Granit

W przypadku innych zastosowań zobacz Granit (ujednoznacznienie) .
Granit
Skała magmowa
Fjæregranitt3.JPG
Granit zawierający skaleń potasowy , skaleń plagioklazowy , kwarc oraz biotyt i/lub amfibol
Skład
Podstawowy Felsic : skaleń potasowy , skaleń plagioklazowy i kwarc
Wtórny Różne ilości amfiboli typu muskowitu , biotytu i hornblendy

Granit ( / ɡ r ć n ɪ t phaneritic / ) to gruboziarnista ( ) natrętna skała magmowa złożona głównie z kwarcu , skalenia alkalicznego i plagioklazu . Tworzy się z magmy o wysokiej zawartości krzemionki i tlenków metali alkalicznych , która powoli stygnie i krzepnie pod ziemią. Występuje powszechnie w skorupie kontynentalnej Ziemi, gdzie występuje intruzje magmowe . Ich rozmiary wahają się od grobli o średnicy zaledwie kilku centymetrów do batolitów odsłoniętych na setkach kilometrów kwadratowych.

Granit jest typowy dla większej rodziny skał granitowych lub granitoidów , które składają się głównie z gruboziarnistego kwarcu i skaleni w różnych proporcjach. Skały te są klasyfikowane według względnej zawartości procentowej kwarcu, skalenia alkalicznego i plagioklazu ( klasyfikacja QAPF ), przy czym prawdziwy granit reprezentuje skały granitowe bogate w kwarc i skalenie alkaliczne. Większość skał granitowych zawiera również miki lub amfibole , chociaż kilka (znanych jako leukogranity ) prawie nie zawiera ciemnych minerałów.

Cienka sekcja granitu

Granit jest prawie zawsze masywny (pozbawiony jakichkolwiek struktur wewnętrznych), twardy i wytrzymały. Te właściwości sprawiły, że granit stał się szeroko rozpowszechnionym kamieniem budowlanym w całej historii ludzkości.

Opis

Diagram QAPF z podświetlonym polem granitowym
Zespół mineralny skał magmowych

Słowo „granit” pochodzi od łacińskiego granum , ziarno, w odniesieniu do gruboziarnistej struktury takiej całkowicie krystalicznej skały. Skały granitowe składają się głównie ze skalenia , kwarcu , miki i minerałów amfibolowych , które tworzą zazębiającą się, nieco równoziarnistą matrycę skalenia i kwarcu z rozproszoną ciemniejszą miką biotytową i amfibolem (często hornblenda) . ) pieprząc jaśniejsze minerały. Czasami pojedyncze kryształy ( fenokryształy ) są większe niż masa podstawowa , w takim przypadku tekstura jest znana jako porfirytowa . Granitowa skała o strukturze porfiru nazywana jest porfirem granitowym . Granitoid to ogólny, opisowy termin terenowy dla jaśniejszych, gruboziarnistych skał magmowych. Do identyfikacji określonych typów granitoidów wymagane są badania petrograficzne . Granity mogą być przeważnie białe, różowe lub szare, w zależności od ich koloru mineralogia .

Skaleń alkaliczny w granitach to zwykle ortoklaz lub mikroklina i często pertyt . Plagioklazem jest zazwyczaj oligoklaza bogata w sód . Fenokryształy to zwykle skalenie alkaliczne.

Skały granitowe są klasyfikowane zgodnie ze schematem QAPF dla gruboziarnistych skał plutonowych i są nazywane zgodnie z procentową zawartością kwarcu , skalenia alkalicznego ( ortoklaz , sanidyna lub mikroklina ) i skalenia plagioklazowego na połowie diagramu AQP. Prawdziwy granit (zgodnie ze współczesną petrologiczną ) zawiera od 20% do 60% objętościowo kwarcu, przy czym od 35% do 90% całego skalenia składa się ze skalenia alkalicznego . Skały granitowe uboższe w kwarc zalicza się do sjenitów lub monzonitów , natomiast skały granitowe z przewagą plagioklazów do granodiorytów lub tonalitów . Skały granitowe zawierające ponad 90% skaleni alkalicznych zaliczane są do granitów skaleniowych . Skała granitowa zawierająca ponad 60% kwarcu, co jest rzadkością, jest klasyfikowana po prostu jako granitoid bogaty w kwarc lub, jeśli składa się prawie wyłącznie z kwarcu, jako kwarczolit .

