Состояние гранита. Может ли мрамор плавиться? Что делают из гранита

С древних времен человечеству были известны полезные свойства . Этот камень поражал своей структурой, плотностью, высокими эксплуатационными характеристиками. Натуральный гранит считается самой распространенной породой на Земле. Обусловлено это не только уникальными внешними, но и внутренними характеристиками.

Природный цвет гранита представлен серым, розовым, черным, красным, зеленым и даже лиловым оттенками. Агрегатное состояние - твердое. Своим происхождением камень обязан вулканическим процессам, представляет собой кристаллизованные в магме минералы. Относительно его природы нет единого мнения, породе приписывают метаморфическое, магматическое и даже смешанное происхождение.

Химический состав

Уникальные свойства гранита и его внешние характеристики позволяют применять камень в различных сферах деятельности, главным образом, в строительстве.

Полное описание гранита содержится во многих специализированных книгах. Кислая магматическая структура горной породы имеет зернистый вид. В большей степени порода гранит состоит из полевых шпатов, кварца, слюды. Его формула - CaCO3.

Свойства гранита, его цвет обусловлены количеством шпата и кварца. Какого цвета бывает порода? Распространенными оттенками выступают светло-серый, розовый, желтый, красный, зеленый. Прозрачные вкрапления кварца придают породе твердость, стекловидность. В природе встречаются редкие сорта с голубыми вкраплениями. Они влияют на общий оттенок камня, делают его неповторимым.

Кристаллическая структура камня гранита подразделяется на:

• мелкозернистую - размеры зерен менее 5 мм;
• среднезернистую - до 1 см;
• крупнозернистую - от 1 см.

Большая часть гранитных компонентов отличается пестрым окрасом. Найти идентичные оттенки в природе практически невозможно, их просто нет. От месторождения, зависят его внешние черты. Так, карельский камень красного цвета, в Швеции есть редкая аметистовая разновидность.

Физико-химический свойства

Физические свойства гранита поражают. Камень отличается высокой теплопроводностью, морозостойкостью, малым водопоглощением. Такие свойства, как прочность гранита и его плотность, зависят от твердости минералов и вкраплений, входящих в состав породы.

К основным свойствам гранита относят:

• устойчивость к воздействию окружающих факторов;
• температуру плавления - 1215-1260 градусов по Цельсию;
• высокую плотность и удельный вес гранита - в среднем 3,7 гр/см3 и 2600 килограммов на куб. метр соответственно;
• впечатляющую прочность на сжатие - 550 кг/см2 в водонасыщенном состоянии и 604 кг/см2 в сухом;
• очень низкое водопоглощение - 0,2%;
• твердость гранита согласно таблице Мооса - 6-7;
• ничтожно малый коэффициент истираемости - менее 0,2 гр/см2;

Сколько весит порода, что влияет на данный показатель? Куб камня в среднем весит 2600 кг, как уже говорилось. Но эта цифра зависит от минерального и не является единственно возможной. Так же, как нельзя сказать, какова плотность гранита из разных месторождений. Истинная плотность зависит от пористости породы и ее компонентов.

Итак, характеристики гранита напрямую зависят от его пористости. Для натуральной породы это весьма важный показатель. От данного свойства камня зависит качество облицовки, водопоглощение, морозоустойчивость, стойкость перед неблагоприятным воздействием кислот. Представленные признаки отвечают за эксплуатационные характеристики и долговечность материала. Чем выше пористость породы, тем ниже его масса и прочность.

Декоративные качества гранитной плитки также напрямую зависят от представленного показателя. Чем выше пористость, тем легче происходит . Но при этом значительно ухудшаются свойства .

Объемный вес гранита, а именно щебня, зависит от размера фракции и составляет около 1500 кг на кубометр.

Особое внимание уделяется показателю теплоемкости. Удельная теплоемкость составляет 0,75 Дж/(кг×К). Это то количество теплоты, передача которого повысит температуру единичной массы камня на единицу.

Другой популярный материал, уже искусственного происхождения, который имеет близкие к граниту твердость, плотность и теплопроводность, - керамогранит. Его использование в строительстве сейчас очень распространено, тем более, что стоит он дешевле натурального камня.

