Гранит - Granite

Для использования в других целях см. Гранит (значения).
Гранит
Вулканическая порода
Fjæregranitt3.JPG
Сочинение
Калиевый полевой шпат, плагиоклаз полевой шпат, и кварц; различное количество москвич, биотит, и роговая обманка -тип амфиболы

Гранит (/ˈɡрæпɪт/) это крупнозернистый вулканическая порода состоит в основном из кварц, щелочной полевой шпат, и плагиоклаз. Он формируется из магма с высоким содержанием кремнезем и оксиды щелочных металлов так медленно затвердевает под землей. Это обычное явление в земных Континентальный разлом, где он содержится в различных магматические вторжения. Их размер варьируется от дамбы всего несколько дюймов в поперечнике батолиты выставлены на сотни квадратных километров.

Гранит типичен для большой семьи гранитные породы 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 ), истинный гранит представляет собой гранитные породы, богатые кварцем и щелочным полевым шпатом. Большинство гранитных пород также содержат слюда или же амфибол минералы, хотя некоторые из них (известные как лейкограниты ) почти не содержат темных минералов.

Микроскопическое изображение гранита

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

Описание

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

Слово «гранит» происходит от латинский гранум, зерно, применительно к крупнозернистой структуре такого полностью кристаллический камень.[1] Гранитные породы в основном состоят из полевой шпат, кварц, слюда, и амфибол минералы, которые образуют переплетение, несколько равнозернистый матрица полевого шпата и кварца с рассеянным более темным биотит слюда и амфибол (часто роговая обманка ) приправляя минералами более светлого цвета. Иногда отдельные кристаллы (вкрапленники ) больше, чем основная масса, в этом случае текстура известна как порфировидный. Гранитная порода с порфировой текстурой известна как гранит. порфир. Гранитоид общий, описательный поле термин для более светлых, крупнозернистых магматических пород. Петрографический исследование требуется для выявления конкретных типов гранитоидов. Граниты могут быть преимущественно белого, розового или серого цвета в зависимости от их минералогия.[2]

Щелочной полевой шпат в гранитах обычно ортоклаз или же микроклин и часто пертитовый. Плагиоклаз обычно богат натрием. олигоклаз. Вкрапленники обычно представляют собой щелочной полевой шпат.[3]

Гранитные породы классифицируются по Диаграмма QAPF для крупнозернистого плутонические породы и названы в соответствии с процентом кварц, щелочь полевой шпат (ортоклаз, санидин, или же микроклин ) и плагиоклаз полевой шпат на A-Q-P половине диаграммы. Настоящий гранит (по современным петрологический условное обозначение) содержит от 20% до 60% кварц по объему, от 35% до 90% всего полевого шпата состоит из щелочной полевой шпат. Более бедные кварцем гранитные породы классифицируются как сиениты или же монцониты, а гранитные породы с преобладанием плагиоклаза классифицируются как гранодиориты или же тоналиты. Гранитные породы с содержанием щелочного полевого шпата более 90% классифицируются как щелочные полевошпатовые граниты. Гранитная порода с более чем 60% кварца, что редко, классифицируется просто как богатый кварцем гранитоид или, если он почти полностью состоит из кварца, как кварцолит.[4][5][6]

Истинные граниты далее классифицируются по процентному содержанию полевого шпата, который является щелочным полевым шпатом. Граниты, полевой шпат которых составляет от 65% до 90% щелочного полевого шпата, являются сиенограниты, а полевой шпат в монцогранит составляет от 35% до 65% щелочного полевого шпата.[5][6] Гранит, содержащий как мусковит, так и биотит. слюды называется двоичным или двуслюдяная гранит. Двуслюдяные граниты обычно содержат калий и с низким содержанием плагиоклаза, и обычно представляют собой граниты S-типа или граниты A-типа, как описано ниже.[7][8]

Еще один аспект классификации гранита - это соотношение различных металлов, которые потенциально могут образовывать полевые шпаты. Большинство гранитов имеют такой состав, что почти весь алюминий и щелочные металлы (натрий и калий) объединены в полевой шпат. Это тот случай, когда K2О + Na2О + CaO > Al2О3 > K2O + Na2О. Такие граниты описываются как нормальный или же металлический. Граниты, в которых недостаточно алюминия для соединения со всеми оксидами щелочных металлов в виде полевого шпата (Al2О3 2O + Na2O) описываются как щелочной, и они содержат необычные амфиболы натрия, такие как рибекит. Граниты, в которых содержится избыток алюминия сверх того, что может быть поглощено полевым шпатом (Al2О3 > CaO + K2O + Na2O) описываются как глиноземистый, и они содержат минералы, богатые алюминием, такие как москвич.[9]

Физические свойства

Среднее плотность гранита составляет от 2,65 до 2,75 г / см3 (165 и 172 фунт / куб. Фут),[10] это прочность на сжатие обычно лежит выше 200 МПа, а его вязкость возле STP составляет 3–6 · 1020 Па · с.[11]

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

Гранит имеет плохую первичную проницаемость в целом, но сильная вторичная проницаемость через трещины и трещины, если они есть.

