Гранит
Магматическая порода | |
Состав | |
---|---|
Классификация | Фельсик |
Начальный | калиевый полевой шпат , плагиоклазовый полевой шпат и кварц |
вторичный | Различное количество мусковита , биотита и роговой обманки . амфиболов |
Гранит ( / ˈ ɡ r æ n ɪ t / GRAN -it ) — 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 . Их размеры варьируются от даек диаметром всего несколько сантиметров до батолитов, обнаженных на площади в сотни 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 ), причем настоящий гранит представляет собой гранитные породы, богатые кварцем и щелочным полевым шпатом. Большинство гранитных пород также содержат минералы слюды или амфибола , хотя некоторые (известные как лейкограниты ) почти не содержат темных минералов.
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
Слово «гранит» происходит от латинского granum , «зерно», что означает крупнозернистую структуру такой полностью кристаллической породы. [1] Гранитные породы в основном состоят из полевого шпата , кварца , слюды и амфиболов минералов , которые образуют взаимосвязанную, несколько равнозернистую матрицу из полевого шпата и кварца с рассеянной более темной биотитовой слюдой и амфиболом (часто роговой обманкой ), приправленными минералами более светлого цвета. Иногда отдельные кристаллы ( вкрапленники ) крупнее основной массы , в этом случае текстура называется порфировой . Гранитная порода с порфировой текстурой известна как гранит- порфир . Гранитоид — это общий описательный полевой термин, обозначающий более светлые, крупнозернистые магматические породы. Петрографическое исследование необходимо для выявления конкретных типов гранитоидов. Граниты могут быть преимущественно белого, розового или серого цвета, в зависимости от их минералогии . [2]
Щелочной полевой шпат в гранитах обычно представляет собой ортоклаз или микроклин и часто пертитовый . 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 называются в соответствии с процентным содержанием кварца , щелочного полевого шпата ( ортоклаза , санидина или микроклина ) и плагиоклазового полевого шпата на половине диаграммы AQP. Настоящий гранит (согласно современной петрологической традиции) содержит от 20% до 60% кварца по объему, при этом от 35% до 90% общего количества полевого шпата состоит из щелочного полевого шпата . Бедные кварцем гранитные породы относятся к сиенитам или монцонитам , а гранитные породы с преобладанием плагиоклаза — к гранодиоритам или тоналитам . Гранитные породы с содержанием щелочного полевого шпата более 90% относятся к щелочно-полевошпатовым гранитам . Гранитная порода с содержанием кварца более 60%, что встречается редко, классифицируется просто как богатый кварцем гранитоид или, если она почти полностью состоит из кварца, как кварцолит . [4] [5] [6]
Настоящие граниты далее классифицируются по процентному содержанию щелочного полевого шпата. Граниты, полевой шпат которых составляет от 65% до 90% щелочного полевого шпата, представляют собой сиенограниты , а полевой шпат в монцограните составляет от 35% до 65% щелочного полевого шпата. [5] [6] Гранит, содержащий как мусковитовую, так и биотитовую слюду, называется бинарным или двухслюдяным гранитом. Двухслюдяные граниты обычно содержат много калия и мало плагиоклаза и обычно представляют собой граниты S-типа или граниты А-типа, как описано ниже . [7] [8]
Другим аспектом классификации гранитов является соотношение металлов, которые потенциально образуют полевые шпаты. Большинство гранитов имеют такой состав, что почти весь содержащийся в них 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 называют нормальными или метаглиноземистыми . Граниты, в которых алюминия недостаточно для соединения со всеми щелочными оксидами в виде полевого шпата (Al 2 O 3 < K 2 O + Na 2 O), описываются как перщелочные , и они содержат необычные амфиболы натрия, такие как рибекит . Граниты, в которых имеется избыток алюминия сверх того, что может быть поглощено полевым шпатом (Al 2 O 3 > CaO + K 2 O + Na 2 O), описываются как перглиноземистые и содержат богатые алюминием минералы, такие как мусковит . [9]
Физические свойства
Средняя плотность гранита составляет от 2,65 до 2,75 г/см. 3 (165 и 172 фунта/куб. футов), [10] его прочность на сжатие обычно превышает 200 МПа (29 000 фунтов на квадратный дюйм), а вязкость вблизи STP составляет 3–6·10. 20 Па·с. [11]
Температура плавления сухого гранита при атмосферном давлении составляет 1215–1260 ° C (2219–2300 ° F); [12] он сильно снижается в присутствии воды, вплоть до 650 ° C при давлении в несколько сотен мегапаскалей. [13]
Гранит в целом имеет плохую первичную проницаемость , но сильную вторичную проницаемость через трещины и трещины, если они присутствуют.
