Граніт

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Jump to navigation Jump to search
Граніт
Граніт відполірований

Грані́т (італ. granito, від лат. granum — зернина) — інтрузивна гірська порода кислого складу із зернистою (рівномірнозернистою чи нерівномірнозернистою) структурою.

Етимологія[ред.ред. код]

«Граніт» — слово італійського походження, означає «зернистий».[1]

Середній хімічний склад[ред.ред. код]

Середній хімічний склад граніту за Р. Делі:

Сполука Вміст, %
SiO2 70,18
Al2O3 14,47
K2О 4,11
Na2O 3,48
CaO 1,99
FeO 1,78
Fe2О3 1,57
MgO 0,88
Н2О 0,84
TiO2 0,39
P2О5 0,19
MnO 0,12

У порівнянні з іншою гірською породою магматичного походження базальтом має більший вміст кремнію і менший вміст заліза.

Класифікація[ред.ред. код]

Ґраніти класифікують на основі мінерального та хімічного складу.

Розрізняють:

Виділяють також серії граніту: калієві, калієво-натрієві (0,4 4,0) і натрієві.

Властивості[ред.ред. код]

Густина невивітреного граніту 2530—2720 кг/м³, пористість 0,2-4%, водопоглинання 0,15 −1,30%, опір стисненню 100—300 МПа.

Найбільше в граніті зерняток червоного або сірого кольору — це польовий шпат, від кольору якого, головним чином, і залежить колір граніту.[1] Колір обумовлений забарвленням польових шпатів — може бути ясно-сірий, жовтуватий, рожевий, червоний, зелений. Інші зернятка, напівпрозорі, білуватого або жовтуватого кольору, схожі на шматочки каламутного склакварц, частинки у вигляді блискучих пластинок — слюда.[1]

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БОГУСЛАВСЬКИХ ГРАНІТІВ

Граніти богуславського типу здебільшого складають окремий однойменний масив площею 400 км2. Він має зональну будову, зрізаний на сході Саврансько-Миронівським розломом. Масиву притаманна зональність: від центру до периферії крупнопорфіробластичні граніти змінюються дрібнопорфіробластичними; його формування проходило в умовах розтягу. Вік гранітів, визначений калій-аргоновим методом за біотитом, - 1900 млн років.

Розробка родовища проводиться на території кількох кар'єрів; у даній роботі акцентовано увагу на двох:

1)     поблизу с. Дешки; поблизу с. Розкопанці та с. Мисайлівка.

В межах одного родовища склад і властивості гранітів змінюються; це стверджують петрофізичні дослідження кінця минулого століття [16]. Серед вивчених фізичних властивостей – густина, розмір зерен, структура, текстура, тріщинуватість, пористість і водопоглинання, міцність, теплопровідність, стійкість до впливу фізичних чинників (багаторазове нагрівання та охолодження, стискання тощо), радіоактивність, магнітно-електричні властивості.

Хімічні властивості (луго- та кислототривкість) залежать від будови граніту та мінералів, що його складають.

Фізичні властивості

Забарвлення обумовлене хімічним складом граніту, наявністю домішок. Найбільше на формування кольору впливають породотвірні мінерали: кварц (найчастіше безбарвний; також набуває чорного, блідо-рожевого кольорів), польові шпати (червоні, жовті, рожеві, білі, сірі або чорні – залежно від вмісту оксидів заліза), ортоклаз (рожеве, червоне, біло-сіре забарвлення). Оскільки можливі різні кольорові варіації гранітів, їх відносять до хроматичних порід.

Богуславські граніти представлені здебільшого нормальними та відрізняються за кольором: сірі (найпоширеніші; зокрема в кар’єрі Дешки), рожево-сірі та рожеві (зокрема в кар’єрі поблизу с. Розкопанці), рожево-світло-сірі (кар’єр Дешки). Також мають місце сірі та світло-сірі граніти зі слабким блакитним і зелено-блакитним відтінками.

Зернистість  за абсолютним розміром зерен мінералів породи поділяють на:

–                  Мікро- або тонкокристалічні (0,01-0,2 мм).

–                  Яснокристалічні: з розміром зерен 0,2-1 мм (дрібнокристалічні), 1-5 мм (середньокристалічні), 5-15 мм (крупнокристалічні) та більше (гігантокристалічні).

Зазвичай розмір зерен мінералу залежить від терміну його кристалізації.

Богуславські граніти здебільшого середньозернисті; трапляються великі кристали породотвірних мінералів (зазвичай слюди, яка може утворювати невеликі пласти або вкраплення понад 1-2 см довжиною).

Густина представлена відношенням маси граніту до об’єму, який він займає. Розрізняють мінералогічну (відношення маси висушених і подрібнених до зникнення пор твердих частинок породи до їх об’єму) й густину абсолютно сухої породи.

