stringtranslate.com

Гранит

Гранит ( / ˈ ɡ r æ n ɪ t / ) — 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.

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 выделенным гранитным полем
Минеральный комплекс магматических пород

Слово «гранит» происходит от латинского granum , «зерно», что означает крупнозернистую структуру такой полностью кристаллической породы. [1] Гранитные породы в основном состоят из минералов полевого шпата , кварца , слюды и амфиболов , которые образуют переплетенную, 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. Петрографические исследования необходимы 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 . 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% 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 недостаточно алюминия 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 (от 165 до 172 фунтов/куб футов), [10] его прочность на сжатие обычно превышает 200 МПа (29 000 фунтов на квадратный дюйм), а его 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]

Среднезернистый аналог гранита – микрогранит . [15] Экструзивным магматическим эквивалентом гранита является риолит . [16]

Вхождение

Cheesewring , гранитная вершина в Англии .
Гранитная вершина в Хуаншане , Китай.
Розовый гранит в Хилтабе , Южная Австралия (часть свиты Хилтаба )
Гранит с кварцевыми жилами на скале Грос-ла-Тет, остров Арид , Сейшельские острова.

Гранитная порода широко распространена по всей континентальной коре . [17] Большая часть его была захвачена в докембрийскую эпоху; 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 рядом холмов, образованных метаморфическим ореолом или роговиками . Гранит часто встречается в виде сравнительно небольших, менее 100 км 2 штоков ( штоков ) и в батолитах , часто связанных 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 щелочного полевого шпата и кварца в граните.

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, состоящие из этих типов пород, простираются по всей длине дуги. Нет никаких указаний на магматические очаги, где 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, метамагматических или метаосадочных пород.

Граниты I-типа характеризуются высоким содержанием натрия и кальция, соотношением изотопов стронция 87 Sr/ 86 Sr менее 0,708. 87 Sr образуется в результате радиоактивного распада 87 Rb, и, поскольку рубидий сконцентрирован в коре по сравнению с мантией, низкое соотношение предполагает происхождение из мантии. 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 вместо роговой обманки они содержат такие слюды , 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 характеризуются своеобразным минералогическим и геохимическим составом, с особенно высоким содержанием кремния и калия за счет кальция и магния [27] и высоким содержанием катионов с высокой напряженностью поля (катионов с малым радиусом и высоким электрическим зарядом, таких как цирконий) . , ниобий , тантал и редкоземельные элементы .) [28] Они не являются орогенными, а образуются вместо этого над горячими точками и континентальными рифтингами, а также от металлоалюминиевых до умеренно щелочных и богаты железом. [26] Эти граниты производятся 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 в 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 основными 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, которая начала 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, достаточно ли утолщение земной коры в орогенах (горных поясах вдоль сходящихся границ ) 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 , что намного меньше, чем 2,8 Мг/м 3 высокометаморфических пород. Это придает им огромную плавучесть, так что подъем магмы неизбежен, как только накопится достаточно 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:

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 форму изоляции 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 как в виде частичной остановки (остановка небольших блоков кровли очага), так и в виде 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] Свидетельства 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 горные породы земной коры 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

Песчаный песок и гранитоид, из которого он произошел.

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.

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» пережили засушливые условия своего происхождения до 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 основания 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, что позволяет 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 месторождений урановых руд, расположенных в палеоканалах или валковых фронтах , где уран вымывается в отложения с гранитных возвышенностей и связанных с ними, часто высокорадиоактивных пегматитов.

Подвалы и подвалы , построенные в почве над гранитом , могут стать ловушкой для газа радона , образующегося 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-Джонс 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

Гранитный карьер в Тайвассало , Финляндия.

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

Игла Клеопатры, Лондон.

Красная пирамида Египта ( ок.  2590 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 в Корее — буддийская святыня и часть храмового комплекса Пульгукса . Построенный в 774 году нашей эры, это искусственный грот, полностью построенный из гранита. Главный Будда грота является высоко ценимым произведением буддийского искусства , [65] и вместе с храмовым комплексом, к которому он принадлежит, Соккурам был добавлен 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

Граниты (ограненные и полированные поверхности)

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 резать только ручными инструментами, что обычно давало плохие результаты.

Ключевым прорывом стало изобретение Александром Макдональдом из Абердина паровых инструментов для резки и правки , вдохновленным видом резьбы по древнему египетскому 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 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. Оставив 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

Гранитный замок Ауланко в Хямеэнлинне , Финляндия.