Химический состав

Среднее мировое значение химического состава гранита в процентах по массе на основе анализа 2485:[14]

SiO272,04% (кремнезем)72.04
 
Al2О314,42% (глинозем)14.42
 
K2О4.12%4.12
 
Na2О3.69%3.69
 
CaO1.82%1.82
 
FeO1.68%1.68
 
Fe2О31.22%1.22
 
MgO0.71%0.71
 
TiO20.30%0.3
 
п2О50.12%0.12
 
MnO0.05%0.05
 

В экструзионный магматический эквивалент гранита риолит.[15]

Вхождение

В Сырный соус, гранит тор
Гранитный пик на Хуаншань, Китай
Гранитная скала в скале Гро-ла-Тет - Остров Арид, Сейшельские острова. Тонкие (шириной 1–3 см) более яркие слои - это кварц жилы, образовавшиеся на поздних стадиях кристаллизации гранитных магм. Их также иногда называют «гидротермальными жилами».

Гранитные породы широко распространены на всей территории Континентальный разлом.[16] Многие из них были нарушены во время Докембрийский возраст; это самый распространенный подвал что лежит в основе относительно тонких осадочный шпон континентов. Обнажения из гранита имеют тенденцию образовывать торс, купола или же Bornhardts, и округленный массивы. Граниты иногда встречаются в круглых депрессии окруженный хребтом холмов, образованных метаморфический ореол или же Hornfels. Гранит часто встречается относительно небольшого размера, менее 100 км.2 стоковые массы (акции ) И в батолиты которые часто связаны с орогенный гора диапазоны. Маленький дамбы гранитного состава называется аплиты часто связаны с краями гранитных вторжения. В некоторых местах очень крупнозернистый пегматит массы встречаются с гранитом.[17]

Источник

Гранит образуется из богатых кремнеземом (фельзический ) магмы. Считается, что фельзические магмы образуются в результате добавления тепла или водяного пара к породам нижнего уровня. корка, а не за счет декомпрессии мантийных пород, как в случае с базальтовый магмы.[18] Также предполагалось, что некоторые граниты, найденные в сходящиеся границы между тектонические плиты, куда океаническая кора подчиняет ниже континентальной коры, сформировались из отложения субдуцируется с океанической плитой. Расплавленные осадки образовали магму. средний в его содержании кремнезема, который стал дополнительно обогащаться кремнеземом, когда он поднялся через вышележащую кору.[19]

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

Наличие гранитной породы в островные дуги показывает, что фракционная кристаллизация сам по себе может преобразовать базальтовую магму в гранитную, но производимые количества малы.[22] Например, гранитная порода составляет всего 4% обнажений в Южные Сандвичевы острова.[23] В условиях континентальной дуги наиболее распространенными плутоническими породами являются гранитные породы, и батолиты, состоящие из этих типов горных пород, простираются по всей длине дуги. Нет никаких указаний на магматические очаги, где базальтовые магмы различать в граниты или накапливает образуется в результате оседания основных кристаллов из магмы. Другие процессы должны производить эти огромные объемы кислой магмы. Одним из таких процессов является введение базальтовой магмы в нижнюю кору с последующей дифференциацией, в результате которой в мантии остаются кумуляты. Другой - нагрев нижней корки покрытие базальтовая магма, которая производит кислую магму непосредственно из коры. Эти два процесса производят разные виды гранитов, что может быть отражено в разделении на граниты S-типа (получаемые путем заливки и дифференциации) и обсуждаемые ниже.[22]

Система классификации по алфавиту

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

Буквенная система классификации Chappell & White была первоначально предложена для разделения гранитов на Я печатаю (магматический источник) гранит и S-тип (осадочные источники).[24] Оба типа образуются в результате частичного плавления горных пород земной коры, либо метагородных, либо метаосадочных пород.

Граниты I типа характеризуются высоким содержанием натрия и кальция, а также изотоп стронция соотношение, 87Sr /86Sr менее 0,708. 87Sr образуется при радиоактивном распаде 87Rb, а поскольку рубидий сконцентрирован в коре по сравнению с мантией, низкое соотношение предполагает его происхождение в мантии. Повышенное содержание натрия и кальция способствует кристаллизации роговой обманки, а не биотита. Граниты I-типа известны своим медно-порфировый депозиты.[22] Граниты I-типа орогенные (связанные с горообразованием) и обычно металлуминиевые.[9]

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 0,170, что указывает на коровое происхождение. Они также обычно содержат ксенолиты метаморфизованных осадочных пород и вмещающих банка руды. Их магмы богаты водой, и они легко затвердевают, когда вода выходит из магмы при более низком давлении, поэтому они реже выходят на поверхность, чем магмы гранитов I-типа, которые, таким образом, более распространены как вулканические породы (риолиты). .[22] Они также являются орогенными, но варьируются от металлических до высокоглиноземистых.[9]

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

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

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

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

Гранитизация

Старый и в значительной степени дисконтированный процесс гранитизации гласит, что гранит формируется на месте в результате экстремального метасоматоза, когда флюиды вводят элементы, например калий, и удаляют другие элементы, например кальций, для преобразования метаморфической породы в гранит. Это должно было произойти на фронте миграции.