Химический состав
Среднемировой химический состав гранита в массовых процентах на основе 2485 анализов: [14]
SiO 2 | 72,04% (кремнезем) | |
Al2OAl2O3 | 14,42% (глинозем) | |
К 2 О | 4.12% | |
Na2Na2O | 3.69% | |
Высокий | 1.82% | |
FeO | 1.68% | |
Fe2OFe2O3 | 1.22% | |
MgO | 0.71% | |
ТиО 2 | 0.30% | |
П 2 О 5 | 0.12% | |
MnO | 0.05% |
Среднезернистый аналог гранита – микрогранит . [15] Экструзивной магматической породой , эквивалентной граниту, является риолит . [16]
возникновение
Гранитная порода широко распространена по всей континентальной коре . [17] Большая часть его была заселена в докембрийский период; это наиболее распространенная порода фундамента , лежащая в основе относительно тонкого осадочного слоя континентов. Обнажения гранита имеют тенденцию образовывать гребни , купола или борнхардты и округлые массивы . Граниты иногда встречаются в круглых впадинах, окруженных грядой холмов, образованных метаморфическим ореолом или роговиками . Гранит часто встречается относительно небольшими, менее 100 км2. 2 штоковых массах ( штоках ) и в батолитах , которые часто связаны с орогенными горными хребтами. Небольшие дайки гранитного состава, называемые аплитами, часто связаны с окраинами гранитных интрузий . В некоторых местах встречаются очень крупнозернистые пегматитовые массы с гранитом. [18]
Источник
Гранит образуется из богатой кремнеземом ( кислой ) магмы. Считается, что кислая магма образуется в результате добавления тепла или водяного пара к породе нижней коры , а не в результате разуплотнения мантийных пород, как в случае с базальтовыми магмами. [19] Было также высказано предположение, что некоторые граниты, обнаруженные на сходящихся границах между тектоническими плитами , где океаническая кора погружается под континентальную кору, образовались из отложений, погруженных вместе с океанической плитой. Расплавленные отложения образовали промежуточную по содержанию кремнезема магму, которая еще больше обогащалась кремнеземом по мере подъема через вышележащую кору. [20]
Ранняя фракционная кристаллизация служит для восстановления расплава магнием и хромом и обогащения расплава железом, натрием, калием, алюминием и кремнием. [21] Дальнейшее фракционирование снижает содержание железа, кальция и титана. [22] Это отражается на высоком содержании в граните щелочного полевого шпата и кварца.
Присутствие гранитных пород в островных дугах показывает, что сама по себе фракционная кристаллизация может превратить базальтовую магму в гранитную магму, но производимые количества невелики. [23] Например, гранитная порода составляет всего 4% обнажений на Южных Сандвичевых островах . [24] В условиях континентальной дуги гранитные породы являются наиболее распространенными плутоническими породами, а батолиты, сложенные этими типами пород, простираются по всей длине дуги. Нет никаких указаний на магматические очаги, в которых базальтовые магмы дифференцируются в граниты, или на кумулаты, образующиеся в результате отложения основных кристаллов из магмы. Другие процессы должны производить эти огромные объемы кислой магмы. Одним из таких процессов является внедрение базальтовой магмы в нижнюю кору с последующей дифференциацией, в результате которой в мантии остаются кумулаты. Другой вариант — нагрев нижней части коры за счет подстилающей базальтовой магмы, которая производит кислую магму непосредственно из пород земной коры. В результате этих двух процессов образуются разные виды гранитов, что может быть отражено в разделении на граниты S-типа (полученные путем подкладки) и I-типа (полученные путем инъекции и дифференциации), обсуждаемые ниже. [23]
Система классификации алфавитов
Состав и происхождение любой магмы, которая дифференцируется в гранит, оставляют определенные петрологические свидетельства того, какой была материнская порода гранита. Окончательная текстура и состав гранита обычно отличаются от его материнской породы. Например, гранит, полученный в результате частичного плавления метаосадочных пород, может содержать больше щелочного полевого шпата, тогда как гранит, полученный в результате частичного плавления метаосадочных пород, может быть богаче плагиоклазом. Именно на этой основе основаны современные «алфавитные» схемы классификации.
Первоначально была предложена буквенная система классификации Чаппелла и Уайта для разделения гранитов на граниты I-типа (магматического источника) и S-типа (осадочных источников). [25] Оба типа образуются в результате частичного плавления пород земной коры, как метамагматических, так и метаосадочных пород.
Граниты I-типа характеризуются высоким содержанием натрия и кальция, соотношением изотопов стронция , 87 старший/ 86 Sr, менее 0,708. 87 Sr образуется в результате радиоактивного распада 87 Rb, а поскольку рубидий сконцентрирован в коре относительно мантии, низкое соотношение предполагает мантийное происхождение. Повышенное содержание натрия и кальция способствует кристаллизации роговой обманки, а не биотита. Граниты I-типа известны медно-порфировыми месторождениями. [23] Граниты I-типа орогенные (связаны с горообразованием) и обычно металлоглиноземистые. [26]
Граниты S-типа бедны натрием и богаты алюминием. В результате слюды вместо роговой обманки они содержат такие , как биотит и мусковит. Их соотношение изотопов стронция обычно превышает 0,708, что позволяет предположить коровое происхождение. Они также обычно содержат ксенолиты метаморфизованных осадочных пород и вмещающие оловянные руды. Их магмы богаты водой и легко затвердевают, когда вода выделяется из магмы при более низком давлении, поэтому они реже достигают поверхности, чем магмы гранитов I-типа, которые, таким образом, более распространены в виде вулканических пород (риолита). . [23] Они также орогенные, но варьируются от металлоглиноземистых до сильно перглиноземистых. [26]
Хотя граниты как I-, так и S-типа являются орогенными, граниты I-типа чаще встречаются вблизи конвергентной границы, чем граниты S-типа. Это объясняется более толстой корой дальше от границы, что приводит к большему плавлению коры. [23]