Гранитом называется наиболее часто встречающаяся в земной коре магматическая интрузивная горная порода. В состав гранита входят различные элементы, отвечающие за различные характеристики камня, такие, как цвет, структура, прочность и многие другие. Благодаря этому, гранит считается полиминеральной горной породой, т.е. образованной несколькими составляющими.

Состав гранита

Природный гранит в связи с достаточно большим количеством в составе оксида кремния (SiO 2) считается кислой породой. Также в камне присутствует щелочь, магний, железо и кальций.

Однако, одними из главных структурных составляющих гранита считаются полевой шпат и кварц. Именно наличие в камне кварца определяет его зернистую структуру, благодаря которой гранит и получил свое название (в переводе с латинского granum - «зерно»). В зависимости от размера зерен, в мире граниты подразделяются на:

• мелкозернистые, имеющие максимальный размер зерна в 2 мм. Данная разновидность камня признана наиболее качественной благодаря своим определенным характеристикам.
• среднезернистые, размер зерна которых колеблется в пределах от 2 мм до 10 мм;
• крупнозернистые, имеющие зерна размером выше 10 мм. Крупное зерно негативно влияет на качество гранита, поскольку в связи с этим он плохо переносит сильное повышение температур, в результате чего способен увеличиваться в объеме и трескаться.

Как правило, количество кварца в породе достигает 30% от ее общего объема. Стоит сказать, что кварц представляет собой высокотвердый минерал, участвующий в образовании достаточно большого количества магматических пород. Кварц является бесцветным элементом, однако в качестве горной породы, входящей в состав гранита, он может быть разного окраса - желтого, розового, красного, фиолетового и др.

Шпат, присутствующий наряду с кварцем в составе гранита, является минералом силикатной группы. Его процентное содержание в камне составляет от 50% и выше. В породе данный элемент представлен калиевым полевым шпатом (ортоклазом, адуляром) и кислым плагиоклазом (олигоклазом, битовнитом, лабрадором и др.).

За исключением кварца и полевого шпата в граните порядка 10% занимают другие вкрапления, к которым относятся биотит, литиевые слюды, мусковит, роговая обманка. Также в незначительных количествах в камне можно обнаружить акцессорные и щелочные минералы, которыми являются апатит, циркон, а также турмалин, гранат и топаз.

Таким образом, ученые пришли к выводу, что состав гранита напрямую связан с процессом его формирования. В связи с этим, выделяют две основные теории формирования гранита. Согласно первой считается, что образование камня происходит в процессе кристаллизации магматического расплава. А вторая теория утверждает, что на формирование гранита воздействовал ультраметаморфизм. Т.е. давление, высокие температуры и флюиды, которые поднимались из глубинных пластов земли, повлияли на процесс гранитизации.

Характеристики гранита

Гранит является одной из наиболее прочных, твердых и самых долговечных горных пород.

• Плотность гранита - 3,17 г/см 3 ;
• Удельный вес - 2,7 г/см 3 ;
• предел прочности во время сжатия в водонасыщенном состоянии - 550 кг/см 2 ;
• водопоглощение - 0,2%;
• морозостойкость - 25;
• коэффициент снижения прочности - 0,9;
• твердость по шкале Мооса - 6-7;
• истираемость - 1,4г/см 2 м.

Таким образом, данные свойства гранита обеспечивают материалу:

• долговечность. Считается, что мелкозернистый камень способен прослужит более 500 лет, что дает ему право называться вечным камнем;
• прочность. По данному показателю гранит уступает только алмазу. Также он не поддается сжатию и трению благодаря наличию в составе уже упомянутого кварца.
• устойчивость к негативным воздействиям атмосферы. Камень абсолютно никак не изменяется при температуре от -60 0 С до +50 0 С. Кроме того, ученые выяснили, что многократное замерзание и оттаивание данного материала никоим образом не сказывается на его качестве, а также свойствах.
• водонепроницаемость. Данное свойство обеспечивает камню морозостойкость. Это является очень важным аспектом при облицовке таких мест, как набережные.
• экологическая чистота. Гранит не обладает радиоактивностью, в связи с чем, его использование доступно абсолютно при любых строительных и монтажных работах.
• пожаростойкость. Температура плавления гранита превышает 700 0 С. Это является основной причиной, по которой гранит целесообразно использовать при облицовке зданий. Кроме того, что гранит обеспечивает надежную пожарную безопасность, он еще и придает зданию эстетически красивый внешний вид.
• легкость обработки. Гранит отлично сочетается с абсолютным большинством стройматериалов, а также легко поддается шлифовке, резанию и другим видам обработки.
• устойчивость к кислотам и грибковым образованиям.