После более чем 50-летних исследований становится ясно, что гранитные магмы отделились от своих источников и испытали фракционную кристаллизацию во время подъема к поверхности.[35] С другой стороны, гранитные расплавы можно производить на месте путем частичного плавления метаморфических пород путем извлечения подвижных элементов, таких как калий и кремний, в расплавы, но оставляя другие, такие как кальций и железо, в остатках гранулита. После плавления метаморфическая порода становится своего рода мигматитом, который состоит из лейкосомы и меланосомы.

В природе метаморфические породы могут подвергаться частичному плавлению, чтобы превратиться в мигматиты в результате перитектических реакций, а анатектические расплавы кристаллизоваться в виде лейкосом. Как только анатектические расплавы отделились от своих источников и сильно эволюционировали в результате фракционной кристаллизации во время подъема к поверхности, они стали магматическими расплавами и минералами гранитного состава.

После извлечения анатектических расплавов мигматиты становятся своего рода гранулитом. Во всех случаях частичное плавление твердых пород требует высоких температур, а также воды или других летучих веществ, которые действуют как катализатор, понижая температуру солидуса этих пород. Производство гранита на глубинах земной коры требует большого теплового потока, который не может быть обеспечен за счет производства тепла радиоактивными элементами в земной коре. Кроме того, для образования метаморфических пород гранулитовой фации в орогенах необходим высокий тепловой поток, что указывает на экстремальный метаморфизм при высоких температурных градиентах. Гранитизация на месте в результате экстремального метаморфизма возможна, если породы земной коры будут нагреваться астеносферной мантией в рифтовых орогенах, где утолщенная коллизией орогенная литосфера сначала истончается, а затем подвергается тектонизму растяжения для активного рифтогенеза.[36]

Восхождение и размещение

Гранитные магмы имеют плотность 2,4 мг / м3.3, намного меньше, чем 2,8 мг / м3 богатых метаморфических пород. Это дает им огромную плавучесть, так что подъем магмы неизбежен, как только накопится достаточно магмы. Однако вопрос о том, как именно такое большое количество магмы может оттолкнуть кантри-рок чтобы освободить место для себя ( проблема с комнатой) все еще остается предметом исследования.[37]

Считается, что важными являются два основных механизма:

Из этих двух механизмов диапиризм Стокса отдает предпочтение в течение многих лет в отсутствие разумной альтернативы. Основная идея состоит в том, что магма поднимется через кору как единая масса через плавучесть. Поднимаясь, он нагревает стены скалы, заставляя их вести себя как степенная жидкость и таким образом обтекают вторжение позволяя ему проходить без больших потерь тепла.[38] Это вполне возможно в тепле, пластичный нижняя кора, где породы легко деформируются, но сталкивается с проблемами в верхней коре, которая намного холоднее и хрупче. Породы там не деформируются так легко: для того, чтобы магма поднялась в виде диапира, она потратила бы слишком много энергии на нагрев пристеночных пород, охлаждая и затвердевая, прежде чем достичь более высоких уровней внутри земной коры.

Перелом распространение - это механизм, который предпочитают многие геологи, поскольку он в значительной степени устраняет основные проблемы, связанные с перемещением огромной массы магмы через холодную хрупкую кору. Вместо этого магма поднимается небольшими каналами по самораспространяющейся дамбы которые образуются вдоль новой или ранее существовавшей трещины или вина системы и сети активных зон сдвига.[39] Когда эти узкие каналы открываются, первая входящая магма затвердевает и обеспечивает форму изоляции для более поздней магмы.

Эти механизмы могут работать в тандеме. Например, диапиры могут продолжать подниматься через хрупкую верхнюю кору через остановка, где гранит раскалывает породы кровли, удаляя блоки вышележащей коры, которые затем опускаются на дно диапира, а магма поднимается, чтобы занять их место. Это может происходить как частичная остановка (остановка небольших блоков свода очага), как оседание котла (обрушение больших блоков свода очага), так и как оседание кровли (полное обрушение кровли неглубокого магматического очага, сопровождающееся оседанием. кальдера извержение.) Есть свидетельства оседания котла на горе. Вторжение Аскатни в восточном Вермонте.[40] Свидетельства о частичной остановке обнаруживаются во вторжениях, окаймленных магматическая брекчия содержащие фрагменты кантри-рока.[37]