Prawdziwe granity są dalej klasyfikowane według procentu ich całkowitego skalenia, czyli skalenia alkalicznego. Granity, których skaleń zawiera od 65% do 90% skalenia alkalicznego, to syenogranity , podczas gdy skaleń w monzogranicie zawiera od 35% do 65% skalenia alkalicznego. Granit zawierający zarówno miki muskowitowe, jak i biotytowe nazywany jest granitem binarnym lub dwumikowym . Granity dwumikowe są zazwyczaj bogate w potas i ubogie w plagioklazy i są zwykle granitami typu S lub granitami typu A, jak opisano poniżej .

Innym aspektem klasyfikacji granitów są proporcje metali, które potencjalnie tworzą skalenie. Większość granitów ma taki skład, że prawie wszystkie ich aluminium i metale alkaliczne (sód i potas) są połączone w postaci skalenia. Dzieje się tak, gdy K 2 O + Na 2 O + CaO > Al 2 O 3 > K 2 O + Na 2 O. Takie granity są określane jako zwykłe lub metaliczne . Granity, w których nie ma wystarczającej ilości aluminium, aby połączyć się ze wszystkimi tlenkami metali alkalicznych w postaci skalenia (Al 2 O 3 < K 2 O + Na 2 O) są określane jako peralkaliczne i zawierają niezwykłe amfibole sodu, takie jak riebekit . Granity, w których występuje nadmiar glinu ponad to, co może być pobrane przez skalenie (Al 2 O 3 > CaO + K 2 O + Na 2 O) są określane jako peraluminium i zawierają minerały bogate w glin, takie jak moskiewski .

Właściwości fizyczne

Średnia gęstość granitu wynosi od 2,65 do 2,75 g/cm 3 (165 do 172 funtów/stopę sześcienną), jego wytrzymałość na ściskanie zwykle przekracza 200 MPa (29 000 psi), a lepkość w pobliżu STP wynosi 3–6·10 20 Pa ·S.

Temperatura topnienia suchego granitu pod ciśnieniem otoczenia wynosi 1215–1260 ° C (2219–2300 ° F); jest silnie redukowany w obecności wody, aż do 650 ° C przy ciśnieniu kilkuset megapaskali.

Granit ma ogólnie słabą przepuszczalność pierwotną , ale silną przepuszczalność wtórną przez pęknięcia i pęknięcia, jeśli są obecne.

Skład chemiczny

Światowa średnia składu chemicznego granitu, wyrażona w procentach wagowych, na podstawie 2485 analiz:

SiO2 _ 72,04% (krzemionka) 72.04
 
Al2O3 _ _ _ 14,42% (tlenek glinu) 14.42
 
K 2 O 4,12% 4.12
 
Na 2 O 3,69% 3,69
 
CaO 1,82% 1,82
 
FeO 1,68% 1,68
 
Fe 2 O 3 1,22% 1.22
 
MgO 0,71% 0,71
 
TiO2 _ 0,30% 0,3
 
P 2 O 5 0,12% 0,12
 
MnO 0,05% 0,05
 

Średnioziarnistym odpowiednikiem granitu jest mikrogranit . Ekstruzyjnym odpowiednikiem granitu jest ryolit .

Występowanie

Cheesewring , granitowy tor w Anglii
Granitowy szczyt w Huangshan w Chinach
Różowy granit w Hiltaba w Australii Południowej (część Hiltaba Suite )
Granit z kwarcowymi żyłami na klifie Gros la Tête, wyspa Aride , Seszele

Skały granitowe są szeroko rozpowszechnione w całej skorupie kontynentalnej . Wiele z nich zostało wtargniętych w prekambryjskiej ; jest to najliczniejsza skała piwniczna , która leży u podstaw stosunkowo cienkiej warstwy osadowej kontynentów. Wychodnie granitowe mają tendencję do tworzenia torsów , kopuł lub bornhardtów i zaokrąglonych masywów . Granity czasami występują w okrągłych zagłębieniach otoczonych pasmem wzgórz, utworzonym przez metamorficzną aureolę czy hornfelsy . Granit często występuje w postaci stosunkowo niewielkich, mniejszych niż 100 km 2 mas ( ławic ) oraz w batolitach często związanych z orogenicznymi pasmami górskimi . Z obrzeżami intruzji granitowych często kojarzone są niewielkie groble o składzie granitowym, zwane aplitami . W niektórych miejscach z granitem występują bardzo gruboziarniste masy pegmatytu .