Граниты А-типа имеют своеобразный минералогический и геохимический состав, с особенно высоким содержанием кремния и калия за счет кальция и магния. [27] и высокое содержание катионов с высокой напряженностью поля (катионы с малым радиусом и высоким электрическим зарядом, такие как цирконий , ниобий , тантал и редкоземельные элементы ). [28] Они не являются орогенными, а формируются над горячими точками и континентальными рифтами, а также от металлоглиноземистых до умеренно щелочных и богатых железом. [26] Эти граниты образуются путем частичного плавления огнеупорной литологии, такой как гранулиты, в нижней части континентальной коры при высоких температурных градиентах. Это приводит к значительному извлечению водных кислых расплавов из ресититов гранулитовой фации. [29] [30] Граниты А-типа встречаются в щелочной провинции ледника Кеттлиц на хребте Королевского общества в Антарктиде. [31] Риолиты Йеллоустонской кальдеры являются примерами вулканических эквивалентов гранита А-типа. [32]
Позже было предложено покрыть гранитом М-типа те граниты, которые явно произошли из кристаллизованной основной магмы, обычно происходящей из мантии. [33] Хотя фракционная кристаллизация базальтовых расплавов может дать небольшое количество гранитов, которые иногда встречаются в островных дугах, [34] такие граниты должны встречаться вместе с большими количествами базальтовых пород. [23]
Граниты H-типа были предложены в качестве гибридных гранитов, которые, как предполагалось, образовались путем смешивания основных и кислых пород из разных источников, таких как M-тип и S-тип. [35] Однако большая разница в реологии между мафическими и кислыми магмами делает этот процесс проблематичным по своей природе. [36]
Гранитизация
Гранитизация — это старая и в значительной степени игнорируемая гипотеза о том, что гранит образуется на месте в результате сильного метасоматоза . Идея гранитизации заключалась в том, что жидкости предположительно приносят такие элементы, как калий, и удаляют другие, такие как кальций, чтобы превратить метаморфическую породу в гранит. Предполагалось, что это произойдет на миграционном фронте. Однако к 1960-м годам экспериментальные работы установили, что граниты имеют магматическое происхождение. [37] Минералогические и химические особенности гранита можно объяснить только фазовыми отношениями кристалл-жидкость, показывая, что должно было произойти, по крайней мере, достаточное плавление, чтобы мобилизовать магму. [38]
Однако на достаточно глубоких уровнях коры различие между метаморфизмом и плавлением коры само по себе становится нечетким. Условия кристаллизации жидкой магмы настолько близки к условиям высокостепенного метаморфизма, что породы часто имеют близкое сходство. [39] В этих условиях гранитные расплавы могут образовываться на месте путем частичного плавления метаморфических пород путем извлечения подвижных в расплаве элементов, таких как калий и кремний, в расплавы, но оставляя другие, такие как кальций и железо, в остатках гранулита. Возможно, это и есть происхождение мигматитов . Мигматит состоит из темной, огнеупорной породы ( меланосомы ), пронизанной пластинами и каналами светлой гранитной породы ( лейкосомы ). Лейкосома интерпретируется как частичное расплавление материнской породы, которое начало отделяться от оставшегося твердого остатка (меланосомы). [40] Если образуется достаточное количество частичного расплава, он отделится от материнской породы, станет более высокоразвитым за счет фракционной кристаллизации во время подъема к поверхности и станет магматической родительской породой гранитной породы. Остаток материнской породы превращается в гранулит .
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 обсуждался вопрос о том, ли утолщение земной коры в орогенах (горных поясах вдоль сходящихся границ достаточно ) для образования гранитных расплавов путем радиогенного нагрева , но недавние исследования показывают, что это нежизнеспособный механизм. [41] Гранитизация in-situ требует нагрева астеносферной мантии или подстилания мантийными магмами. [42]
Подъем и установка
Гранитная магма имеет плотность 2,4 Мг/м. 3 , намного меньше, чем 2,8 Мг/м 3 из высоко метаморфических пород. Это придает им огромную плавучесть, так что подъем магмы неизбежен, как только накопится достаточное количество магмы. Однако вопрос о том, как именно такие большие количества магмы способны отодвигать вмещающие породы , освобождая себе место ( проблема помещения ), все еще остается предметом исследования. [43]
Считается, что важны два основных механизма:
- Стокса Диапир
- Распространение трещины
Из этих двух механизмов диапиризм Стокса в течение многих лет отдавал предпочтение из-за отсутствия разумной альтернативы. Основная идея заключается в том, что магма будет подниматься сквозь земную кору как единая масса благодаря плавучести . Поднимаясь, он нагревает вмещающие породы , заставляя их вести себя как степенную жидкость и, таким образом, обтекать интрузию , позволяя ей проходить без значительных потерь тепла. [44] Это вполне осуществимо в теплой, пластичной нижней коре, где горные породы легко деформируются, но сталкивается с проблемами в верхней коре, которая гораздо холоднее и более хрупкая. Породы там не так легко деформируются: чтобы магма поднялась в виде диапира, потребовалось бы затратить слишком много энергии на нагрев вмещающих пород, таким образом охлаждаясь и затвердевая, прежде чем достичь более высоких уровней в земной коре.
Распространение трещин — это механизм, который предпочитают многие геологи, 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 формируются вдоль новых или ранее существовавших систем трещин или разломов и сетей активных зон сдвига. [45] Когда эти узкие каналы открываются, первая поступившая магма затвердевает и обеспечивает своего рода изоляцию для последующей магмы.