Ассимиляция - это еще один механизм подъема, при котором гранит плавится в корке и таким образом удаляет покрывающий материал. Это ограничено количеством доступной тепловой энергии, которую необходимо восполнить за счет кристаллизации более высокоплавких минералов в магме. Таким образом, магма плавит породу земной коры на своей крыше и одновременно кристаллизуется в ее основании. Это приводит к устойчивому загрязнению коровым материалом по мере подъема магмы. Это может не быть очевидным в химии основных и второстепенных элементов, поскольку минералы, которые, скорее всего, кристаллизуются в основании камеры, - это те же самые минералы, которые кристаллизовались бы в любом случае, но ассимиляция коры обнаруживается по изотопным отношениям.[41] Потери тепла к вмещающей породе означают, что подъем за счет ассимиляции ограничен расстоянием, равным высоте магматического очага.[42]

Выветривание

Дальнейшая информация: Выветривание
Grus песок и гранитоид он получен из

Физическое выветривание происходит в больших масштабах в виде эксфолиация суставов, которые являются результатом расширения и разрушения гранита, когда давление снижается, когда вышележащий материал удаляется эрозией или другими процессами.

Химическое выветривание гранита возникает при разбавлении угольная кислота и другие кислоты, присутствующие в дождевых и почвенных водах, изменить полевой шпат в процессе, называемом гидролиз.[43][44] Как показано в следующей реакции, это приводит к образованию калиевого полевого шпата. каолинит, с ионами калия, бикарбонатом и кремнеземом в растворе в качестве побочных продуктов. Конечный продукт выветривания гранита - это grus, который часто сложен крупнозернистыми обломками раздробленного гранита.

2 КАЛСИ3О8 + 2 часа2CO3 + 9 часов2O → Al2Si2О5(ОЙ)4 + 4 часа4SiO4 + 2 тыс.+ + 2 HCO3−

Климатические колебания также влияют на скорость выветривания гранитов. Около двух тысяч лет рельефные гравюры на Игла Клеопатры обелиск пережил засушливые условия своего происхождения до того, как был перенесен в Лондон. За двести лет красный гранит там сильно испортился во влажном и загрязненном воздухе.[45]

Развитие почвы на граните отражает высокое содержание кварца в породе и нехватку доступных оснований, при этом статус основания почвы предрасполагает к закисление и оподзоление в прохладном влажном климате, поскольку устойчивый к погодным условиям кварц дает много песка.[46] Полевой шпат также медленно выветривается в прохладном климате, что позволяет песку преобладать в фракции мелкозема. В теплых влажных регионах выветривание полевого шпата, как описано выше, ускоряется, что позволяет значительно увеличить долю глины с Сесил почвенный ряд - яркий пример последовательного Ультисол отличная почвенная группа.[47]

Естественная радиация

Гранит - природный источник радиация, как и большинство натуральных камней.

Калий-40 это радиоактивный изотоп слабой эмиссии, и составляющая щелочной полевой шпат, который, в свою очередь, является обычным компонентом гранитных пород, более распространенным в щелочной полевой шпат гранит и сиениты.

Некоторые граниты содержат от 10 до 20 частей на миллион (ppm) из уран. Напротив, более мафические породы, такие как тоналит, габбро и диорит, содержат от 1 до 5 частей на миллион урана, и известняки и осадочный камни обычно имеют столь же низкие количества. Многие крупные гранитные плутоны являются источниками палеоканал -хостинг или рулон спереди месторождения урановой руды, где уран смывается в отложения с гранитных возвышенностей и связанных с ними, часто высокорадиоактивных пегматитов. Подвалы и подвалы, встроенные в грунт поверх гранита, могут стать ловушкой для радон газ[нужна цитата ] который образуется при распаде урана.[48] Газ радон представляет серьезную опасность для здоровья и является второй причиной рак легких в США за курением.[49]

Торий встречается во всех гранитах.[50] Конвей гранит был отмечен относительно высокой концентрацией тория 56 ± 6 частей на миллион.[51]

Есть некоторые опасения, что некоторые виды гранита, продаваемые в качестве столешниц или строительных материалов, могут быть опасными для здоровья.[52] Дэн Стек из Университета Сент-Джонс заявил[53]что примерно 5% всего гранита вызывает озабоченность, с оговоркой, что только крошечный процент из десятков тысяч типов гранитных плит был протестирован. В Интернете доступны различные ресурсы национальных геологоразведочных организаций, помогающие оценить факторы риска в гранитной стране и правила проектирования, касающиеся, в частности, предотвращения накопления радонового газа в закрытых подвалах и жилых домах.