Типы гранита

Гранит классифицируется согласно особенностям минерального и химического состава камня. Так, по количеству содержания полевого шпата в породе, гранит подразделяется на:

• щелочно-полевошпатовый. Максимальное содержание плагиоклаза в данном типа породы достигает 10%, но не более того;
• собственно гранит, который содержит плагиоклаз от 10 % до 65%;
• гранодиорит. В его состав входит от 65% до 90% плагиоклаза.
• тоналит, который содержит более 90% плагиоклаза.

Кроме этого, порода также классифицируется по содержанию в ней второстепенных темноцветных минералов. Таким образом, согласно этому, гранит подразделяется на:

• аляскит. Темноцветные металлы в данном типе гранита отсутствуют.
• лейкогранит. Содержит незначительное количество темноцветных металлов в своем составе;
• двуслюдяной гранит. Кроме основных породообразующих компонентов имеет в своем составе мусковит и биотит;
• щелочной гранит. Отличается наличием эгирина и амфиболов в своем составе.
• биотитовый;
• пироксеновый.

Кроме этого, среди гранитов также различают сиениты, тешениты, диориты.

По структуре гранит бывает следующих типов:

• порфировидный. Имеет удлиненные или изометрические кварцевые вкрапления и вкрапления ортоклаза;
• пегматоидный. Имеют равномерную зернистость с различным количеством вкраплений полевого шпата и кварца;
• финляндский. Данный тип характеризуется вкраплением круглого ортоклаза;
• гнейсовидный. Имеет равномерную зернистую структуру, параллельно с которой располагаются чешуйки слюды.
• мусковитовый. В состав таких гранитов входит мусковит, кварц и ортоклаза.

Кроме того, что гранит различается по своему составу, структуре, и многим другим характеристикам, камень также подразделяется согласно месту его добычи на:

• амазонитовый;
• лезниковский;
• софиевский;
• корнинский;
• жежелевский.

Указанные типы отличить друг от друга помогает характерный цвет, который приобретается гранитов в процессе своего формирования согласно определенным условиям. Так последние три типа отличаются серыми оттенками и редким белым окрасом. Амазонитовый гранит характеризуется зеленым цветом и голубоватым оттенком. А лезниковский гранит отличается красным и розовым окрасом.

Физические свойства гранита обусловлены особым составом. Камень или кристалл содержит слюду, кварц. Его добывают из вулканической лавины. Сегодня, как и в былые времена, кристалл используют в строительстве. Ученые изучают полезные свойства гранита. Существует мнение, что он приносит удачу. Достопримечательности, сделанные из природного камня, сохраняют первозданный вид на протяжении веков.

Добыча природного материала

Гранит находится глубоко под землей. Он образуется, когда застывает магма. В строительстве часто используют серый гранит.

Свойства гранита 4-й класс зависят от величины зерен. Выделяют такие разновидности кристалла:

• крупнозернистый;
• среднезернистый;
• мелкозернистый.

Чем мельче зерно, тем прочнее материал. Залежи горной породы находятся глубоко под землей, но в некоторых местах нашей планеты они выступают на поверхность.

Большое количество гранита добывают в Финляндии, Индии, на севере России. Залежи представляют собой массивные пласты. Их добыча обходится дорого.

Особый состав кристалла

Гранит также называют минералом. Он включает в себя несколько ценных веществ. Основной компонент - полевой шпат. От его количества зависит цвет камня. Кристалл на четверть состоит из кварца. Этот материал имеет нежно-голубые зерна.

В камне также обнаружено 20% слюды. Другие материалы:

• железо;
• марганец;
• ильменит.