Pochodzenie

Granit powstaje z magmy bogatej w krzemionkę ( felsic ). Uważa się, że magmy felsyczne powstają w wyniku dodania ciepła lub pary wodnej do skał dolnej skorupy , a nie w wyniku dekompresji skał płaszczowych, jak ma to miejsce w przypadku magm bazaltowych . Sugerowano również, że niektóre granity znalezione na zbieżnych granicach między płytami tektonicznymi , gdzie skorupa oceaniczna subdukuje się pod skorupą kontynentalną, powstały z osadów subdukowanych wraz z płytą oceaniczną. Stopione osady wytworzyłyby magmę pośrednia zawartość krzemionki, która została dodatkowo wzbogacona w krzemionkę, gdy wznosiła się przez pokrywającą ją skorupę.

Wczesna krystalizacja frakcyjna służy redukcji stopu w magnez i chrom oraz wzbogaceniu stopu w żelazo, sód, potas, glin i krzem. Dalsze frakcjonowanie zmniejsza zawartość żelaza, wapnia i tytanu. Znajduje to odzwierciedlenie w wysokiej zawartości skalenia alkalicznego i kwarcu w granicie.

Obecność skał granitowych w łukach wysp pokazuje, że sama krystalizacja frakcyjna może przekształcić magmę bazaltową w magmę granitową, ale produkowane ilości są niewielkie. Na przykład skały granitowe stanowią zaledwie 4% ekspozycji na Sandwich Południowy . W ustawieniach łuku kontynentalnego skały granitowe są najczęstszymi skałami plutonicznymi, a batolity złożone z tych typów skał rozciągają się na całej długości łuku. Nie ma śladów komór magmowych, w których magmy bazaltowe różnicują się w granity, ani kumulatów wytwarzane przez maficzne kryształy osiadające z magmy. Inne procesy muszą wytwarzać te wielkie ilości felsycznej magmy. Jednym z takich procesów jest wtrysk magmy bazaltowej do dolnej skorupy, po którym następuje różnicowanie, które pozostawia wszelkie kumulacje w płaszczu. Innym jest ogrzewanie dolnej skorupy przez podkładanie magmy bazaltowej, która wytwarza magmę felsową bezpośrednio ze skały skorupy ziemskiej. Te dwa procesy dają różne rodzaje granitów, co może znaleźć odzwierciedlenie w podziale na granity typu S (wytwarzane przez podkładanie) i typu I (wytwarzane przez wtryskiwanie i różnicowanie), omówione poniżej.

System klasyfikacji alfabetu

Skład i pochodzenie jakiejkolwiek magmy, która różnicuje się w granit, pozostawiają pewne petrologiczne dowody na to, jaka była macierzysta skała granitu. Ostateczna tekstura i skład granitu są ogólnie charakterystyczne dla jego macierzystej skały. Na przykład granit pochodzący z częściowego stopienia skał metamagnetycznych może mieć więcej skalenia alkalicznego, podczas gdy granit pochodzący z częściowego stopienia skał metamagnetycznych może być bogatszy w plagioklazy. Na tej podstawie opierają się współczesne schematy klasyfikacji „alfabetycznej”.

Początkowo zaproponowano oparty na literach system klasyfikacji Chappell & White, aby podzielić granity na granit typu I (źródło magmowe) i granit typu S (źródła osadowe). Oba typy powstają w wyniku częściowego stopienia skał skorupy ziemskiej, skał metamagnetycznych lub metaosadowych.

Granity typu I charakteryzują się wysoką zawartością sodu i wapnia oraz stosunkiem izotopów strontu 87 Sr/ 86 Sr poniżej 0,708. 87 Sr jest wytwarzany w wyniku rozpadu radioaktywnego 87 Rb, a ponieważ rubid jest skoncentrowany w skorupie w stosunku do płaszcza, niski stosunek sugeruje pochodzenie z płaszcza. Podwyższony poziom sodu i wapnia sprzyja raczej krystalizacji hornblendy niż biotytu. Granity typu I znane są z miedzi porfirowej depozyty. Granity typu I są orogeniczne (związane z budownictwem górskim) i zwykle metalonośne.

Granity typu S są ubogie w sód i bogate w aluminium. W rezultacie zamiast hornblendy zawierają miki , takie jak biotyt i muskowit. Ich stosunek izotopów strontu jest zwykle większy niż 0,708, co sugeruje pochodzenie skorupy ziemskiej. Często zawierają również ksenolity przeobrażonej skały osadowej i zawierają rudy cyny . Ich magmy są bogate w wodę i łatwo krzepną, gdy woda odgazowuje z magmy pod niższym ciśnieniem, więc rzadziej docierają na powierzchnię niż magmy granitów typu I, które są zatem bardziej powszechne jako skała wulkaniczna (ryolit) . Są również orogeniczne, ale wahają się od metali do silnie peraluminium.