Исследование гранитных столешниц было проведено (инициировано и оплачено Американским институтом мрамора) в ноябре 2008 года американской компанией National Health and Engineering Inc. В этом тесте все 39 полноразмерных гранитных плит, которые были измерены для исследования, показали уровни излучения значительно ниже стандартов безопасности Европейского Союза (раздел 4.1.1.1 Национального исследования в области здравоохранения и инженерии), а уровни эмиссии радона значительно ниже среднего. концентрации радона вне помещений в США.[54]

Промышленность

Карьер гранитного камня в г. Тайвассало, Финляндия

Гранит и родственные ему мраморная промышленность считаются одной из старейших отраслей в мире, существующей еще Древний Египет.[55]

Основными современными экспортерами гранита являются Китай, Индия, Италия, Бразилия, Канада, Германия, Швеция, Испания и США.[56]

Использует

Античность

Игла Клеопатры, Лондон

В Красная пирамида из Египет (около 2590 г. до н.э.), названный в честь светло-малинового оттенка открытых известняковых поверхностей, является третьим по величине из Египетские пирамиды. Пирамида Менкаура, вероятно датируемый 2510 г. до н.э., был построен из известняк и гранитные блоки. В Великая пирамида в Гизе (c. 2580 г. до н.э. ) содержит огромный гранит саркофаг вылеплен из "Красного" Асуан Гранит ». Наиболее разрушенный. Черная пирамида начиная с правления Аменемхат III когда-то был полированный гранит пирамидион или замковый камень, который сейчас выставлен в главном зале Египетский музей в Каир (видеть Дахшур ). Другое использование в Древний Египет включают столбцы, дверь перемычки, подоконники, косяки, и облицовка стен и пола.[57] Как Египтяне обработанный твердый гранит до сих пор остается предметом споров. Патрик Хант[58] постулировал, что египтяне использовали Эмери, у которого больше твердость на Шкала Мооса.

Раджараджа Чола I из династии Чола в Южной Индии построил первый в мире храм полностью из гранита в 11 веке нашей эры в Танджор, Индия. В Храм Брихадисварар 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.[59]

Имперский римский гранит добывался в основном в Египте, а также в Турции и на островах Эльба и Giglio. Гранит стал «неотъемлемой частью римского языка монументальной архитектуры».[60] 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 цементирование, гранит с возрастом твердеет. Технология, необходимая для изготовления закаленная сталь долота были в значительной степени забыты в средние века. В результате средневековые каменщики были вынуждены использовать пилы или наждак, чтобы укорачивать древние колонны или врубать их в диски. Джорджио Вазари В XVI веке отмечалось, что гранит в карьерах «намного мягче и легче в обработке, чем после того, как он лежал обнаженным», в то время как древним колоннам из-за их «твердости и прочности нечего бояться огня или меча, а также самого времени, которое движет все, чтобы разрушить, не только не уничтожило их, но даже не изменило их цвет ».[60]

Современное

Скульптура и мемориалы

Различные граниты (граненые и полированные поверхности)

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

Ключевым прорывом стало изобретение парового режущего и правочного инструмента Александром Макдональдом из Абердин, вдохновленный древнеегипетской резьбой по граниту. В 1832 году первое полированное надгробие из абердинского гранита, установленное на английском кладбище, было установлено на Кенсал-Грин кладбище. Это вызвало сенсацию в лондонской монументальной торговле, и в течение нескольких лет весь заказанный полированный гранит поступал из MacDonald's.[61] В результате работы скульптора Уильяма Лесли, а затем и Сидни Филда, гранитные мемориалы стали основным символом статуса в викторианской Британии. Королевский саркофаг в Frogmore был, вероятно, вершиной его работы, а при весе 30 тонн - одним из самых больших. Только в 1880-е годы конкурирующие машины и заводы могли конкурировать с заводами Макдональда.

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

Камень, известный как «черный гранит», обычно габбро, который имеет совершенно другой химический состав.[62]

Здания

Гранит широко использовался в качестве размерный камень и в качестве напольной плитки в общественных и коммерческих зданиях и памятниках. Абердин в Шотландии, который построен в основном из местного гранита, известен как «Гранитный город». Из-за обилия Новая Англия, здесь обычно строили фундаменты домов из гранита. В Гранитная железная дорога, Первая железная дорога в Америке, была построена для перевозки гранита из карьеров в Куинси, Массачусетс, в Река Непонсет в 1820-е гг.

Инженерное дело

Инженеры традиционно использовали полированный гранит поверхностные плиты создать самолет для справки, поскольку они относительно непроницаемы, негибки и сохраняют хорошую стабильность размеров. Пескоструйная обработка конкретный с тяжелым совокупность содержимое имеет внешний вид, похожий на грубый гранит, и часто используется в качестве замены, когда использование настоящего гранита нецелесообразно. Гранитные столы широко используются в качестве оснований или даже в качестве всей конструкции оптических инструментов, КИМ, и высокоточные станки с ЧПУ благодаря жесткости гранита, высокой стабильности размеров и отличным характеристикам вибрации. Самое необычное использование гранита было в качестве материала дорожек Гранитный трамвай Хайтор, Девон, Англия, в 1820 году. Гранитный блок обычно перерабатывают в плиты, которые можно разрезать и формировать с помощью центр резки. В военной инженерии Финляндия насадила гранитные валуны вдоль своей территории. Линия Маннергейма чтобы заблокировать вторжение российских танков в зимнюю войну 1940 года.