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. Бетон , подвергшийся пескоструйной обработке, 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 Хайтор 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 военной технике Финляндия установила гранитные валуны вдоль своей линии Маннергейма, чтобы заблокировать вторжение русских танков во время Зимней войны 1939–40 годов. [74]

Мощение

В качестве материала для дорожного покрытия используется гранит . 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

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. Хотя остров в настоящее время является заповедником дикой природы, компания Kays of Scotland по лицензии до сих пор добывает гранит Ailsa 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 вождь Ставамус , Британская Колумбия, Канада.

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

Цитаты
  1. ^ Рид, HH (январь 1943 г.). «Размышления на 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». Геология.about.com. 6 февраля 2010 г. Проверено 9 мая 2010 г.
  3. ^ 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.
  4. ^ 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. 
  5. ^ ab «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические породы» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 :1–52. 1999.
  6. ^ аб 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.
  7. ↑ 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.
  8. ^ Вашингтон, Генри С. (1921). «Граниты Вашингтона, округ Колумбия». Журнал Вашингтонской академии наук . 11 (19): ст. 459–470. JSTOR  24532555.
  9. ^ Харви Блатт; Роберт Дж. Трейси (1997). Петрология (2-е изд.). Нью-Йорк: Фриман. п. 66. ISBN 0-7167-2438-3.|p=185.
  10. ^ «Типы горных пород и удельный вес». ЭдуМайн . Архивировано из оригинала 31 августа 2017 г. Проверено 27 августа 2017 г.
  11. ^ 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 .
  12. ^ Ларсен, Эспер С. (1929). «Температура магмы». Американский минералог . 14 : 81–94.
  13. ^ Холланд, Тим; Пауэлл, Роджер (2001). «Расчет фазовых отношений с участием гаплогранитных расплавов с использованием внутренне согласованного набора термодинамических данных». Журнал петрологии . 42 (4): 673–683. Бибкод : 2001JPet...42..673H. дои : 10.1093/петрология/42.4.673 .
  14. ^ Блатт и Трейси 1996, стр.66.
  15. ^ "Микрогранит". OpenLearn . Открытый университет . Проверено 28 декабря 2021 г.
  16. ^ Халдар, СК; Тишляр, Дж. (2014). Введение в минералогию и петрологию . Эльзевир. п. 116. ИСБН 978-0-12-408133-8.
  17. ^ Сингх, Г. (2009). Наука о Земле сегодня. Издательство Дискавери. ISBN 9788183564380.
  18. ^ Твидейл, ЧР (1982). Гранитные формы рельефа. Амстердам: Научный паб Elsevier. ISBN компании 0444421165. Проверено 10 октября 2020 г.
  19. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 15–16.
  20. ^ Кастро, Антонио (январь 2014 г.). «Внекоровое происхождение гранитных батолитов». Геонаучные границы . 5 (1): 63–75. дои : 10.1016/j.gsf.2013.06.006 .
  21. ^ Блатт и Трейси 1996, стр. 128.
  22. ^ Блатт и Трейси 1996, стр. 172.
  23. ^ abcdef Philpotts & Ague 2009, стр. 378.
  24. ^ 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.
  25. ^ Чаппелл, BW; Уайт, AJR (2001). «Два контрастных типа гранита: 25 лет спустя». Австралийский журнал наук о Земле . 48 (4): 489–499. Бибкод : 2001AuJES..48..489C. дои : 10.1046/j.1440-0952.2001.00882.x. S2CID  33503865.
  26. ^ abc Blatt & Tracy 1996, стр. 185.
  27. ^ Зима, Джон Д. (2014). Принципы магматической и метаморфической петрологии (Второе; новое международное издание Пирсона). Харлоу. п. 381. ИСБН 9781292021539.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  28. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 148.
  29. ^ Блатт и Трейси 1996, стр. 203–206.
  30. ^ Уэлен, Джозеф Б.; Карри, Кеннет Л.; Чаппелл, Брюс В. (апрель 1987 г.). «Граниты типа А: геохимические характеристики, дискриминация и петрогенез». Вклад в минералогию и петрологию . 95 (4): 407–419. Бибкод : 1987CoMP...95..407W. дои : 10.1007/BF00402202. S2CID  128541930.
  31. ^ 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.
  32. ^ Бранни, MJ; Боннихсен, Б.; Эндрюс, GDM; Эллис, Б.; Барри, ТЛ; МакКарри, М. (январь 2008 г.). "Вулканизм типа «Снейк-Ривер (SR)» на трассе горячей точки Йеллоустоуна: характерные продукты необычных высокотемпературных кислых суперизвержений». Бюллетень вулканологии . 70 (3): 293–314. doi : 10.1007/s00445-007 -0140-7.S2CID 128878481  .
  33. ↑ Уэлен, JB (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. doi : 10.1093/petrology/26.3.603.