Chociaż granity typu I i S są orogeniczne, granity typu I są bardziej powszechne w pobliżu zbieżnej granicy niż granity typu S. Przypisuje się to grubszej skorupie znajdującej się dalej od granicy, co skutkuje większym topnieniem skorupy.

Granity typu A wykazują szczególną mineralogię i geochemię, ze szczególnie wysoką zawartością krzemu i potasu kosztem wapnia i magnezu oraz wysoką zawartością kationów o dużym natężeniu pola (kationy o małym promieniu i dużym ładunku elektrycznym, takie jak cyrkon , niob , tantal i pierwiastki ziem rzadkich .) Nie są orogeniczne, zamiast tego tworzą się nad gorącymi punktami i szczelinami kontynentalnymi i są metaloaminowe do lekko peralkalicznych i bogate w żelazo. Granity te są wytwarzane przez częściowe topienie litologii ogniotrwałej, takiej jak granulity w dolnej skorupie kontynentalnej, przy wysokich gradientach termicznych. Prowadzi to do znacznej ekstrakcji uwodnionych wytopów felsowych z rezytytów granulitowo-facjalnych. Granity typu A występują w prowincji alkalicznej lodowca Koettlitz w Royal Society Range na Antarktydzie. Ryolity kaldery Yellowstone są przykładami wulkanicznych odpowiedników granitu typu A.

Później zaproponowano, aby granit typu M obejmował te granity, które wyraźnie pochodziły ze skrystalizowanej magmy maficznej, zwykle pochodzącej z płaszcza. Chociaż krystalizacja frakcyjna stopów bazaltowych może dać niewielkie ilości granitów, które czasami znajdują się w łukach wyspowych, takie granity muszą występować razem z dużymi ilościami skał bazaltowych.

Zasugerowano granity typu H dla granitów hybrydowych, które, jak przypuszczano, powstają w wyniku mieszania maficznego i felsowego z różnych źródeł, takich jak typu M i typu S. Jednak duża różnica w reologii między magmami maficznymi i felsowymi sprawia, że ​​proces ten jest z natury problematyczny.

Granityzacja

Granityzacja to stara i w dużej mierze odrzucona hipoteza, że ​​granit powstaje na miejscu w wyniku skrajnego metasomatyzmu . Pomysł stojący za granityzacją polegał na tym, że płyny rzekomo wprowadzałyby pierwiastki takie jak potas i usuwały inne, takie jak wapń, aby przekształcić skałę metamorficzną w granit. Miało to nastąpić po drugiej stronie migrującego frontu. Jednak prace eksperymentalne wykazały, że w latach sześćdziesiątych XX wieku granity były pochodzenia magmowego. Mineralogiczne i chemiczne cechy granitu można wyjaśnić jedynie za pomocą relacji fazowych kryształ-ciecz, pokazując, że topnienie musiało być przynajmniej wystarczające, aby zmobilizować magmę.

Jednak na wystarczająco głębokich poziomach skorupy rozróżnienie między metamorfizmem a samym topnieniem skorupy staje się niejasne. Warunki krystalizacji ciekłej magmy są na tyle bliskie warunkom metamorfizmu wysokiego stopnia, że ​​skały często są do siebie bardzo podobne. W tych warunkach stopiony granit można wytwarzać na miejscu poprzez częściowe stopienie skał metamorficznych przez ekstrakcję pierwiastków ruchomych w stopie, takich jak potas i krzem, do stopów, ale pozostawiając inne, takie jak wapń i żelazo, w pozostałościach granulitu. To może być pochodzenie migmatytów . Migmatyt składa się z ciemnej, ogniotrwałej skały ( melanosom ), który jest przesiąknięty warstwami i kanałami lekkiej skały granitowej ( leukosom ) . Leukosom jest interpretowany jako częściowe stopienie skały macierzystej, która zaczęła oddzielać się od pozostałej stałej pozostałości (melanosomu). Jeśli zostanie wyprodukowana wystarczająca ilość częściowego stopienia, oddzieli się od skały źródłowej, stanie się bardziej rozwinięty w wyniku krystalizacji frakcyjnej podczas wznoszenia się w kierunku powierzchni i stanie się magmowym rodzicem skały granitowej. Pozostałość skały macierzystej staje się granulatem .

Częściowe stopienie litych skał wymaga wysokich temperatur i dodatku wody lub innych substancji lotnych, które obniżają temperaturę solidusu (temperaturę, w której zaczyna się częściowe topienie) tych skał. Od dawna dyskutowano, czy pogrubienie skorupy ziemskiej w orogenach (pasy górskie wzdłuż zbieżnych granic ) było wystarczające do wytworzenia stopionego granitu przez ogrzewanie radiogeniczne , ale ostatnie prace sugerują, że nie jest to opłacalny mechanizm. Granityzacja in situ wymaga ogrzewania przez płaszcz astenosferyczny lub przez podkładanie magmami pochodzącymi z płaszcza.