Другое использование

Вьющийся камни традиционно изготавливаются из гранита Ailsa Craig. Первые камни были изготовлены в 1750-х годах, первоисточник Эйлса Крейг в Шотландия. Из-за редкости этого гранита лучшие камни могут стоить до 1500 долларов США. От 60 до 70 процентов камней, используемых сегодня, сделаны из гранита Айлса Крейг, хотя сейчас остров является заповедником и до сих пор используется для добычи гранита Айлса по лицензии. Kays of Scotland для камней для завивки.[63]

Альпинизм

Гранит - одна из самых ценимых альпинистов скал за крутизну, прочность, систему трещин и трение. Известные места для восхождения на гранит включают Йосемитская долина, то Bugaboos, то Монблан массив (и пики, такие как Aiguille du Dru, то Морнские горы, то Адамелло-Пресанелла Альпы, то Aiguille du Midi и Grandes Jorasses ), Брегалья, Корсика, части Каракорум (особенно Транго Тауэрс ), массив Фицрой, Патагония, Баффинова остров, Огаваяма, то Корнуоллское побережье, то Cairngorms, Гора Сахарная голова в Рио-де-Жанейро, Бразилия, и Ставамус вождь, Британская Колумбия, Канада.

Гранит альпинизм настолько популярен, что многие искусственные камни стены для скалолазания В тренажерных залах и тематических парках они созданы, чтобы выглядеть и чувствовать себя как гранит.

