставшегося твердого остатка (меланосомы). Если образуется достаточно частичного расплава, он отделится от исходной породы, станет более развитым за счет фракционной кристаллизации во время подъема к поверхности и станет магматическим родоначальником гранитной породы. Остаток исходной породы становится гранулитом .

Частичное плавление твердых пород требует высоких температур и добавления воды или других летучих веществ, которые снижают температуру солидуса (температура, при которой начинается частичное плавление) этих пород. Долгое время велись споры о том, достаточно ли утолщения земной коры в орогенах (горных поясах вдоль сходящихся границ ) для образования гранитных расплавов за счет радиогенного нагрева , но недавние работы показывают, что это нежизнеспособный механизм. Гранитизация in situ требует нагревания астеносферной мантией или андерплейтинга мантийными магмами.

Восхождение и размещение

Гранитные магмы имеют плотность 2,4 мг/м 3 , что намного меньше, чем 2,8 мг/м 3 метаморфической породы с высоким содержанием золота. Это дает им огромную плавучесть, так что подъем магмы неизбежен, как только накопится достаточное количество магмы. Однако вопрос о том, как именно такое большое количество магмы может оттеснить вмещающую породу , чтобы освободить место для себя ( проблема помещения ), все еще остается предметом исследований.

Два основных механизма считаются важными:

Из этих двух механизмов в течение многих лет отдавалось предпочтение стоксову диапиризму в отсутствие разумной альтернативы. Основная идея состоит в том, что магма будет подниматься сквозь земную кору как единая масса за счет плавучести . По мере того, как он поднимается, он нагревает вмещающие породы , заставляя их вести себя как степенная жидкость и, таким образом, обтекать интрузию , позволяя ей проходить без значительных потерь тепла. Это вполне возможно в теплой, пластичной нижней части коры, где породы легко деформируются, но возникают проблемы в верхней части коры, которая гораздо более холодная и более хрупкая. Горные породы там не так легко деформируются: чтобы магма поднялась в виде диапира, ей потребовалось бы слишком много энергии для нагрева стеновых пород, таким образом охлаждая и затвердевая, прежде чем достичь более высоких уровней в земной коре.

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 даек , которые образуются вдоль новых или ранее существовавших систем разломов или разломов и сетей активных зон сдвига. По мере того как эти узкие каналы открываются, первая вошедшая магма затвердевает и обеспечивает форму изоляции для последующей 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, пока магма поднимается, чтобы занять их место. Это может происходить в виде частичной остановки (остановка небольших блоков кровли очага), проседания котла (обрушение крупных блоков кровли камеры) или проседания кровли (полное обрушение кровли неглубокого магматического очага, сопровождающееся извержением кальдеры ). ) Имеются свидетельства оседания котла при вторжении горы Аскатни в восточном Вермонте. Свидетельства частичной остановки обнаружены в интрузиях, окаймленных изверженной брекчией , содержащей фрагменты вмещающих пород.

Ассимиляция - еще один механизм подъема, когда гранит плавится в коре и таким образом удаляет вышележащий материал. Это ограничено количеством доступной тепловой энергии, которая должна быть восполнена за счет кристаллизации тугоплавких минералов в магме. Таким образом, магма плавит породу земной коры на своей кровле и одновременно кристаллизуется в ее основании. Это приводит к устойчивому загрязнению материалом земной коры по мере подъема магмы. Это может быть неочевидно в химии основных и второстепенных элементов, поскольку минералы, которые, скорее всего, будут кристаллизоваться в основании камеры, - это те же самые минералы, которые кристаллизовались бы в любом случае, но ассимиляция корой обнаруживается по изотопным соотношениям. Потери тепла во вмещающую породу означают, что подъем за счет ассимиляции ограничен расстоянием, аналогичным высоте магматического очага.

выветривание

Песок дресвы и гранитоид, из которого он образовался

Физическое выветривание происходит в больших масштабах в виде швов отслоения , которые являются результатом расширения и разрушения гранита, когда давление уменьшается, когда вышележащий материал удаляется 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 . Как показано в следующей реакции, это заставляет калиевый полевой шпат образовывать каолинит с ионами калия, бикарбонатом и кремнеземом в растворе в качестве побочных продуктов. Конечным продуктом выветривания гранита является дресва , которая часто состоит из крупнозернистых обломков дезинтегрированного 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 изменения также влияют на скорость выветривания гранитов. Около двух тысяч лет рельефные гравюры на обелиске «Игла Клеопатры» выдерживали засушливые условия своего происхождения, прежде чем его перенесли в Лондон. За двести лет красный гранит сильно испортился там от сырого и загрязненного воздуха.