Wzniesienie i umiejscowienie

Magmy granitowe mają gęstość 2,4 Mg/m 3 , znacznie mniej niż 2,8 Mg/m 3 wysokiej jakości skał metamorficznych. Daje im to ogromną pływalność, więc wynurzanie się magmy jest nieuniknione, gdy zgromadzi się wystarczająca ilość magmy. Jednak pytanie, w jaki sposób tak duże ilości magmy są w stanie odepchnąć wiejskie skały , aby zrobić dla siebie miejsce ( problem pokoju ), jest nadal przedmiotem badań.

Uważa się, że ważne są dwa główne mechanizmy:

Spośród tych dwóch mechanizmów diapiryzm Stokesa był preferowany przez wiele lat z powodu braku rozsądnej alternatywy. Podstawową ideą jest to, że magma wzniesie się przez skorupę jako pojedyncza masa dzięki wyporowi . Gdy się podnosi, ogrzewa skały ściany , powodując, że zachowują się one jak płyn o prawie mocy , a tym samym opływają intruzję , umożliwiając jej przejście bez większych strat ciepła. Jest to całkowicie wykonalne w ciepłym, plastycznym dolna skorupa, gdzie skały łatwo ulegają deformacji, ale występują problemy w skorupie górnej, która jest znacznie zimniejsza i bardziej krucha. Skały nie odkształcają się tam tak łatwo: aby magma wznosiła się jako diapir, zużywałaby zbyt dużo energii na ogrzewanie skał ściennych, a tym samym chłodzenie i zestalanie się przed osiągnięciem wyższych poziomów w skorupie.

pęknięć jest mechanizmem preferowanym przez wielu geologów, ponieważ w dużej mierze eliminuje główne problemy związane z przemieszczaniem ogromnej masy magmy przez zimną, kruchą skorupę. Zamiast tego magma unosi się w małych kanałach wzdłuż samorozprzestrzeniających się grobli , które tworzą się wzdłuż nowych lub wcześniej istniejących systemów pęknięć lub uskoków oraz sieci aktywnych stref ścinania. Gdy te wąskie kanały się otwierają, pierwsza magma, która wchodzi, krzepnie i zapewnia formę izolacji dla późniejszej magmy.

Mechanizmy te mogą działać w tandemie. Na przykład diapiry mogą nadal unosić się przez kruchą górną skorupę poprzez zatrzymywanie się , gdzie granit pęka skały stropowe, usuwając bloki pokrywającej je skorupy, które następnie opadają na dno diapiru, podczas gdy magma unosi się, by zająć ich miejsce. Może to nastąpić jako częściowe zatrzymanie (zatrzymanie małych bloków stropu komory), osiadanie kotła (zawalenie się dużych bloków stropu komory) lub zawalenie się dachu (całkowite zawalenie się stropu płytkiej komory magmowej wraz z kalderą erupcja). Dowody na fragmentaryczne zatrzymywanie można znaleźć w intruzjach otoczonych brekcją magmową zawierającą fragmenty wiejskiej skały.

Asymilacja to kolejny mechanizm wynurzania, w którym granit wtapia się w skorupę i usuwa w ten sposób leżący nad nią materiał. Jest to ograniczone ilością dostępnej energii cieplnej, którą należy uzupełnić przez krystalizację wyżej topliwych minerałów w magmie. W ten sposób magma topi skały skorupy ziemskiej na swoim dachu, jednocześnie krystalizując u podstawy. Powoduje to stałe zanieczyszczenie materiałem skorupy ziemskiej w miarę wzrostu magmy. Może to nie być oczywiste w chemii głównych i mniejszych pierwiastków, ponieważ minerały, które najprawdopodobniej krystalizują u podstawy komory, są tymi samymi, które i tak by krystalizowały, ale asymilacja skorupy jest wykrywalna w stosunkach izotopów. Utrata ciepła do wiejskiej skały oznacza, że ​​wynurzanie przez asymilację jest ograniczone do odległości zbliżonej do wysokości komory magmowej.

Zwietrzenie

Dalsze informacje: Wietrzenie
Grus piasek i granitoid z którego pochodzi

Fizyczne wietrzenie występuje na dużą skalę w postaci połączeń złuszczających , które są wynikiem rozszerzania się i pękania granitu w miarę zmniejszania się ciśnienia, gdy pokrywający materiał jest usuwany przez erozję lub inne procesy.