Загальна густина богуславського граніту коливається в межах 2690-2700 кг/м3 (середнє 2 696 кг/м3). Мінералогічна густина є однією з найнижчих серед порід формації (2670-2720 кг/м3). Це зумовлено підвищеним вмістом SiO2. Об’ємна густина близька до значення мінерального складу: мікроклін – 29%, плагіоклаз – 34%, кварц – 33%, біотит – 5%. Пористість невисока (0,8-3,0), що свідчить про первинне ущільнення граніту.

Структура це термін, який характеризує особливості будови гірської породи, зумовлені абсолютними та відносними розмірами, формою та співвідношенням мінералів і морфотвірних компонентів. Для гранітів зазвичай гіпідіоморфнозерниста (породотвірні мінерали мають різний ступінь ідіоморфізму).

Для богуславських гранітів характерні наступні мікроструктури:

–        Порфіровидна (основна маса дрібно-, середньо- або крупнозерниста, а розміри вкраплень перевищують розмір основної маси зерен у кілька разів);

–        Гранітова (кварц найбільш ксеноморфний, плагіоклаз ідіоморфніший за калішпат);

–        Гіпідіоморфнозерниста;

–                  Катакластична (наявні вигнуті, роздроблені, деформовані зерна мінералів зі збереженням однорідності в цілому; кристалічні ґратки багатьох мінералів деформовані).

Текстура сукупність параметрів будови породи, які характеризують взаємне розташування її складових (мінералів, мінеральних агрегатів тощо), спосіб заповнення ними простору. Для гранітів характерна однорідна (породотвірні мінерали розподілені рівномірно, ділянки породи однакові за складом і структурою) масивна текстура. Зустрічаються також шлірово-такситова (наявні неоднорідні скупчення мінералів, поступові переходи у вмісні породи) й такситова кульова (сферична) текстура, коли скупчення мінералів закономірно розташовуються навколо деяких центрів у вигляди концентричних кіл.

Богуславським гранітам властива однорідна масивна структура (зокрема в кар’єрі поблизу с. Розкопанці), проте зустрічається й шлірово-такситова.

Твердість формується під впливом твердості породотвірних мінералів, найбільше - кварцу. Богуславські граніти відрізняються високим вмістом кварцу різних типів (гірський кришталь, димчастий, звичайний непрозорий або напівпрозорий), що зумовлює їх високу твердість і можливі утруднення в процесі обробки.

Міцність (стійкість до механічного впливу) на міцність впливають склад, структурно-текстурні особливості, тріщинуватість. Найбільш міцними є породи з рівномірною дрібнозернистою структурою, низькою пористістю, зі стійкими до вивітрювання мінералами. Знижують міцність вивітреність породи, висока пористість, неоднорідність будови, шаруватість, наявність порфірових структур, тріщинуватість. Тріщини поділяються на поздовжні, поперечні, первинно шаруваті, діагональні.

Богуславські граніти відрізняються середньою міцністю. На її посилення вплинув склад породи (великий вміст кварцу (границя міцності на стиснення 500 МПа), плагіоклазу, польових шпатів (200-500 МПа), здебільшого рівномірна середньозерниста структура, низька пористість. На пониження показника міцності впливає тріщинуватість, спричинена дією розломів на даній території, неоднорідність будови в окремих ділянках.

Водопоглинання (вологоємність) властивість, яка впливає на морозостійкість і міцність. Для магматичних порід, до яких і належить граніт, коливається в межах 0,2-0,7%. При водопоглинанні 0,8% порода характеризується як «абсолютно морозостійка». Найбільше на величину водопоглинання впливає пористість: низька (менше 5%), середня (5-10%), висока (20-30%).

Для богуславських гранітів становить 0,11-0,28% (невологоємні) .

Морозостійкість (морозотривкість) ступінь морозостійкості визначає стійкість породи до погодних умов; він залежить від структури, текстури, тріщинуватості та водопоглинання. За цим показником виділяють марки від 10 до 200 (для гірських порід; залежно від кількості циклів поперемінного заморожування та відтаювання без видимих руйнувань, зниження міцності) .

Для богуславських гранітів марка морозостійкості – Мрз «35».

Теплопровідність - здатність гірської породи передавати тепло від більш нагрітих до менш нагрітих ділянок. Збільшується зі зростанням вмісту кварцу, зменшенням пористості.

Для богуславських гранітів коливається в межах 2,8-3,5 Вт/м·К (середнє значення 3,09 Вт/м·К).

Радіоактивність спонтанне перетворення нестійких атомних ядер на інші ядра, що супроводжується випромінюванням елементарних частинок, ядер і радіоактивного випромінення. В гірських породах зумовлена наявністю урану, торію, радію, радіоактивних ізотопів. У гранітах, як і в інших магматичних породах, зростає зі збільшенням кислотності або лужності. Середнім і пізнім етапам магматизму відповідає вища радіоактивність. Уран концентрується на периферії гранітних інтрузій.