Развитие почвы на граните отражает высокое содержание кварца в породе и нехватку доступных оснований, при этом состояние с низким содержанием оснований предрасполагает почву к подкислению и оподзоливанию в прохладном влажном климате, поскольку устойчивый к атмосферным воздействиям кварц дает много песка. Полевые шпаты также медленно выветриваются в прохладном климате, позволяя песку доминировать над мелкоземной фракцией. В теплых влажных регионах выветривание полевого шпата, как описано выше, ускоряется, чтобы обеспечить гораздо более высокую долю глины с серией почв Cecil , ярким примером последующей большой группы почв Ultisol .

Естественное излучение

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

Калий-40 является радиоактивным изотопом слабого излучения и входит в состав щелочного полевого шпата , который, в свою очередь, является обычным компонентом гранитных пород, более распространенным в щелочнополевошпатовых гранитах и сиенитах .

Некоторые граниты содержат от 10 до 20 частей на миллион (промилле) урана . Напротив, более мафические породы, такие как тоналит, габбро и диорит , содержат от 1 до 5 частей на миллион урана, а известняки и осадочные породы обычно имеют такое же небольшое количество. Многие крупные гранитные плутоны являются источниками для месторождений урановых руд , расположенных в палеоканалах или валах , где уран вымывается в отложения с гранитных нагорий и связанных с ними, часто высокорадиоактивных пегматитов. Подвалы и подвалы, встроенные в грунты над гранитом, могут стать ловушкой для газа радона , образующегося при распаде урана. Газ радон представляет серьезную проблему для здоровья и является второй причиной рака легких в США после курения.

Торий встречается во всех гранитах. Гранит Конвей известен своей относительно высокой концентрацией тория 56 ± 6 частей на миллион.

Есть некоторые опасения, что гранит, продаваемый в качестве столешниц или строительного материала, может быть опасен для здоровья. Дэн Стек из Университета Сент-Джонс заявил, что примерно 5% всего гранита вызывает беспокойство, с оговоркой, что был протестирован лишь небольшой процент из десятков тысяч типов гранитных плит. Ресурсы национальных геологоразведочных организаций доступны в Интернете для помощи в оценке факторов риска в гранитной стране и правил проектирования, касающихся, в частности, предотвращения накопления газа радона в закрытых подвалах и жилых домах.

Исследование гранитных столешниц было проведено (инициировано и оплачено Американским институтом мрамора) в ноябре 2008 года компанией National Health and Engineering Inc. из США. В этом тесте все 39 полноразмерных гранитных плит, которые были измерены для исследования, показали уровни радиации значительно ниже стандартов безопасности Европейского Союза (раздел 4.1.1.1 Национального исследования в области здравоохранения и техники), а уровни выбросов радона значительно ниже среднего. концентрации наружного радона в США.

Промышленность

Карьер гранитного камня в Тайвассало , Финляндия

Производство гранита и связанного с ним мрамора считается одной из старейших отраслей промышленности в мире, существовавшей еще в Древнем Египте .

Основные современные экспортеры гранита включают Китай, Индию, Италию, Бразилию, Канаду, Германию, Швецию, Испанию и США.

Использование

Античность

Игла Клеопатры, Лондон

Красная пирамида Египта (около 2590 г. до н.э.), названная в честь светло-малинового оттенка обнаженных известняковых поверхностей, является третьей по величине из египетских пирамид . Пирамида Менкаура , вероятно, датируемая 2510 г. до н.э., была построена из известняковых и гранитных блоков. Великая пирамида Гизы (ок. 2580 г. до н.э. ) содержит огромный гранитный саркофаг , сделанный из «красного асуанского гранита». В основном разрушенная Черная пирамида , датируемая правлением Аменемхета III , когда- то имела полированный гранитный пирамидион или замковый камень, который сейчас выставлен в главном зале Египетского музея в Каире (см. Дахшур ). Другие виды использования в Древнем Египте включают колонны , дверные перемычки , подоконники , косяки , а также облицовку стен и пола. Вопрос о том, как египтяне обрабатывали твердый гранит, до сих пор остается предметом споров. Патрик Хант предположил, что египтяне использовали наждак , который имеет 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 Брихадесварар, посвященный Господу Шиве, был построен в 1010 году. Считается, что массивный Гопурам (богато украшенная верхняя часть святыни) имеет массу около 81 тонны. Это был самый высокий храм на юге Индии.

Имперский римский гранит добывали в основном в Египте, а также в Турции и на островах Эльба и Джильо . Гранит стал «неотъемлемой частью римского языка монументальной архитектуры». Добыча полезных ископаемых прекратилась примерно в третьем веке нашей эры. Начиная с поздней античности повторно использовался гранит, который по крайней мере с начала 16 века стал известен как сполия . В процессе цементации гранит со временем становится тверже. Технология, необходимая для изготовления стамесок из закаленного металла , была в значительной степени забыта в средние века. В результате средневековые каменщики были вынуждены использовать пилы или наждак, чтобы укоротить древние колонны или вырубить их на диски. Джорджо Вазари отмечал в 16 веке, что гранит в каменоломнях был «гораздо мягче и с ним легче работать, чем после того, как он лежал обнаженным», в то время как древние колонны из-за их «твердости и прочности не боятся ни огня, ни меча, ни самого времени. который все губит, не только не уничтожил их, но даже не изменил их цвета».