Смотрите также

Рекомендации

Примечания
  1. ^ Рид, Х. Х. (январь 1943 г.). «Размышления о граните: Часть первая». Труды ассоциации геологов. 54 (2): 64–85. Дои:10.1016 / S0016-7878 (43) 80008-0.
  2. ^ «Гранитоиды - гранит и родственные породы гранодиорит, диорит и тоналит». Geology.about.com. 2010-02-06. Получено 2010-05-09.
  3. ^ Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические. (2-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен. п. 45. ISBN  0-7167-2438-3.
  4. ^ Le Bas, M. J .; Streckeisen, A. L. (1991). «Систематика IUGS магматических пород». Журнал геологического общества. 148 (5): 825–833. Bibcode:1991JGSoc.148..825L. CiteSeerX  10.1.1.692.4446. Дои:10.1144 / gsjgs.148.5.0825. S2CID  28548230.
  5. ^ а б «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» (PDF). Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород. 1: 1–52. 1999.
  6. ^ а б Philpotts, Anthony R .; Агу, Джей Дж. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 139–143. ISBN  9780521880060.
  7. ^ Барбарин, Бернар (1 апреля 1996 г.). «Генезис двух основных типов высокоглиноземистых гранитоидов». Геология. 24 (4): 295–298. Bibcode:1996Гео .... 24..295B. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <0295: GOTTMT> 2.3.CO; 2.
  8. ^ Вашингтон, Генри С. (1921). «Граниты Вашингтона, округ Колумбия». Журнал Вашингтонской академии наук. 11 (19): v459–470. JSTOR  24532555.
  9. ^ а б c d Блатт и Трейси 1996, п. 185.
  10. ^ «Типы горных пород и удельный вес». EduMine. Архивировано из оригинал на 2017-08-31. Получено 2017-08-27.
  11. ^ Кумагаи, Наоичи; Садао Сасадзима; Хидебуми Ито (1978). «Долговременная ползучесть горных пород: результаты с крупными образцами, полученными примерно за 20 лет, и с небольшими образцами примерно за 3 года». Журнал Общества материаловедения (Япония). 27 (293): 157–161. Дои:10.2472 / jsms.27.155.
  12. ^ Ларсен, Эспер С. (1929). «Температуры магм». Американский минералог. 14: 81–94.
  13. ^ Холланд, Тим; Пауэлл, Роджер (2001). «Расчет фазовых соотношений с участием гаплогранитных расплавов с использованием внутренне согласованного набора термодинамических данных». Журнал петрологии. 42 (4): 673–683. Bibcode:2001JPet ... 42..673H. Дои:10.1093 / петрология / 42.4.673.
  14. ^ Блатт и Трейси 1996, стр.66.
  15. ^ Haldar, S.K .; Тишляр, Дж. (2014). Введение в минералогию и петрологию. Эльзевир. п. 116. ISBN  978-0-12-408133-8.
  16. ^ Сингх, Г. (2009). Науки о Земле сегодня. Издательство Discovery. ISBN  9788183564380.
  17. ^ Твидейл, К. Р. (1982). Гранитные формы рельефа. Амстердам: научный паб Elsevier. Co. ISBN  0444421165. Получено 10 октября 2020.
  18. ^ Philpotts & Ague 2009 С. 15-16.
  19. ^ Кастро, Антонио (январь 2014 г.). «Внекоровое происхождение гранитных батолитов». Границы геонаук. 5 (1): 63–75. Дои:10.1016 / j.gsf.2013.06.006.
  20. ^ Блатт и Трейси 1996, п. 128.
  21. ^ Блатт и Трейси 1996, п. 172.
  22. ^ а б c d е ж Philpotts & Ague 2009, п. 378.
  23. ^ Бейкер, П. Э. (февраль 1968 г.). «Сравнительная вулканология и петрология атлантических островных дуг». Бюллетень Volcanologique. 32 (1): 189–206. Bibcode:1968БОбъем ... 32..189Б. Дои:10.1007 / BF02596591. S2CID  128993656.
  24. ^ Chappell, B.W .; Уайт, А. Дж. Р. (2001). «Два противоположных типа гранита: 25 лет спустя». Австралийский журнал наук о Земле. 48 (4): 489–499. Bibcode:2001AuJES..48..489C. Дои:10.1046 / j.1440-0952.2001.00882.x. S2CID  33503865.
  25. ^ Зима, Джон Д. (2014). Принципы магматической и метаморфической петрологии (Второй; новое международное издание Пирсона). Харлоу. п. 381. ISBN  9781292021539.
  26. ^ Philpotts & Ague 2009, п. 148.
  27. ^ Блатт и Трейси 1996 С. 203-206.
  28. ^ Whalen, Joseph B .; Currie, Kenneth L .; Чаппелл, Брюс В. (апрель 1987 г.). «Граниты А-типа: геохимическая характеристика, дискриминация и петрогенезис». Вклад в минералогию и петрологию. 95 (4): 407–419. Bibcode:1987CoMP ... 95..407Вт. Дои:10.1007 / BF00402202. S2CID  128541930.
  29. ^ Коттл, Джон М .; Купер, Алан Ф. (июнь 2006 г.). «Геология, геохимия и геохронология гранита A-типа в районе ледника Мюлок, юг Земли Виктории, Антарктида». Новозеландский журнал геологии и геофизики. 49 (2): 191–202. Дои:10.1080/00288306.2006.9515159. S2CID  128395509.
  30. ^ Бранни, М. Дж .; Bonnichsen, B .; Эндрюс, Г. Д. М .; Ellis, B .; Barry, T. L .; Маккарри, М. (январь 2008 г.). "'Вулканизм типа Снейк-Ривер (SR) на следе горячей точки Йеллоустоуна: отличительные продукты от необычных высокотемпературных кремнистых суперизвержений ». Вестник вулканологии. 70 (3): 293–314. Дои:10.1007 / s00445-007-0140-7. S2CID  128878481.
  31. ^ Уэлен, Дж. Б. (1 августа 1985 г.). "Геохимия плутонической свиты островной дуги: интрузивный комплекс Уасилау-Яу-Яу, Новая Британия, П.Н.Г.". Журнал петрологии. 26 (3): 603–632. Bibcode:1985JPet ... 26..603W. Дои:10.1093 / петрология / 26.3.603.
  32. ^ Сайто, Сатоши; Арима, Макото; Накадзима, Такаши; Кимура, Джун-Ичи (2004). «Петрогенезис гранитных интрузий Асигава и Тоноги, южная часть миоценового гранитного комплекса Кофу, центральная Япония: граниты M-типа в зоне коллизии дуги Идзу». Журнал минералогических и петрологических наук. 99 (3): 104–117. Bibcode:2004JMPeS..99..104S. Дои:10.2465 / jmps.99.104.