Подробнее о физических свойствах

Сооружения из природного кристалла могут стоять не одну тысячу лет. Преимущества гранита как стройматериала:

Исходя из таких характеристик можно сделать вывод, что гранит - очень качественный материал. Его часто применяют для облицовки зданий. Кристалл легко обрабатывать, он прекрасно сочетается с металлом, деревом. Строительный материал устойчив к воздействию плесневых грибов. Разнообразие фактур и оттенков позволяет использовать его в ландшафтном дизайне.

Гранит легко полировать. В продаже имеются крупные блоки, плиты и стружка. Стружку применяют для изготовления столешниц. В интерьере прекрасно смотрится необработанный материал. Он поглощает свет. Отполированный камень переливается на солнце, так как содержит вкрапления слюды. При обработке методом скалывания он становится рельефным. Минерал красиво переливается на свету. Серый обработанный камень может стать бежевым.

Разновидности природного материала

Многие люди интересуются, какой бывает гранит. Камень подразделяется на несколько видов.

1. Порфировидный. Он имеет в составе длинные частички минералов.
2. Пегматоидный. Структура у этого вида равномерная, зернистая. Пегматоидный камень содержит кварц и полевой шпат.
3. Гнейсовидный. Эта разновидность отличается мелкими зернами.

Чтобы получить керамогранит, надо соединить глину с минералами и выполнить плавление. По свойствам такой камень не уступает близкому родственнику. Разным бывает гранит, описание и свойства также зависят от его оттенка.

Амазонитовый вид содержит зеленоватый полевой шпат. Розово-красный является самым прочным, серый - наиболее распространенным. Существует также белый гранит. Он имеет легкий сероватый оттенок.

Применение полезного ископаемого

Если вы учитель, обязательно купите серый кристалл. Он поможет найти подход к ученикам. Природный материал стимулирует умственную активность, также - помогает упорядочить полученные знания.

Студентам нужно носить его на экзамены и зачеты. Кристалл несет исключительно позитивную энергетику. Вреда от него точно не будет.

Гранит - это глубинная, кислая, интрузивная (подземная) магматическая порода зернистого строения. Размеры зерен, которого колеблются от нескольких долей мм до нескольких см в поперечнике. Главные молекулы гранита - калиевые полевые шпаты, кислый плагиоклаз и кварц, небольшое количество темноцветных минералов. Гранит из интрузивных горных наиболее распространен.

Из чего состоит гранит?

Основные породы, которые присутствуют в граните: полевые шпаты - самые распространенные породообразующие минералы на их долю приходится свыше 50 % массы земной коры. Полевые шпаты относятся к алюмосиликатам каркасной структуры. По химическому составу полевые шпаты разделены на 4 группы: плагиоклазы, калинатровые, калиевые, калиево-бариевые. Полевые шпаты могут быть представлены различными цветами:

• белый
• серый
• желтый
• розовый
• красный
• зеленый

Кварц - это породообразующий минерал с каркасной структурой. Характеризуется поперечной штриховкой на гранях призмы. Это один из самых распространенных минералов в земной коре. Разновидность халцедон, аметист, морион. Обычно кварц находят в излившихся горных породах - риолитах. Кварц используют в приборостроении, оптике как полудрагоценный камень. Кварц может иметь различные окрасы: бесцветный, белый, серый, бурый, розовый. Плотность кварца составляет около 2,5 - 2,6 г/см3. Его относят к пьезоэлектрикам - то есть при деформации он способен индуцировать электрический заряд.

Минералогический состав гранита.

Гранит включает в свой состав широкий перечень минералов. Кислый плагиоклаз - это породообразующие минералы, алюмосиликаты из группы полевых шпатов. Плагиоклазы представляют собой ряд минералов крайними членами, которыми являются альбит Na(AlSi3O8) сокращено Ab и анортит Ca (Al2Si2O8) (сокращено An). Обычно состав породы обозначают номером, соответствующий содержанию анортитов в процентах. Альбит № 0 - 10; олигоклаз №10 - 30; андезин № 30 - 50; лабрадор № 50 - 70; битовнит № 70 -90; анортит № 90 - 100.

Основные цвета гранита. От чего зависит цвет гранита?