Эти механизмы могут работать в тандеме. Например, диапиры могут продолжать подниматься сквозь хрупкую верхнюю кору , останавливаясь , когда гранит раскалывает скалы кровли, удаляя блоки вышележащей коры, которые затем опускаются на дно диапира, в то время как 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 обрушения кровли (полное обрушение кровли неглубокого магматического очага, сопровождающееся кальдерным извержением). ) Есть свидетельства оседания котла при вторжении на гору Аскатни в восточном Вермонте. [46] Доказательства частичной остановки обнаружены в интрузиях, окруженных магматической брекчией, содержащей фрагменты вмещающих пород. [43]
Ассимиляция — это еще один механизм подъема, при котором гранит плавится в земной коре и таким образом удаляет вышележащий материал. Это ограничено количеством доступной тепловой энергии, которая должна быть восполнена за счет кристаллизации минералов с более высокой температурой плавления в магме. Таким образом, магма плавит земную кору на ее кровле и одновременно кристаллизуется у ее основания. Это приводит к устойчивому загрязнению коровым материалом по мере подъема магмы. Это может быть неочевидно в химии главных и второстепенных элементов, поскольку минералы, которые с наибольшей вероятностью кристаллизуются в основании камеры, - это те же самые минералы, которые кристаллизовались бы в любом случае, но ассимиляция коры обнаруживается по соотношениям изотопов. [47] Потери тепла вмещающей породой означают, что подъем путем ассимиляции ограничивается расстоянием, аналогичным высоте магматического очага. [48]
Выветривание
Физическое выветривание происходит в больших масштабах в виде отслаивающихся швов , которые являются результатом расширения и разрушения гранита по мере того, как давление снижается, когда вышележащий материал удаляется в результате эрозии или других процессов.
Химическое выветривание гранита происходит, когда разбавленная угольная кислота и другие кислоты, присутствующие в дождевых и почвенных водах, изменяют полевой шпат в процессе, называемом гидролизом . [49] [50] Как показано в следующей реакции, это приводит к тому, что калиевый полевой шпат образует 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 распавшегося гранита.
Климатические изменения также влияют на скорость выветривания гранитов. Около двух тысяч лет рельефные гравюры на обелиске «Игла Клеопатры» пережили засушливые условия своего происхождения до его переезда в Лондон. За двести лет красный гранит сильно испортился из-за влажного и загрязненного воздуха. [51]
Развитие почвы на граните отражает высокое содержание кварца в породе и недостаток доступных оснований, при этом бедность основаниями предрасполагает почву к подкислению и оподзолению в прохладном влажном климате, поскольку устойчивый к атмосферным воздействиям кварц дает много песка. [52] Полевые шпаты также медленно выветриваются в прохладном климате, позволяя песку преобладать над мелкоземистой фракцией. В теплых влажных регионах выветривание полевого шпата, как описано выше, ускоряется, что позволяет получить гораздо более высокую долю глины, а серия почв Cecil является ярким примером последующей великой группы почв Ultisol . [53]
Естественная радиация
Гранит, как и большинство натуральных камней, является естественным источником радиации . Калий-40 представляет собой радиоактивный изотоп слабого излучения и входит в состав щелочного полевого шпата , который, в свою очередь, является обычным компонентом гранитных пород, более распространенным в щелочно-полевошпатовых гранитах и сиенитах . 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 , расположенных в палеоканалах или валковых фронтах месторождений урановых руд , 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 радона . [ нужна ссылка ] который образуется при распаде урана. [54] Газ радон представляет собой серьезную проблему для здоровья и является второй причиной рака легких в США после курения. [55]
Торий встречается во всех гранитах. [56] Гранит Конвей известен своей относительно высокой концентрацией тория - 56 ± 6 частей на миллион. [57]
Существуют некоторые опасения, что некоторые виды гранита, продаваемые в качестве столешниц или строительного материала, могут быть опасны для здоровья. [58] Дэн Стек из Университета Сент-Джонса заявил: [59] что около 5% всего гранита вызывает беспокойство, с оговоркой, что только небольшой процент из десятков тысяч типов гранитных плит был протестирован. Ресурсы национальных геологоразведочных организаций доступны в Интернете и помогают оценить факторы риска в гранитной стране и правила проектирования, касающиеся, в частности, предотвращения накопления 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. 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 выброса радона значительно ниже среднего. концентрации радона на открытом воздухе в США. [60]
Промышленность
Производство гранита и родственного ему мрамора считается одной из старейших отраслей промышленности в мире, существовавшей еще в Древнем Египте . [61]
Основными современными экспортерами гранита являются Китай, Индия, Италия, Бразилия, Канада, Германия, Швеция, Испания и США. [62]
Использование
Античность
Красная пирамида Египта 2590 ( ок. г. до н. э. ), названная в честь светло-малинового оттенка ее открытых известняковых поверхностей, является третьей по величине из египетских пирамид . Пирамида Менкаура , датируемая, вероятно, 2510 годом до нашей эры, была построена из блоков известняка и гранита. Великая пирамида в Гизе (ок. 2580 г. до н. э. ) содержит огромный гранитный саркофаг, сделанный из «красного асуанского гранита». В основном разрушенная Черная пирамида, датируемая периодом правления Аменемхета III , когда-то имела полированный гранитный пирамидион или замковый камень, который сейчас выставлен в главном зале Египетского музея в Каире (см. Дахшур ). Другие варианты использования в Древнем Египте включают колонны , дверные перемычки , подоконники , косяки , а также облицовку стен и пола. [63] Как египтяне обрабатывали твердый гранит, до сих пор остается предметом споров. Патрик Хант [64] предположил, что египтяне использовали наждак , имеющий большую твердость по шкале Мооса .