Chemiczne wietrzenie granitu występuje, gdy rozcieńczony kwas węglowy i inne kwasy obecne w wodzie deszczowej i glebowej zmieniają skaleń w procesie zwanym hydrolizą . Jak wykazano w poniższej reakcji, powoduje to, że skaleń potasowy tworzy kaolinit , z jonami potasu, wodorowęglanem i krzemionką w roztworze jako produktami ubocznymi. Końcowym produktem wietrzenia granitu jest grus , który często składa się z gruboziarnistych fragmentów rozdrobnionego granitu.

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 −

Zmiany klimatyczne wpływają również na szybkość wietrzenia granitów. Przez około dwa tysiące lat płaskorzeźby na Igła Kleopatry przetrwały suche warunki, w których powstały, zanim zostały przeniesione do Londynu. W ciągu dwustu lat czerwony granit drastycznie zniszczył wilgotne i zanieczyszczone powietrze.

Rozwój gleby na granicie odzwierciedla wysoką zawartość kwarcu w skale i brak dostępnych zasad, przy czym niski stan gleby predysponuje glebę do zakwaszenia i bielicowania w chłodnym, wilgotnym klimacie, ponieważ kwarc odporny na warunki atmosferyczne daje dużo piasku. Skalenie również powoli wietrzeją w chłodnym klimacie, pozwalając piaskowi dominować we frakcji drobnej ziemi. W ciepłych i wilgotnych regionach wietrzenie skalenia, jak opisano powyżej, jest przyspieszane, aby umożliwić znacznie wyższy udział gliny w glebie z serii Cecil, która jest doskonałym przykładem wynikającej z tego wielkiej grupy gleb Ultisol .

Promieniowanie naturalne

Granit jest naturalnym źródłem promieniowania , podobnie jak większość kamieni naturalnych. Potas-40 jest izotopem promieniotwórczym o słabej emisji, a także składnikiem skalenia alkalicznego , który z kolei jest powszechnym składnikiem skał granitowych, bardziej obfitych w alkaliczny granit skaleniowy i sjenity . Niektóre granity zawierają około 10 do 20 części na milion (ppm) uranu . Dla kontrastu, bardziej maficzne skały, takie jak tonalit, gabro i dioryt , zawierają od 1 do 5 ppm uranu i wapienie i skały osadowe mają zwykle równie niewielkie ilości.

Wiele dużych plutonów granitowych jest źródłem złóż rud uranu w paleokanałach lub walcowanych , gdzie uran jest wypłukiwany do osadów z granitowych wyżyn i związanych z nimi, często wysoce radioaktywnych pegmatytów.

Piwnice i piwnice wbudowane w glebę nad granitem mogą stać się pułapką na gaz radon [ potrzebne źródło ] , który powstaje w wyniku rozpadu uranu. Gaz radon stwarza poważne problemy zdrowotne i jest drugą po paleniu przyczyną raka płuc w USA.

Tor występuje we wszystkich granitach. Granit Conway był znany ze stosunkowo wysokiego stężenia toru, wynoszącego 56 ± 6 ppm.

Istnieją pewne obawy, że niektóre granity sprzedawane jako blaty lub materiały budowlane mogą być niebezpieczne dla zdrowia. Dan Steck z St. Johns University stwierdził, że około 5% wszystkich granitów budzi obawy, z zastrzeżeniem, że przetestowano tylko niewielki procent z dziesiątek tysięcy typów płyt granitowych. Zasoby krajowych organizacji zajmujących się badaniami geologicznymi są dostępne online, aby pomóc w ocenie czynników ryzyka w kraju z granitu i zasad projektowania odnoszących się w szczególności do zapobiegania gromadzeniu się radonu w zamkniętych piwnicach i mieszkaniach.

Badanie blatów granitowych zostało przeprowadzone (zainicjowane i opłacone przez Marble Institute of America) w listopadzie 2008 r. przez National Health and Engineering Inc. z USA. W tym teście wszystkie z 39 pełnowymiarowych płyt granitowych, które zostały zmierzone na potrzeby badania, wykazały poziomy promieniowania znacznie poniżej norm bezpieczeństwa Unii Europejskiej (sekcja 4.1.1.1 badania National Health and Engineering) oraz poziomy emisji radonu znacznie poniżej średniej stężenia radonu na zewnątrz w USA.

Przemysł

Kamieniołom wymiaru granitu w Taivassalo , Finlandia

Przemysł związany z granitem i marmurem jest uważany za jeden z najstarszych przemysłów na świecie, istniejący już w starożytnym Egipcie .

Główni współcześni eksporterzy granitu to Chiny, Indie, Włochy, Brazylia, Kanada, Niemcy, Szwecja, Hiszpania i Stany Zjednoczone.