Современный

Скульптура и памятники

Граниты (граненые и полированные поверхности)

В некоторых районах гранит используется для надгробий и мемориалов. Гранит – твердый камень, и для ручной обработки требуется навык. До начала 18 века в западном мире гранит можно было обрабатывать только ручными инструментами, что, как правило, не давало результатов.

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, воздвигнутое на английском кладбище . Это произвело фурор в лондонской торговле монументами, и в течение нескольких лет весь заказ на полированный гранит поступал от MacDonald's. В результате работы скульптора Уильяма Лесли, а затем Сидни Филда гранитные памятники стали главным символом статуса в викторианской Британии. Королевский саркофаг во Фрогморе , вероятно, был вершиной его работы и весом 30 тонн, одним из самых больших. Только в 1880-х годах конкурирующие машины и работы могли конкурировать с заводами Макдональда.

Современные методы резьбы включают использование вращающихся насадок с компьютерным управлением и пескоструйную обработку по резиновому трафарету. Оставляя буквы, цифры и эмблемы открытыми, а оставшуюся часть камня покрывая резиной, бластер может создать практически любое произведение искусства или эпитафию.

Камень, известный как «черный гранит», обычно представляет собой габбро , который имеет совершенно другой химический состав.

Здания

Гранитный замок Ауланко в Хямеенлинне , Финляндия .

Гранит широко используется в качестве объемного камня и в качестве напольной плитки 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. Гранитная железная дорога , первая железная дорога в Америке, была построена для перевозки гранита из каменоломен в Куинси, штат Массачусетс , к реке Непонсет в 1820-х годах.

Инжиниринг

Инженеры традиционно использовали полированные гранитные поверхности для создания плоскости отсчета, поскольку они относительно непроницаемы, негибки и сохраняют хорошую стабильность размеров. Бетон , обработанный пескоструйной обработкой , с высоким содержанием заполнителя внешне похож на необработанный гранит и часто используется в качестве заменителя, когда использование настоящего гранита нецелесообразно. Гранитные столы широко используются в качестве оснований или даже в качестве всего структурного корпуса оптических приборов, КИМ и высокоточных станков с ЧПУ из-за жесткости гранита, высокой стабильности размеров и отличных характеристик вибрации. Самым необычным применением гранита было использование его в качестве материала для рельсов гранитного трамвая Haytor Granite Tramway , Девон, Англия, в 1820 году. Гранитные блоки обычно перерабатываются в плиты, которые можно разрезать и формировать с помощью режущего центра . В области военной инженерии Финляндия установила гранитные валуны вдоль линии Маннергейма, чтобы заблокировать вторжение русских танков во время Зимней войны 1939–1940 годов.

Мощение

В качестве дорожного покрытия используется гранит . Это потому, что он чрезвычайно прочен, проницаем и не требует особого ухода. Например, в Сиднее , Австралия , черный гранитный камень используется для мощения и бордюров по всему центральному деловому району .

Другое использование

Камни для керлинга традиционно изготавливаются 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 теперь является заповедником дикой природы и до сих пор используется для добычи гранита Ailsa по лицензии компанией Kays of Scotland для керлинга.

Альпинизм

Гранит - одна из пород, наиболее ценимых альпинистами за ее крутизну, прочность, системы трещин и трение. Известные места для скалолазания на граните включают Йосемитскую долину , Бугабу , массив Монблан (и такие вершины, как Эгюий-дю-Дрю , горы Морн , Альпы Адамелло-Презанелла , Эгюий-дю-Миди и Гранд- Жорас ), Брегалия , 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.

Скалолазание по граниту настолько популярно, что многие искусственные стены для скалолазания , которые можно найти в спортзалах и тематических парках, выглядят и ощущаются как гранит.

Галерея

Смотрите также

использованная литература

Цитаты

дальнейшее чтение

  • Бласик, Мирослава; Ханика, Богдашка, ред. (2012). Гранит: местонахождение, минералогия и происхождение . Hauppauge, Нью-Йорк: Новая наука. ISBN 978-1-62081-566-3.
  • Твидейл, Чарльз Роуленд (2005). Рельеф и геология гранитных территорий . Лейден, Нидерланды: А. А. Балкема. ISBN 978-0-415-36435-5.
  • Мармо, Владимир (1971). Петрология гранита и проблема гранита . Амстердам, Нидерланды: Elsevier Scientific. ISBN 978-0-444-40852-5.

внешняя ссылка