Гранит: состав, свойства и применение

Гранит — одна из самых известных горных пород. Его можно увидеть в облицовке зданий, памятниках, ступенях, набережных и дорожном щебне. На первый взгляд гранит кажется просто очень твёрдым камнем, но в действительности это сложная природная смесь нескольких минералов. Каждый из них придаёт породе свои особенности: цвет, блеск, прочность и рисунок.

Для школьного доклада важно понимать главное: гранит не является отдельным минералом. Это магматическая горная порода, которая образуется, когда расплавленное вещество в глубине земной коры медленно остывает и превращается в твёрдую массу. Из-за медленного охлаждения кристаллы успевают вырасти достаточно крупными, поэтому многие зёрна гранита можно различить невооружённым глазом.

Как образуется гранит

Внутри Земли в некоторых местах горные породы могут частично плавиться. Так образуется магма — горячее расплавленное вещество. Иногда магма поднимается вверх, но не выходит на поверхность. Она остаётся на глубине и постепенно остывает в окружении других пород.

Если охлаждение идёт медленно, атомы успевают выстроиться в кристаллы разных минералов. Поэтому гранит имеет зернистое строение. В одном кусочке можно увидеть светлые, сероватые, розовые и тёмные вкрапления. Это не случайные пятна, а отдельные минеральные зёрна.

Такие породы геологи называют интрузивными, или глубинными магматическими. Гранит обычно формируется не за дни и не за годы, а в ходе длительных геологических процессов. Позже верхние слои пород могут разрушаться и сноситься, и гранитный массив оказывается ближе к поверхности.

Из чего состоит гранит

Основу большинства гранитов составляют кварц и полевые шпаты. Кроме них обычно присутствует небольшое количество слюды и других тёмных минералов. Точный состав у разных гранитов различается, поэтому их цвет и рисунок тоже неодинаковы.

Нельзя считать, что любой камень с пятнами кварца и слюды обязательно гранит. Для точного определения геологи изучают набор минералов, их соотношение и строение породы.

Почему гранит бывает разного цвета

В природе встречаются светло-серые, розовые, красноватые и другие граниты. Главную роль в окраске часто играют полевые шпаты. Если в породе много светлых минералов, гранит выглядит светлее. Тёмные слюды и амфиболы образуют чёрные или тёмно-зелёные точки.

Цвет сам по себе не показывает прочность гранита. Два образца одинакового оттенка могут отличаться по составу и свойствам. Кроме того, на внешний вид влияет размер кристаллов: крупнозернистый гранит выглядит иначе, чем более мелкозернистый.

Главные свойства гранита

Прочность и твёрдость

Гранит трудно раскрошить руками или поцарапать обычным предметом. Кварц и полевые шпаты относятся к достаточно твёрдым минералам, а их кристаллы плотно сцеплены между собой. Поэтому гранит хорошо выдерживает нагрузку и долго служит в строительных конструкциях и наружной отделке.

Зернистое строение

Гранит состоит из отдельных минеральных зёрен. Часто их можно увидеть без увеличительного стекла. Именно это отличает многие глубинные магматические породы от вулканических пород, которые остывали гораздо быстрее у поверхности.

Устойчивость к погоде

Гранит достаточно стоек, но это не значит, что он вообще не разрушается. Вода может попадать в трещины, при замерзании расширяться и постепенно увеличивать их. Перепады температуры, химическое выветривание и действие корней растений тоже со временем изменяют поверхность камня.

Способность хорошо полироваться

Некоторые сорта гранита после обработки приобретают гладкую блестящую поверхность. Благодаря этому его используют не только как прочный, но и как декоративный материал.

Где гранит встречается в природе

Гранит особенно характерен для континентальной земной коры. Огромные гранитные тела могут составлять части горных массивов. Иногда они выходят на поверхность в виде скал и обнажений, а иногда скрыты под почвой и другими породами.

Хорошо известны гранитные ландшафты, где ветер, вода, лёд и перепады температуры постепенно обнажили массивные скалы. Такие места показывают, насколько крупными могут быть древние тела застывшей магмы.

Как человек добывает и обрабатывает гранит

Гранит добывают в карьерах. Если нужен облицовочный или памятниковый камень, важно получить крупные блоки без лишних трещин. Их отделяют от массива, перевозят на производство, распиливают на плиты, шлифуют и при необходимости полируют.

Для щебня внешний вид не так важен. Камень дробят на куски нужного размера, затем сортируют. Такой материал используют в дорожном строительстве, бетонных смесях и других работах.