Грот Соккурам буддийская в Корее — святыня и часть храмового комплекса Пульгукса . Построенный в 774 году нашей эры, это искусственный грот, полностью построенный из гранита. Главный Будда грота — высоко ценимое произведение буддийского искусства . [65] и вместе с храмовым комплексом, к которому он принадлежит, Соккурам был внесен в Список всемирного наследия ЮНЕСКО в 1995 году. [66]
Раджараджа Чола I из династии Чола в Южной Индии построил первый в мире храм, полностью выполненный 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. [67]
Императорский римский гранит добывался в основном в Египте, а также в Турции, а также на островах Эльба и Джильо . Гранит стал «неотъемлемой частью римского языка монументальной архитектуры». [68] Разработка карьеров 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 закалки гранит с возрастом становится тверже. Технология изготовления долот 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 разрубить их на диски. Джорджио Вазари заметил в 16 веке, что гранит в карьерах был «намного мягче и с ним легче работать, чем после того, как он лежал открытым», в то время как древним колоннам из-за своей твердости и прочности нечего бояться ни огня, ни меча, ни самого времени. которое приводит все к гибели, не только не уничтожило их, но даже не изменило их цвета». [68]
Современный
Скульптура и мемориалы
В некоторых районах гранит используется для надгробий и мемориалов. Гранит — твердый камень, и для его ручной обработки требуется умение. До начала 18 века в западном мире гранит можно было вырезать только ручными инструментами, что обычно давало плохие результаты.
паровых режущих и правящих инструментов Ключевым прорывом стало изобретение Александром Макдональдом из Абердина , вдохновленным видением древнеегипетской резьбы по граниту. было установлено первое полированное надгробие из абердинского гранита, воздвигнутое на английском кладбище В 1832 году на кладбище Кенсал-Грин . Это произвело фурор в лондонской торговле монументами, и в течение нескольких лет весь заказанный полированный гранит поступал от MacDonald's. [69] В результате работы скульптора Уильяма Лесли, а затем Сидни Филда, гранитные мемориалы стали главным символом статуса в викторианской Британии. Королевский саркофаг во Фрогморе, вероятно, был вершиной его работы и одним из самых больших весом в 30 тонн. Лишь в 1880-х годах конкурирующие машины и заводы смогли 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 остальную часть камня покрытой резиной, бластер может создать практически любое произведение искусства или эпитафию.
Камень, известный как «черный гранит», обычно представляет собой габбро , имеющее совершенно другой химический состав. [70]
Здания
Гранит широко использовался в качестве облицовочного камня и 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 обилия в Новой Англии гранит обычно использовался для строительства фундаментов домов. Гранитная железная дорога , первая железная дорога в Америке, была построена для перевозки гранита из карьеров в Куинси, штат Массачусетс , к реке Непонсет в 1820-х годах. [71]
Инженерное дело
Инженеры традиционно использовали полированные гранитные пластины для установления базовой плоскости , поскольку они относительно непроницаемы, негибки и сохраняют хорошую стабильность размеров. , подвергшийся пескоструйной обработке, Бетон с высоким содержанием заполнителя имеет внешний вид, похожий 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 всей конструкции оптических приборов, КИМ и высокоточных станков с ЧПУ из-за жесткости гранита, высокой стабильности размеров и отличных вибрационных характеристик. Наиболее необычное использование гранита было в качестве материала для путей гранитного трамвая Хейтор в Девоне, Англия, в 1820 году. [72] Гранитный блок обычно перерабатывается в плиты, которые можно разрезать и придавать им форму с помощью режущего центра . [73] В области военной инженерии Финляндия установила гранитные валуны вдоль своей линии Маннергейма, чтобы заблокировать вторжение русских танков во время Зимней войны 1939–40 годов. [74]
Мощение
используется гранит В качестве материала для дорожного покрытия . Это связано с тем, что он чрезвычайно прочный, проницаемый и не требует особого ухода. Например, в Сиднее , Австралия, черный гранит используется для мощения и бордюров по всему центральному деловому району . [75]
Камни для керлинга
Камни для керлинга традиционно изготавливаются из гранита Ailsa Craig. Первые камни были изготовлены в 1750-х годах, первоначальным источником была Эйлса Крейг в Шотландии . Из-за редкости этого гранита лучшие камни могут стоить до 1500 долларов США. От 60 до 70 процентов используемых сегодня камней изготовлены из гранита Ailsa Craig. по лицензии до сих пор добывает гранит Ailsa Хотя остров в настоящее время является заповедником дикой природы, компания Kays of Scotland для камней для керлинга. [76]
Скалолазание
Гранит — одна из пород, наиболее ценимых альпинистами за свою крутизну, прочность, систему трещин и трение. [77] Известные места для восхождения на гранит включают долину Йосемити , Бугабус , массив Монблан (и такие вершины, как Эгюий-дю-Дрю , горы Морн , Альпы Адамелло-Презанелла , Эгюий-дю-Миди и Гранд-Жорас ), Брегалья , Корсика , части Каракорума ( особенно Башни Транго ), массив Фицрой, Патагония , Баффинов остров , Огаваяма , побережье Корнуолла , Кэрнгормс , гора Сахарная голова в Рио-де-Жанейро, Бразилия, и Шеф Ставамус , Британская Колумбия, Канада.
Галерея
- Хаф-Доум , Йосемитский национальный парк , на самом деле представляет собой гранитную площадку и популярное место для скалолазания.
- Карьер красного гранита Rixö в Люсекиле , Швеция.
- Гранит в национальном парке Ауюиттук на Баффиновом острове, Канада.