За загальною радіоактивністю богуславські граніти відносяться до підвищено радіоактивних. Серед радіоактивних елементів найбільше торію; характерна неоднорідність у поширенні радіоактивних елементів.

Магнітні властивості включають магнітну сприйнятливість і природну залишкову намагніченість.

Магнітна сприйнятливість характеризує здатність породи до намагнічення під впливом магнітного поля. Збільшується від кислих до основних гірських порід. Найбільша в магнетиту (6300-12000 м3/кг); у польових шпатів 0,63 м3/кг, у кварцу – від’ємна (-0,025 м3/кг). Намагніченість характеризується магнітним моментом одиниці об’єму породи, що виникає під дією зовнішнього магнітного поля.

Богуславські граніти відносяться до первинно немагнітних порід (магнітна сприйнятливість зазвичай не перевищує 0,07), що зумовлюється низьким вмістом магнетиту (від 0-400 г/т до 2300 г/т) та ферум (ІІІ) оксиду (˂ 0,9%). Природна залишкова намагніченість – 2·10-6 А/м.

Електричні властивості визначаються питомим опором і діелектричною провідністю. Обидві величини залежать від вологості, вмісту солей, інших мінеральних домішок, температури і структури мінералів.

Наявність рудних мінералів збільшує електропровідність, тоді як кварц зменшує. Середнє значення питомого опору для гранітів – 102–107 Ом·м, діелектичної проникності (характеризує ізоляційну здатність матеріалу) – 4,9-9,0.

Невеликий вміст рудних мінералів і високий вміст кварцу (іноді займає майже весь об`єм зразка) зумовили збільшення питомого опору богуславських гранітів.

Хімічні властивості

Хімічні властивості гірської породи визначаються її здатністю до зміни складу та будови під впливом інших речовин.

Граніти, зокрема богуславські, відносяться до кислото- й лугостійких.

В результаті взаємодії з кислотами утворюються нові мінерали, зокрема каолініт (Al2Si2O5(OH)4) та кварц (SiO2). Чим довше триває реакція, тим більше утворюється другого мінералу. Він, у свою чергу, не реагує з кислотами, а отже, кислотостійкість породи зростає зі збільшенням вмісту кварцу.

Взаємодія з лугами спричиняє утворення стійких нерозчинних у воді основ (наприклад, Al(OH)3). Солі силікатів можуть реагувати з кислотами, завдяки чому утворюється кварц. Негативний вплив даних реакцій зумовлений появою води, яка через цикли замерзання-танення зменшує міцність граніту.

Руйнування граніту[ред.ред. код]

Граніт від сильного нагрівання і від швидкого охолодження втрачає свою міцність і руйнується.[1] Вдень гранітні скелі дуже нагріваються промінням сонця, а вночі швидко холонуть. Частинки граніту розширюються при нагріванні і стискуються при охолодженні. Розширення і стискування частинок відбувається нерівномірно, внаслідок чого в граніті утворюються тріщини.[1] В тонкі, ледве помітні тріщини, після дощу або танення снігу проникає вода і поступово розмиває і розширює їх при замерзанні. Руйнування відбувається дуже повільно — протягом десятків і сотень років.

Форми виділення та розповсюдження[ред.ред. код]

Гранітні породи утворюють батоліти, штоки, а також лаколіти та міжформаційні поклади в складчастих областях. Вік інтрузій граніту — від архею до кайнозою. Походження — гетерогенне.

Граніти переважають серед інтрузивних порід і займають істотне місце в геологічній будові України. Великі родовища в Україні є в межах Українського щита: Янцівське (Запорізька обл.), Малокахнівське (Полтавська область). Корнинське (Житомирська область), Жежелівське (Вінницька область), Капустинське (Кіровоградська область).

Використання[ред.ред. код]

Використовують як будівельний матеріал: для фундаментів великих будинків, для стояків залізничних мостів, набережних річок і каналів, сходів.[1] Граніт можна полірувати; поверхня його стає зовсім гладкою та красивою.[1] Граніт використовується для виготовлення пам'ятників, як облицювальний матеріал тощо. Всі будівлі з граніту міцні та довговічні.

Родовища[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б в г д е ж М.М.Скаткін // Природознавство: підручник для 4 класу. — К.: «Радянська школа», 1967. с.256 (сторінки: 47-48. 51-52)

Література[ред.ред. код]

  • Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2004—2013.
  • Акімова Діана Євгеніївна – учениця 11класу гімназії  №32 «Успіх» в 2018 році посіла І місце на конкурсі-захисті науково-дослідних робіт (відділення: Наук про Землю, секція: геологія, геохімія та мінералогія) Київського територіального відділення МАН. Назва роботи – «Вплив будови та властивостей гранітів на сферу їх використання ( на прикладі Богуславських гранітів)»

Посилання[ред.ред. код]