Używa

Antyk

Igła Kleopatry, Londyn

Czerwona Piramida w Egipcie (ok. 2590 r. p.n.e.), nazwana tak ze względu na jasnopurpurowy odcień odsłoniętych wapiennych powierzchni, jest trzecią co do wielkości piramidą egipską . Piramida Mykerinosa , prawdopodobnie datowana na 2510 rok p.n.e., została zbudowana z bloków wapienia i granitu. Wielka Piramida w Gizie (ok. 2580 pne ) zawiera ogromny granitowy sarkofag wykonany z „czerwonego granitu asuańskiego ”. W większości zrujnowana Czarna Piramida pochodząca z czasów panowania Amenemhata III kiedyś miał wypolerowany granitowy piramidion lub zwieńczenie, który jest obecnie wystawiony w głównym holu Muzeum Egipskiego w Kairze (patrz Dahshur ). Inne zastosowania w starożytnym Egipcie obejmują kolumny , nadproża drzwi , parapety , ościeża oraz okleiny ścienne i podłogowe. Sposób, w jaki Egipcjanie pracowali nad litym granitem, jest nadal przedmiotem dyskusji. Patrick Hunt postulował, że Egipcjanie używali szmergla , który ma większe właściwości twardość w skali Mohsa .

Grota Seokguram w Korei jest świątynią buddyjską i częścią kompleksu świątynnego Bulguksa . Ukończona w 774 rne, jest to sztuczna grota zbudowana w całości z granitu. Główny Budda groty jest wysoko cenionym dziełem sztuki buddyjskiej i wraz z kompleksem świątynnym, do którego należy, Seokguram został wpisany na Listę Światowego Dziedzictwa UNESCO w 1995 roku.

Rajaraja Chola I z dynastii Chola w południowych Indiach zbudował pierwszą na świecie świątynię w całości z granitu w XI wieku naszej ery w Tanjore w Indiach . Świątynia Brihadeeswarar poświęcona Panu Śiwie została zbudowana w 1010 roku. Uważa się, że masywny Gopuram (ozdobna, górna część świątyni) ma masę około 81 ton. Była to najwyższa świątynia w południowych Indiach.

Cesarsko-rzymski granit wydobywano głównie w Egipcie, a także w Turcji oraz na wyspach Elba i Giglio . Granit stał się „integralną częścią rzymskiego języka architektury monumentalnej”. Wydobycie ustało około III wieku naszej ery. Począwszy od późnej starożytności granit był ponownie używany, co najmniej od początku XVI wieku stało się znane jako spolia . Dzięki procesowi nawęglania granit z wiekiem staje się twardszy. Technologia wymagana do wytwarzania hartowanego metalu dłuta zostały w dużej mierze zapomniane w średniowieczu. W rezultacie średniowieczni kamieniarze byli zmuszeni używać pił lub szmergla do skracania starożytnych kolumn lub rąbania ich na dyski. Giorgio Vasari zauważył w XVI wieku, że granit w kamieniołomach był „o wiele bardziej miękki i łatwiejszy w obróbce niż po tym, jak leżał odsłonięty”, podczas gdy starożytne kolumny, ze względu na swoją „twardość i solidność, nie mają się czego obawiać ognia ani miecza, ani samego czasu, wszystko doprowadza do ruiny, nie tylko ich nie zniszczył, ale nawet nie zmienił ich koloru”.

Nowoczesny

Rzeźby i pomniki

Granity (powierzchnie cięte i polerowane)

Na niektórych obszarach granit jest używany do nagrobków i pomników. Granit jest twardym kamieniem i wymaga umiejętności ręcznego rzeźbienia. Aż do początku XVIII wieku w świecie zachodnim granit można było rzeźbić tylko przy użyciu narzędzi ręcznych, z ogólnie słabymi wynikami.

Kluczowym przełomem było wynalezienie przez Alexandra MacDonalda z Aberdeen napędzanych parą narzędzi do cięcia i obciągania , zainspirowanych starożytnymi egipskimi rzeźbami granitowymi. W 1832 roku na cmentarzu Kensal Green zainstalowano pierwszy wypolerowany nagrobek z granitu Aberdeen, który został wzniesiony na angielskim cmentarzu . Wywołało to sensację w londyńskim handlu monumentami i przez kilka lat cały zamówiony polerowany granit pochodził z MacDonald's. W wyniku prac rzeźbiarza Williama Lesliego, a później Sidneya Fielda, granitowe pomniki stały się głównym symbolem statusu w wiktoriańskiej Wielkiej Brytanii. Królewski sarkofag w Frogmore był prawdopodobnie szczytem swojej pracy, a przy 30 tonach jednym z największych. Dopiero w latach osiemdziesiątych XIX wieku konkurencyjne maszyny i zakłady mogły konkurować z zakładami MacDonalda.