  34. ^ 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 .
  35. ^ 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.
  36. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 104–105.
  37. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 511.
  38. ^ МакБирни, Александр Р. (1984). Магматическая петрология . Сан-Франциско, Калифорния: Фриман, Купер. стр. 379–380. ISBN 0877353239.
  39. ^ МакБирни 1984, стр. 379–380.
  40. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 44.
  41. ^ 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. doi :10.2113/gselements.7.4.235.
  42. ^ 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 .
  43. ^ ab Philpotts & Ague 2009, стр. 80.
  44. ^ 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.
  45. ^ Клеменс, Джон (1998). «Наблюдения за происхождением и механизмами 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.
  46. ^ Блатт и Трейси 1996, стр. 21–22.
  47. ^ Philpotts & Ague 2009, стр. 347–350.
  48. ^ 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.
  49. ^ "Гранит [Выветривание]" . Университетский колледж Лондона . Архивировано из оригинала 15 октября 2014 года . Проверено 10 июля 2014 г.
  50. ^ «Гидролиз». Геологическое общество Лондона . Проверено 10 июля 2014 г.
  51. ^ Марш, Уильям М.; Кауфман, Мартин М. (2012). Физическая география: великие системы и глобальная среда . Издательство Кембриджского университета. п. 510. ИСБН 9781107376649.
  52. ^ «Воздействие землепользования». Влияние землепользования на качество почвы . Проверено 23 марта 2022 г.
  53. ^ «Сесил - Почва штата Северная Каролина» (PDF) . Общество почвоведения Америки . Проверено 23 марта 2022 г.
  54. ^ "Серия распада урана". Архивировано из оригинала 9 марта 2012 года . Проверено 19 октября 2008 г.
  55. ^ «Радон и рак: вопросы и ответы». Национальный институт рака . Проверено 19 октября 2008 г.
  56. ^ 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.
  57. ^ 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. 
  58. ^ «Гранитные столешницы и радиация». Агентство по охране окружающей среды США. 4 мая 2015 года . Проверено 7 января 2020 г.
  59. ^ 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.
  60. ^ 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 )
  61. ↑ Нельсон Л. Немеров (27 января 2009 г.). Экологическая инженерия: экологическое здоровье и безопасность для муниципальной инфраструктуры, землепользования и планирования, а также промышленности. Джон Уайли и сыновья. п. 40. ISBN 978-0-470-08305-5.
  62. ↑ Пармод Александр (15 января 2009 г.). Справочник минералов, кристаллов, горных пород и руд. Издательство Новой Индии. п. 585. ИСБН 978-81-907237-8-7.
  63. ^ Джеймс А. Харрелл. «Декоративные камни в доосманских исламских постройках Каира, Египет» . Проверено 6 января 2008 г.
  64. ^ «Египетский гений: обработка камня навечно» . Архивировано из оригинала 14 октября 2007 г. Проверено 6 января 2008 г.
  65. ^ Скульптуры Объединенной Силлы: 통일신라의 조각. 국립중앙박물관. 8 июля 2015 г. ISBN 9788981641306.
  66. ^ "Грот Соккурам [Всемирное наследие ЮНЕСКО] (경주 석굴암)" .
  67. ^ 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.
  68. ^ Аб 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 .
  69. ^ Информационный бюллетень «Друзья кладбища Вест-Норвуд» 71 Александр Макдональд (1794–1860) - каменщик,
  70. ^ "Габбро". Геология.com . Проверено 25 января 2022 г.
  71. ^ Брейли, AW (1913). История гранитной промышленности Новой Англии (изд. 2018 г.). Франклин Классика. ISBN 0342278657. Проверено 3 декабря 2020 г.
  72. ^ Юанс, MC (1966). Гранитный трамвай Хайтор и канал Стовер . Ньютон Эббот: Дэвид и Чарльз.
  73. ^ 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.
  74. ^ Черсикла, Рик (январь – март 2017 г.). «Что могут сделать свободные люди: Зимняя война, использование отсрочки и уроки для 21 века» (PDF) . Пехота : 63 . Проверено 3 декабря 2020 г.
  75. ^ "Технические характеристики улиц Сиднея" . Ноябрь 2020 года . Проверено 25 января 2022 г.
  76. ↑ 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.
  77. ^ Грин, Стюарт. «3 типа скал для скалолазания: гранит, песчаник и известняк: геология скалолазания». Liveabout.dotcom . Дотдаш . Проверено 3 декабря 2020 г.
  78. ↑ Де Маттео, Джованна (12 сентября 2020 г.). «Леопольдина и Тереза ​​​​Кристина: нарисуйте то, что говорят как «mães do Brasil»» (на португальском языке) . Проверено 29 декабря 2022 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с гранитом.