Минералы, входящие в состав горных пород могут иметь различную цветовую окраску. Это объясняют минеральным составом, из которого состоит горная порода. Так если в породе присутствуют Si, Al, K, Na, то они будут окрашены в светлые тона (кварц, мусковит, полевые шпаты). А если в породе будет присутствовать Fe, MgCa, то они будут иметь темный цветовой окрас (магнетит, биотит, амфиболы, пироксены, оливины).

Цветовая гамма минералов

Какие породы образуют гранит?

Гранит - это материал, который образовывался из магматических горных пород. Магматические горные породы - образуются при затвердевании остывающей магмы как под землей (интрузивные) так и на ее поверхности (эффузивные). По содержанию щелочей магматические горные породы делятся на породы нормального ряда (то есть отношение суммы щелочей к содержанию глинозема <1) , щелочного ряда (отношение >1). По содержанию кремнезема SiO2 могут быть кислыми (кремнезема от 67 до 75%) среднекислыми (от 67 до 52%) основными (от 40 до 52%) и ультраосновными (<40%)

Что делают из гранита?

Гранит это материал, который используется в строительной сфере. Но для того чтобы его использовать его необходимо обработать и предать определенные размеры и формы. После обработки данный продукт называют щебнем. может иметь различные размеры, начиная с 1 мм и заканчивая 120 мм (бутовый камень). Так же щебень может иметь классификацию по формам, то есть по содержанию зерен кубовидной формы. Кубовидная форма щебня напрямую характеризует уровень сцепления с вяжущими компонентами в растворе. Чем выше показатель кубовидности, тем меньше расход щебня и других материалов, так как он более компактен, а значит будут незначительные усадки, и следовательно конструкция будет обладать повышенной жесткостью.

Вы удивитесь, если узнаете, что гранитные массы составляют большую часть всего твердого вещества на планете Земля. Но являясь основанием земной коры, почти полностью сокрыты от наших глаз. Лишь гранитные скалы и открытые месторождения этой ценной породы дарят нам удовольствие использовать прочный, красивый материал в строительстве и отделке. Интересен и удивителен также сам состав гранита и физико-химические процессы его кристаллизации.

В образовании гранитной горной породы участвовало много стихий: высокое давление, температура в тысячи градусов и постепенное остывание в течении тысячелетий в глубинах земной коры. Именно благодаря уникальному процессу кристаллизации мы имеем удовольствие любоваться непревзойденной красотой этого натурального камня.

Каков же химический состав гранита?

В образовании гранитного массива, прочнейшей горной породы после алмаза, корунда и топаза, участвует множество химических элементов, среди которых выделяют основные, определяющие состав гранита :

• Железо
• Калий
• Марганец
• Алюминий
• Кремний
• Натрий
• Кальций
• Кислород
• Водород

В незначительных количествах встречаются также литий, хром, титан, вольфрам.

Входя в состав сложных химических соединений, перечисленные элементы образуют минералы, которые в виде спрессованных мелких зерен формируют знакомый нам гранит.

Минеральный состав гранита

Минералами принято называть однородные природные соединения (говоря простым языком, камни), имеющие в своем химическом составе только одно вещество.

В составе гранита мы находим:

Биотит - его меньше всего, от 5 до 10% от общей массы. Биотиты являются основным украшением гранитной породы: это знакомые всем блестящие слюды. Их вкрапления как раз и дарят взгляду волшебные переливы при изменении угла обзора. Формула биотита очень сложная, в его состав входят калий, марганец, железо, алюминий, водород и кислород.

В незначительном количестве в составе гранита встречается также мусковит (это тоже слюда) - камень самых разных оттенков, от молочно-желтого до серебристого и зеленого.

Кварц - те, кто хорошо помнит уроки химии, сразу скажут: это «природное стекло», или оксид кремния. Кварц составляет примерно 25-35% вещества гранитной породы.

Полевые шпаты - это собирательная группа, в которую входят кислые плагиоклазы и преимущественно калиевые полевые шпаты. Процентное содержание этой группы камней самое большое и составляет от 60 до 65%. В состав гранита минералы этой группы попали не зря: это наиболее распространенный камень, составляющий примерно 50% от всей массы земной коры.