- Гранит в Паарле , Южная Африка
- Могилы императора Бразилии Педро I (также короля Португалии как Педро IV) и двух его жен Марии Леопольдины (без изображения, лицом к его могиле) и Амели (слева) в Монументе независимости Бразилии сделаны из зеленого цвета. гранит. Стены и пол облицованы одним и тем же материалом. [78]
См. также
- Отслаивающийся гранит - Кожа гранита шелушится, как луковица (шелушение) из-за выветривания.
- Грейзен - сильно измененная гранитная порода или пегматит.
- Гиперсольвус - тип гранита с одним полевым шпатом.
- Список типов горных пород - Список типов горных пород, признанных геологами.
- Люксуллианит – редкий вид гранита.
- Круглый гранит
- Кварц-монцонит - тип магматической породы.
- Гранит Рапакиви - тип магматической породы.
- Subsolvus – гранит из двух полевых шпатов.
Ссылки
- Цитаты
- ^ Рид, Х.Х. (январь 1943 г.). «Размышления на граните: Часть первая». Труды Ассоциации геологов . 54 (2): 64–85. дои : 10.1016/S0016-7878(43)80008-0 .
- ^ «Гранитоиды - гранит и родственные породы гранодиорит, диорит и тоналит» . Геология.about.com. 06 февраля 2010 г. Архивировано из оригинала 10 августа 2009 г. Проверено 9 мая 2010 г.
- ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. п. 45. ИСБН 0-7167-2438-3 .
- ^ Ле Бас, MJ; Стрекайзен, Ал. (1991). «Систематика магматических пород МСГС». Журнал Геологического общества . 148 (5): 825–833. Бибкод : 1991JGSoc.148..825L . CiteSeerX 10.1.1.692.4446 . дои : 10.1144/gsjgs.148.5.0825 . S2CID 28548230 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические породы» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 :1–52. 1999.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Филпоттс, Энтони Р.; Аг, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 139–143. ISBN 9780521880060 .
- ^ Барбарен, Бернар (1 апреля 1996 г.). «Генезис двух основных типов перглиноземистых гранитоидов». Геология . 24 (4): 295–298. Бибкод : 1996Geo....24..295B . doi : 10.1130/0091-7613(1996)024<0295:GOTTMT>2.3.CO;2 .
- ^ Вашингтон, Генри С. (1921). «Граниты Вашингтона, округ Колумбия». Журнал Вашингтонской академии наук . 11 (19): ст. 459–470. JSTOR 24532555 .
- ^ Харви Блатт; Роберт Дж. Трейси (1997). Петрология (2-е изд.). Нью-Йорк: Фриман. п. 66. ISBN 0-7167-2438-3.|p=185.
- ^ «Типы горных пород и удельный вес» . ЭдуМайн . Архивировано из оригинала 31 августа 2017 г. Проверено 27 августа 2017 г.
- ^ Кумагай, Наоичи; Садао Сасадзима; Хидебуми Ито (1978). «Долговременная ползучесть горных пород: результаты с крупными образцами, полученные примерно за 20 лет, и результаты с мелкими образцами примерно за 3 года» . Журнал Общества материаловедения (Япония) . 27 (293): 157–161. дои : 10.2472/jsms.27.155 .
- ^ Ларсен, Эспер С. (1929). «Температура магмы» . Американский минералог . 14 : 81–94.
- ^ 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. Бибкод : 2001JPet...42..673H . дои : 10.1093/петрология/42.4.673 .
- ^ Блатт и Трейси 1996, стр.66.
- ^ «Микрогранит» . OpenLearn . Открытый университет . Проверено 28 декабря 2021 г.
- ^ Халдар, Словакия; Тишляр, Дж. (2014). Введение в минералогию и петрологию . Эльзевир. п. 116. ИСБН 978-0-12-408133-8 .
- ^ Сингх, Г. (2009). Наука о Земле сегодня . Издательство Дискавери. ISBN 9788183564380 .
- ^ Твидейл, ЧР (1982). Гранитные формы рельефа . Амстердам: Научный паб Elsevier. компании ISBN 0444421165 . Проверено 10 октября 2020 г.
- ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 15–16.
- ^ Кастро, Антонио (январь 2014 г.). «Внекоровое происхождение гранитных батолитов» . Геонаучные границы . 5 (1): 63–75. дои : 10.1016/j.gsf.2013.06.006 .
- ^ Блатт и Трейси 1996 , с. 128.
- ^ Блатт и Трейси 1996 , с. 172.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж Филпоттс и Аг 2009 , с. 378.
- ^ Бейкер, ЧП (февраль 1968 г.). «Сравнительная вулканология и петрология атлантических островных дуг». Вулканологический бюллетень . 32 (1): 189–206. Бибкод : 1968BVol...32..189B . дои : 10.1007/BF02596591 . S2CID 128993656 .
- ^ Чаппелл, BW; Уайт, AJR (2001). «Два контрастных типа гранита: 25 лет спустя» (PDF) . Австралийский журнал наук о Земле . 48 (4): 489–499. Бибкод : 2001AuJES..48..489C . дои : 10.1046/j.1440-0952.2001.00882.x . S2CID 33503865 . Архивировано (PDF) из оригинала 22 октября 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Блатт и Трейси 1996 , с. 185.
- ^ Винтер, Джон Д. (2014). Принципы магматической и метаморфической петрологии (Второе; новое международное издание Пирсона). Харлоу: Образование Пирсона. п. 381. ИСБН 9781292021539 .