Добыча камня требует техники, энергии и соблюдения правил безопасности. После разработки карьера важно уменьшать пыль, правильно обращаться с отходами и восстанавливать нарушенные участки территории.

Где применяется гранит

• Строительство. Из гранита делают облицовочные плиты, ступени, бордюры, элементы фасадов.
• Дороги. Дроблёный гранит используют как щебень в основании дорог и в некоторых строительных смесях.
• Памятники. Прочность и возможность полировки делают гранит удобным для мемориальных сооружений.
• Городское благоустройство. Камень применяют для мощения, набережных, площадей и лестниц.
• Интерьер. Из гранитных плит делают подоконники, покрытия и рабочие поверхности.

При выборе материала учитывают не только красоту, но и конкретные свойства: наличие трещин, водопоглощение, устойчивость к истиранию и условия эксплуатации.

Гранит и похожие породы: простое сравнение

Как распознать гранит в учебной коллекции

Посмотрите на свежий скол образца. Если видны отдельные светлые и тёмные кристаллы, попробуйте найти стекловидный кварц, полевые шпаты и блестящие пластинки слюды. У типичного гранита нет слоёв, похожих на слои осадочных пород. Его кристаллы словно образуют плотную мозаику.

Не стоит проводить опасные опыты с сильными кислотами или тяжёлыми инструментами. Для школьного наблюдения достаточно рассмотреть цвет, зернистость, блеск отдельных минералов и сравнить образец с фотографиями или коллекцией горных пород.

Почему гранит важен для природы и человека

Гранит важен не только как строительное сырьё. Его разрушение участвует в образовании рыхлого материала и почв. Минералы постепенно изменяются под действием воды и воздуха: например, некоторые полевые шпаты могут превращаться в глинистые минералы. Частицы разрушенной породы переносятся ручьями и реками, становясь частью осадков.

Так один и тот же материал оказывается связан сразу с несколькими этапами круговорота горных пород: сначала магма застывает и образует гранит, затем гранит выветривается, его обломки переносятся и могут стать частью новых осадочных пород.

Интересные факты о граните

• Гранит относится к глубинным магматическим породам.
• Его крупные кристаллы свидетельствуют о сравнительно медленном охлаждении магмы.
• В составе гранита особенно важны кварц и полевые шпаты.
• Розоватый оттенок часто связан с окраской полевого шпата.
• Даже очень прочный гранит со временем подвергается выветриванию.
• Дроблёный гранит и крупные декоративные блоки имеют разные способы использования.

Как гранит превращается в песок и глину

Даже самый крепкий гранит не вечен. На поверхности Земли он попадает в условия, сильно отличающиеся от тех, где сформировался. Вода просачивается по трещинам, температура меняется, а кислород и углекислый газ участвуют в химических реакциях. Кварц обычно сохраняется дольше многих других компонентов, а полевые шпаты постепенно изменяются и могут давать начало глинистым минералам.

Если разрушенный материал подхватит река, крупные обломки будут дробиться и истираться. Более стойкие кварцевые зёрна могут войти в состав песка, а очень мелкие продукты химического выветривания — в состав глины. Поэтому темы о граните, песке и глине тесно связаны между собой.

Почему гранит используют в памятниках

Для памятника важны долговечность, возможность получить ровную поверхность и устойчивость к погодным условиям. Плотный качественный гранит подходит для этих целей: его можно резать, шлифовать, полировать и наносить на поверхность надписи или изображения. При этом мастера подбирают блок без крупных дефектов, потому что естественная трещина может ослабить изделие.

Тем не менее памятники из гранита тоже требуют ухода. На поверхности накапливаются пыль и биологические обрастания, а вода постепенно воздействует на минералы. Долговечность не означает полной неизменности.

Краткий план доклада

1. Что называют гранитом.
2. Как гранит образуется в глубине Земли.
3. Основные минералы в составе породы.
4. Главные свойства гранита.
5. Где его добывают и как обрабатывают.
6. Применение гранита человеком.
7. Роль выветривания гранита в природе.

Вывод

Гранит — прочная зернистая магматическая порода, образовавшаяся при медленном охлаждении магмы в глубине земной коры. Обычно в нём много кварца и полевых шпатов, а также присутствуют слюда и другие минералы. Благодаря прочности, долговечности и красивому рисунку гранит широко применяется в строительстве и благоустройстве. Но даже этот твёрдый камень постепенно изменяется под действием воды, воздуха и температуры, участвуя в общем круговороте горных пород на Земле.