Плагиоклаз - довольно интересный минерал в составе . В чистом виде это камень с острыми косыми плоскостями спайности, благодаря чему греки его так и назвали: «косой камень». Формула его также очень интересна: Ca. Получается, большей частью это просто окислившиеся металлы и кремний.

Группа калиевых полевых шпатов - это четыре минерала, имеющих одинаковую формулу KAlSi 3 O 8 , но, благодаря разным условиям кристаллизации, получившим разную упорядоченность кристаллической решетки.

Что входит в состав гранита, можно примерно определить по его цвету и текстуре: ведь на каждом месторождении встречается абсолютно неповторимая горная порода со своим уникальным минеральным строением и химическим составом.

Как влияет состав гранита на его декоративность?

Марок гранита огромное множество, и каждый камень обладает уникальной расцветкой, структурой, зернистостью и текстурой.

Геологи условно разделяют гранитные породы на группы:

• Плагиограниты - в минеральном составе гранита преобладают именно плагиоклазы, «отвечающие» за светло-серый цвет камня . Малое количество полевых шпатов лишь слегка может окрасить камень в светло-розовый оттенок.
• Аляскиты - преимущественно минеральный состав гранита сложен из калиево-натриевых полевых шпатов с небольшими примесями биотитов. Аляскиты в чистом виде имеют розовый цвет.

Однако мы знаем на практике, что цветовая гамма гранитных пород значительно шире. Все верно, разнообразнейшие цвета и оттенки получаются благодаря незначительным примесям окислов металлов, окрашивающих минералы в несвойственные им цвета.

Благодаря таким «добавкам» в минеральный состав гранита мы можем видеть породы всех цветов:

• Черные - марки Absolut Black или Black Galaxy, Габбро.
• - Империал Рэд, Капустинский, Лезниковский.
• Желтые - Сансет Голд, Кристал Еллоу.
• Зеленые - Green Ukraine, Маславский (Verde Oliva), Батерфляй Грин.
• Синие - Ультрамарин, Содалит Блю, Азул Макаубас.
• Цветные - крупнозернистые или мелкозернистые, с самыми неожиданными сочетаниями цветов. Например, Дидковичский, Южно-Султаевский, Бэйнбук Браун.

Огромное разнообразие натуральных камней в месторождениях по всему миру получено благодаря уникальному химическому составу гранита. Природа создавала кристаллизовавшиеся массы по особым «рецептам» и для каждой марки минеральный состав гранита совершенно неповторим.

А что еще входит в состав гранита?

Альтернативная классификация гранитов по принципу, что входит в состав гранита - магма или осадочные породы, широко используется за рубежом и сводится к выделению 4 групп:

• S - считается, что гранитные породы этой группы сложены из продуктов плавления метаосадочных субстратов.
• I - эту группу составляют оплавленные метамагматические субстраты.
• M - кристаллизовавшиеся толеит-базальтовые магмы.
• А - к дифференциатам магмы щелочно-бальзатоидного состава добавляются оплавленные нижнекоровые гранулиты.

Ученые до настоящего времени ведут жаркие споры по поводу происхождения удивительного в самом деле камня, который, кстати, встречается только на Земле. До сих пор досконально не изучены физико-химические процессы кристаллизации, а также истинное происхождение кристаллизовавшихся масс.

Но будь это видоизмененные осадочные породы или застывшие магматические массы, граниты поражают своей неповторимой красотой и высокой прочностью, благодаря чему широко используются в декоративной отделке.

Великая загадка: почему минералы в составе гранита имеют именно такое соотношение?

Еще один удивительный факт, ставящий в тупик практически всех геологов и химиков, может поразить кого угодно. Ведь если следовать общепринятой теории плавления твердого корового вещества, при образовании низкокалиевого гранитного материала, который составляет всего 20% от общей массы, должно остаться 80% твердого остатка, в котором нет воды. Это должны быть минералы: пироксен, тот же плагиоклаз или гранат. Но при исследованиях такие слои не обнаружены!

Что таят глубины земной коры с огромными слоями гранитной породы, остается только предполагать. Одно только неоспоримо: состав гранита поистине неповторим, если найти похожие породы на других планетах ученым до сих пор не удалось.