- ^ Philpotts & Ague 2009 , с. 148.
- ^ Блатт и Трейси 1996 , стр. 203–206.
- ^ Уэлен, Джозеф Б.; Карри, Кеннет Л.; Чаппелл, Брюс В. (апрель 1987 г.). «Граниты типа А: геохимические характеристики, дискриминация и петрогенезис» . Вклад в минералогию и петрологию . 95 (4): 407–419. Бибкод : 1987CoMP...95..407W . дои : 10.1007/BF00402202 . S2CID 128541930 .
- ^ Коттл, Джон М.; Купер, Алан Ф. (июнь 2006 г.). «Геология, геохимия и геохронология гранита А-типа в районе ледника Мюлок, южная часть Земли Виктории, Антарктида» . Новозеландский журнал геологии и геофизики . 49 (2): 191–202. дои : 10.1080/00288306.2006.9515159 . S2CID 128395509 .
- ^ Бранни, MJ; Боннихсен, Б.; Эндрюс, GDM; Эллис, Б.; Барри, ТЛ; МакКарри, М. (январь 2008 г.). « Вулканизм типа реки Снейк (SR)» на трассе горячей точки Йеллоустона: характерные продукты необычных высокотемпературных кислых суперизвержений». Бюллетень вулканологии . 70 (3): 293–314. дои : 10.1007/s00445-007-0140-7 . S2CID 128878481 .
- ^ Уэлен, Дж. Б. (1 августа 1985 г.). «Геохимия плутонической свиты островной дуги: интрузивный комплекс Усилау-Яу-Яу, Новая Британия, PNG». Журнал петрологии . 26 (3): 603–632. Бибкод : 1985JPet...26..603W . дои : 10.1093/петрология/26.3.603 .
- ^ Сайто, Сатоши; Арима, Макото; Накадзима, Такаши; Кимура, Джун-Ичи (2004). «Петрогенез гранитных интрузий Асигава и Тоноги, южная часть миоценового гранитного комплекса Кофу, центральная Япония: гранит М-типа в зоне коллизии дуги Идзу» . Журнал минералогических и петрологических наук . 99 (3): 104–117. Бибкод : 2004JMPeS..99..104S . дои : 10.2465/jmps.99.104 .
- ^ Кастро, А.; Морено-Вентас, И.; де ла Роса, доктор юридических наук (октябрь 1991 г.). «Гранитоиды H-типа (гибридные): предлагаемый пересмотр классификации и номенклатуры гранитных типов». Обзоры наук о Земле . 31 (3–4): 237–253. Бибкод : 1991ESRv...31..237C . дои : 10.1016/0012-8252(91)90020-G .
- ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 104–105.
- ^ Philpotts & Ague 2009 , с. 511.
- ^ МакБирни, Александр Р. (1984). Магматическая петрология . Сан-Франциско, Калифорния: Фриман, Купер. стр. 379–380. ISBN 0877353239 .
- ^ МакБирни 1984 , стр. 379–380.
- ^ Philpotts & Ague 2009 , с. 44.
- ^ Кларк, Крис; Фицсаймонс, Ян CW; Хили, Дэвид; Харли, Саймон Л. (1 августа 2011 г.). «Как континентальная кора становится действительно горячей?». Элементы . 7 (4): 235–240. дои : 10.2113/gselements.7.4.235 .
- ^ Чжэн, Ю.-Ф.; Чен, Р.-Х. (2017). «Региональный метаморфизм в экстремальных условиях: последствия для складчатости на сходящихся краях плит» . Журнал азиатских наук о Земле . 145 : 46–73. Бибкод : 2017JAESc.145...46Z . дои : 10.1016/j.jseaes.2017.03.009 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Филпоттс и Аг 2009 , с. 80.
- ^ Вайнберг, РФ; Подладчиков, Ю. (1994). «Диапировый подъем магмы через степенную кору и мантию». Журнал геофизических исследований . 99 (B5): 9543. Бибкод : 1994JGR....99.9543W . дои : 10.1029/93JB03461 . S2CID 19470906 .
- ^ Клеменс, Джон (1998). «Наблюдения о происхождении и механизмах восхождения гранитных магм» . Журнал Лондонского геологического общества . 155 (Часть 5): 843–51. Бибкод : 1998JGSoc.155..843C . дои : 10.1144/gsjgs.155.5.0843 . S2CID 129958999 .
- ^ Блатт и Трейси 1996 , стр. 21–22.
- ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 347–350.
- ^ Оксбург, ER; Макрей, Тесса (27 апреля 1984 г.). «Физические ограничения на загрязнение магмой континентальной коры: пример, комплекс Адамелло». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия А, Математические и физические науки . 310 (1514): 457–472. Бибкод : 1984RSPTA.310..457O . дои : 10.1098/rsta.1984.0004 . S2CID 120776326 .
- ^ «Гранит [Выветривание]» . Университетский колледж Лондона . Архивировано из оригинала 15 октября 2014 года . Проверено 10 июля 2014 г.
- ^ «Гидролиз» . Геологическое общество Лондона . Проверено 10 июля 2014 г.
- ^ Марш, Уильям М.; Кауфман, Мартин М. (2012). Физическая география: великие системы и глобальная среда . Издательство Кембриджского университета. п. 510. ИСБН 9781107376649 .
- ^ «Воздействие землепользования» . Влияние землепользования на качество почвы . Проверено 23 марта 2022 г.
- ^ «Сесил - Почва штата Северная Каролина» (PDF) . Общество почвоведения Америки . Проверено 23 марта 2022 г.