  33. ^ Castro, A .; Морено-Вентас, И .; де ла Роса, J.D. (октябрь 1991 г.). «Гранитоиды Н-типа (гибридные): предлагаемый пересмотр классификации и номенклатуры типов гранитов». Обзоры наук о Земле. 31 (3–4): 237–253. Bibcode:1991ESRv ... 31..237C. Дои:10.1016 / 0012-8252 (91) 90020-Г.
  34. ^ Philpotts & Ague 2009 С. 104-105.
  35. ^ Philpotts & Ague 2009, п. 511.
  36. ^ Zheng, Y.-F .; Чен, Р.-Х. (2017). «Региональный метаморфизм в экстремальных условиях: последствия для орогенеза на краях конвергентных плит». Журнал азиатских наук о Земле. 145: 46–73. Bibcode:2017JAESc.145 ... 46Z. Дои:10.1016 / j.jseaes.2017.03.009.
  37. ^ а б Philpotts & Ague 2009, п. 80.
  38. ^ Weinberg, R. F .; Подладчиков, Ю. (1994). «Диапировое восхождение магм через кору и мантию по степенному закону». Журнал геофизических исследований. 99 (В5): 9543. Bibcode:1994JGR .... 99.9543 Вт. Дои:10.1029 / 93JB03461. S2CID  19470906.
  39. ^ Клеменс, Джон (1998). «Наблюдения за происхождением и механизмами подъема гранитных магм». Журнал Лондонского геологического общества. 155 (Часть 5): 843–51. Bibcode:1998JGSoc.155..843C. Дои:10.1144 / gsjgs.155.5.0843. S2CID  129958999.
  40. ^ Блатт и Трейси 1996, стр. 21-22.
  41. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 347-350.
  42. ^ Oxburgh, E. R .; Макрей, Тесса (27 апреля 1984 г.). «Физические ограничения на загрязнение магмы в континентальной коре: пример, комплекс Адамелло». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия A, Математические и физические науки. 310 (1514): 457–472. Bibcode:1984RSPTA.310..457O. Дои:10.1098 / рста.1984.0004. S2CID  120776326.
  43. ^ "Гранит [Выветривание]". Университетский колледж Лондона. Архивировано из оригинал 15 октября 2014 г.. Получено 10 июля 2014.
  44. ^ "Гидролиз". Геологическое общество Лондона. Получено 10 июля 2014.
  45. ^ Марш, Уильям М .; Кауфман, Мартин М. (2012). Физическая география: великие системы и глобальная среда. Издательство Кембриджского университета. п. 510. ISBN  9781107376649.
  46. ^ http://luitool.soilweb.ca/podzols/Land Воздействие использования на качество почвы
  47. ^ https://www.soils4teachers.org/files/s4t/k12outreach/nc-state-soil-booklet.pdf Сесил - Земля штата Северная Каролина
  48. ^ «Серия распада урана». Архивировано из оригинал 9 марта 2012 г.. Получено 2008-10-19.
  49. ^ «Радон и рак: вопросы и ответы». Национальный институт рака. Получено 2008-10-19.
  50. ^ Хабберт, М. Кинг (8 марта 1956 г.) Ядерная энергия и ископаемое топливо. Конференция Американского института нефти. Энергетический бюллетень.
  51. ^ Adams, J. A .; Kline, M. C .; Richardson, K. A .; Роджерс, Дж. Дж. (1962). "Гранит Конвея из Нью-Гэмпшира как основной источник низкосортного тория". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 48 (11): 1898–905. Bibcode:1962ПНАС ... 48.1898А. Дои:10.1073 / пнас.48.11.1898. ЧВК  221093. PMID  16591014.
  52. ^ «Гранитные столешницы и радиация». Агентство по охране окружающей среды США. 4 мая 2015. Получено 7 января 2020.
  53. ^ Стек, Дэниел Дж. (2009). «До- и постмаркетинговые измерения гамма-излучения и излучения радона из большого образца декоративных гранитов» (PDF). Девятнадцатый международный симпозиум по радону. С. 28–51.
  54. ^ Столешницы из натурального камня и радон - Гигиена окружающей среды и инженерия - Оценка воздействия радона и излучения от гранитных столешниц.
  55. ^ Нельсон Л. Немеров (27 января 2009 г.). Экологическая инженерия: гигиена окружающей среды и безопасность для муниципальной инфраструктуры, землепользования и планирования, а также промышленности. Джон Вили и сыновья. п. 40. ISBN  978-0-470-08305-5.
  56. ^ Пармод Александр (15 января 2009 г.). Справочник минералов, кристаллов, горных пород и руд. Издательство Новой Индии. п. 585. ISBN  978-81-907237-8-7.
  57. ^ Джеймс А. Харрелл. «Декоративные камни в доосманских исламских зданиях в Каире, Египет». Получено 2008-01-06.
  58. ^ «Египетский гений: работа с камнем на вечность». Архивировано из оригинал на 2007-10-14. Получено 2008-01-06.
  59. ^ Хайцман, Джеймс (1991). «Ритуальная политика и экономика: транзакционная сеть императорского храма в средневековой Южной Индии». Журнал экономической и социальной истории Востока. БРИЛЛ. 34 (1/2): 23–54. Дои:10.1163 / 156852091x00157. JSTOR  3632277.
  60. ^ а б Уотерс, Майкл (2016). «Возрождение античности с помощью гранита: Сполия и развитие архитектуры римского Возрождения». Архитектурная история. 59: 149–179. Дои:10.1017 / arh.2016.5.
  61. ^ Информационный бюллетень "Друзья Вест-Норвудского кладбища" 71 Александр Макдональд (1794–1860) - каменщик,
  62. ^ «Черный гранит и черный мрамор». Торговая брошюра. Graniteland.com. Получено 21 мая 2014.
  63. ^ Плотва, Джон (27 октября 2004 г.). "National Geographic News - тупики возвращаются на шотландский остров, известный своими камнями для керлинга". National Geographic News.

дальнейшее чтение

  • Бласик, Мирослава; Ханика, Богдашка, ред. (2012). Гранит: возникновение, минералогия и происхождение. Hauppauge, Нью-Йорк: Nova Science. ISBN  978-1-62081-566-3.
  • Твидейл, Чарльз Роуленд (2005). Формы рельефа и геология гранитных территорий. Лейден, Нидерланды: 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