Nowoczesne metody rzeźbienia obejmują sterowane komputerowo wiertła obrotowe i piaskowanie na gumowym szablonie. Pozostawiając odsłonięte litery, cyfry i emblematy, a pozostałą część kamienia pokrytą gumą, blaster może stworzyć praktycznie każdy rodzaj dzieła sztuki lub epitafium.

Kamień zwany „czarnym granitem” to zwykle gabro , które ma zupełnie inny skład chemiczny.

Budynki

Granitowy zamek Aulanko w Hämeenlinna w Finlandii

Granit był szeroko stosowany jako kamień wymiarowy i płytki podłogowe w budynkach publicznych i komercyjnych oraz pomnikach. Aberdeen w Szkocji, które jest zbudowane głównie z lokalnego granitu, jest znane jako „Granitowe Miasto”. Ze względu na jego obfitość w Nowej Anglii , granit był powszechnie używany do budowy fundamentów pod domy. Kolej Granitowa , pierwsza linia kolejowa w Ameryce, została zbudowana w latach dwudziestych XIX wieku w celu transportu granitu z kamieniołomów w Quincy w stanie Massachusetts do rzeki Neponset .

Inżynieria

Inżynierowie tradycyjnie używali polerowanych granitowych płyt powierzchniowych do ustalenia płaszczyzny odniesienia, ponieważ są one stosunkowo nieprzepuszczalne, nieelastyczne i zachowują dobrą stabilność wymiarową. Beton piaskowany z dużą zawartością kruszywa ma wygląd podobny do szorstkiego granitu i jest często używany jako zamiennik, gdy użycie prawdziwego granitu jest niepraktyczne. Stoły granitowe są szeroko stosowane jako podstawy, a nawet jako cały korpus konstrukcyjny instrumentów optycznych, maszyn współrzędnościowych i bardzo precyzyjnych maszyn CNC ze względu na sztywność granitu, wysoką stabilność wymiarową i doskonałe właściwości wibracyjne. Najbardziej niezwykłym zastosowaniem granitu był materiał torów kolejki Haytor Granite Tramway w hrabstwie Devon w Anglii w 1820 r. Blok granitowy jest zwykle przetwarzany na płyty, które można ciąć i kształtować za pomocą centrum tnącego. W inżynierii wojskowej Finlandia umieściła granitowe głazy wzdłuż linii Mannerheima, aby zablokować inwazję rosyjskich czołgów podczas wojny zimowej 1939–40.

Bruk

Granit jest używany jako materiał nawierzchniowy . Dzieje się tak, ponieważ jest niezwykle trwały, przepuszczalny i wymaga niewielkiej konserwacji. Na przykład w Sydney w Australii do nawierzchni i krawężników w całej centralnej dzielnicy biznesowej używa się czarnego granitu .

Kamienie do curlingu

Kamienie do curlingu

do curlingu są tradycyjnie wykonane z granitu Ailsa Craig. Pierwsze kamienie powstały w latach pięćdziesiątych XVIII wieku, a ich pierwotnym źródłem była Ailsa Craig w Szkocji . Ze względu na rzadkość tego granitu najlepsze kamienie mogą kosztować nawet 1500 USD. Od 60 do 70 procent używanych obecnie kamieni jest wykonanych z granitu Ailsa Craig. Chociaż wyspa jest obecnie rezerwatem dzikiej przyrody, nadal jest wydobywana na podstawie licencji na granit Ailsa firmy Kays of Scotland na kamienie do curlingu.

Wspinaczka skałkowa

Granit jest jedną ze skał najbardziej cenionych przez wspinaczy ze względu na swoją stromość, solidność, systemy pęknięć i tarcie. Do znanych miejsc do wspinaczki granitowej należą dolina Yosemite , Bugaboos , masyw Mont Blanc (oraz szczyty takie jak Aiguille du Dru , góry Morne , Alpy Adamello-Presanella , Aiguille du Midi i Grandes Jorasses ), Bregaglia , Korsyka , części Karakorum ( zwłaszcza Trango Towers ), masyw Fitzroy w Patagonii , Wyspa Baffina , Ogawayama , wybrzeże Kornwalii , Cairngorms , Góra Sugarloaf w Rio de Janeiro w Brazylii i Stawamus Chief w Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie.

Galeria

Zobacz też

Cytaty

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Granit&oldid=1140807719 ”