- ^ «Серия распада урана» . Архивировано из оригинала 9 марта 2012 года . Проверено 19 октября 2008 г.
- ^ «Радон и рак: вопросы и ответы» . Национальный институт рака . Проверено 19 октября 2008 г.
- ^ Хабберт, М. Кинг (июнь 1956 г.). «Ядерная энергия и ископаемое топливо» (PDF) . Shell Oil Company / Американский институт нефти . Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2008 г. Проверено 10 ноября 2014 г.
- ^ Адамс, Дж.А.; Клайн, MC; Ричардсон, Калифорния; Роджерс, Джей-Джей (1962). «Гранит Конвей в Нью-Гэмпшире как основной ресурс низкосортного тория» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 48 (11): 1898–905. Бибкод : 1962PNAS...48.1898A . дои : 10.1073/pnas.48.11.1898 . ПМК 221093 . ПМИД 16591014 .
- ^ «Гранитные столешницы и радиация» . Агентство по охране окружающей среды США. 4 мая 2015 года . Проверено 7 января 2020 г.
- ^ Стек, Дэниел Дж. (2009). «До- и послепродажные измерения гамма-излучения и выделения радона из большого образца декоративного гранита» (PDF) . Девятнадцатый международный симпозиум по радону . стр. 28–51.
- ^ Экологическая гигиена и инженерия (2008). «Столешницы из натурального камня и радон» (PDF) . Архивировано из оригинала 3 ноября 2010 года . Проверено 20 февраля 2023 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Нельсон Л. Немеров (27 января 2009 г.). Экологическая инженерия: экологическая гигиена и безопасность для муниципальной инфраструктуры, землепользования и планирования, а также промышленности . Джон Уайли и сыновья. п. 40. ИСБН 978-0-470-08305-5 .
- ^ Пармод Александр (15 января 2009 г.). Справочник минералов, кристаллов, горных пород и руд . Издательство Новой Индии. п. 585. ИСБН 978-81-907237-8-7 .
- ^ Джеймс А. Харрелл. «Декоративные камни в доосманских исламских постройках Каира, Египет» . Проверено 6 января 2008 г.
- ^ «Египетский гений: обработка камня навечно» . Архивировано из оригинала 14 октября 2007 г. Проверено 6 января 2008 г.
- ^ Скульптуры Единой Силлы: Скульптуры Единой Силлы . Национальный музей Кореи. 8 июля 2015 г. ISBN 9788981641306 .
- ^ «Грот Соккурам [Всемирное наследие ЮНЕСКО] (Грот Соккурам, Кёнджу)» .
- ^ Хайцман, Джеймс (1991). «Ритуальная политика и экономика: транзакционная сеть императорского храма в средневековой Южной Индии». Журнал экономической и социальной истории Востока . 34 (1/2). БРИЛЛ: 23–54. дои : 10.1163/156852091x00157 . JSTOR 3632277 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Уотерс, Майкл (2016). «Возрождение античности с помощью гранита: Сполия и развитие архитектуры римского Возрождения» . Архитектурная история . 59 : 149–179. дои : 10.1017/арх.2016.5 .
- ^ Информационный бюллетень «Друзья кладбища Вест-Норвуд» 71 Александр Макдональд (1794–1860) - каменщик ,
- ^ «Габбро» . Геология.com . Проверено 25 января 2022 г.
- ^ Брейли, AW (1913). История гранитной промышленности Новой Англии (изд. 2018 г.). Франклин Классика. ISBN 0342278657 . Проверено 3 декабря 2020 г.
- ^ Юанс, MC (1966). Гранитный трамвай Хайтор и канал Стовер . Ньютон Эббот: Дэвид и Чарльз.
- ^ Бай, Шуо-вэй; Чжан, Цзинь-шэн; Ван, Чжи (январь 2016 г.). «Выбор экологичной технологии распиловки гранитного блока на плиты». Журнал чистого производства . 112 : 2278–2291. дои : 10.1016/j.jclepro.2015.10.052 .
- ^ Черсикла, Рик (январь – март 2017 г.). «Что могут сделать свободные люди: Зимняя война, использование отсрочки и уроки для 21 века» (PDF) . Пехота : 63. Архивировано из оригинала (PDF) 18 июля 2020 года . Проверено 3 декабря 2020 г.
- ^ «Технические характеристики улиц Сиднея» . Ноябрь 2020 года . Проверено 25 января 2022 г.
- ^ Роуч, Джон (27 октября 2004 г.). «Новости National Geographic — Тупики возвращаются на шотландский остров, известный камнями для керлинга» . Национальные географические новости. Архивировано из оригинала 2 ноября 2004 года.
- ^ Грин, Стюарт. «3 типа скал для скалолазания: гранит, песчаник и известняк: геология скалолазания» . Liveabout.dotcom . Дотдаш . Проверено 3 декабря 2020 г.
- ^ Маттео, Джованна (12 сентября 2020 г.). «Леопольдина и Тереза Кристина: узнайте, что случилось с «матерями Бразилии» » (на португальском языке) . Проверено 29 декабря 2022 г.
Дальнейшее чтение
- Бласик, Мирослава; Ханика, Богдашка, ред. (2012). Гранит: появление, минералогия и происхождение . Хауппож, Нью-Йорк: Nova Science. ISBN 978-1-62081-566-3 .
- Твидейл, Чарльз Роуленд (2005). Формы рельефа и геология гранитных террейнов . 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 .