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.

Название гранита произошло от латинского слова granum, которое в переводе означает «зерно». Данная горная порода действительно имеет кристаллическую крупнозернистую структуру. Происхождение гранита может быть магматическое, метаморфическое и смешанное.

Данная горная порода имеет кристаллическую крупнозернистую структуру

Магматическое или вулканическое происхождение гранитного массива связано с медленным остыванием и затвердением магмы в земной коре. Метаморфическим способом минералы возникают в процессе гранитизации, который представляет собой спекание и частичное расплавление обломков различных горных пород. Но зачастую геологам очень сложно определить, каким именно способом образуется гранит, тем более что ни на физические свойства, ни на химический состав это не влияет. Как правило, гранитные пласты огромных размеров залегают под континентами и являются основой для горных хребтов.

Основные физические свойства материала: прочность, плотность, устойчивость к высокой температуре и воздействию окружающей среды.

Если сравнивать данный камень с бетоном, то прочность первого будет намного выше. К примеру, он может выдержать давление в 6 раз больше, чем бетон. Плотность гранита является еще одной отличительной чертой, ведь по отношению к тому же бетону он весит на 12% больше.

Твердость пород в первую очередь зависит от уровня поглощения влаги. Чем меньше процент влагопоглощения в камнях, тем прочнее они. В этом плане минерал является бесспорным лидером, поскольку благодаря своей глубине залегания он поглощает влагу лишь в пределах 0,2%. Во вторую очередь твердость гранита зависит от наличия в нем кварца, который, помимо всего прочего, обеспечивает еще и термостойкость. Температура плавления камня может достигать 700°С. Кроме того, благодаря той же водонепроницаемости он способен выдержать перепады температуры в пределах 100 градусов, поэтому количество циклов замораживания и нагревания может достигать не одну сотню раз.

В целом физические свойства и долговечность данного минерала зависят еще и от его структуры, согласно которой выделяют следующие виды гранита:

• крупнозернистый;
• среднезернистый;
• мелкозернистый.

Наибольшую ценность представляет мелкозернистая структура менее 2 мм. Данная разновидность имеет лучшее сопротивление к механическим воздействиям и более высокую температуру плавки.

Несмотря на столь высокие показатели прочности и плотности, гранитные камни относятся к хорошо обрабатываемому строительному материалу. Их без проблем можно разрезать, отшлифовать и отполировать. Если минералы тщательно огранены, они приобретают гладкую и блестящую поверхность, не уступающую по красоте мрамору.

Станок для обработки гранита (видео)

Химический состав и разновидности

Если рассмотреть гранит в схеме разреза, можно четко увидеть вкрапления других минералов и структуру зерен. Даже краткое введение в его структурные особенности поможет понять, что делает этот камень уникальным.

Химический состав включает в себя в основном минеральный ряд, щелочь и кремнекислоту. Согласно средним показателям, в минеральный состав гранита входят полевые шпаты (плагиоклаз, ортоклаз, калиевый полевой шпат в количестве 60-65%), кварц (до 35%) и слюды (мусковит, биотит — 5-10%). В незначительных количествах могут присутствовать железо, магний и кальций.

Химическая составляющая этого природного минерала влияет и на его цвет. Вопреки распространенному мнению, тот или иной цвет камня определяется не наличием в нем кварца, который, как правило, вовсе бесцветный, а входящими в него полевыми шпатами и слюдами. А что касается кварца, то он предоставляет камню в основном блеск, хотя в природе встречаются черно-кварцевые экземпляры.

Чаще всего благодаря полевым шпатам образуются красные, розовые, оранжевые и серые оттенки. Редко в природе встречается голубой окрас и зеленый, или, как его еще называют, амазонитовый. Темный цвет породе придают слюды. Одним из наиболее распространенных по цвету считается розовый гранит, оттенок которого может иногда достигать светло-алого или даже насыщенно красного цвета.

Галерея: камень гранит (25 фото)

Виды согласно химическому составу

Состав гранита не только влияет на цвет породы или структуру, но и определяет его разновидность. В зависимости от содержания в нем темноцветных элементов — слюд, — геологи выделяют следующие разновидности минерала:

1. Аляксит — вовсе не содержит темноцветных вкраплений.
2. Лейкогранит — низкое содержание слюд.
3. Щелочной — гранит, в составе которого присутствуют щелочные амфиболы.
4. Биотитовый — 6-8% биотита.
5. Двуслюдяной — входят 2 элемента: мусковит, биотит.
6. Литий-фтористый — содержит исключительно литиевые элементы.

Обработка гранита и мрамора (видео)

Полезные свойства и применение в строительстве

Благодаря простоте обработки, длительному сроку эксплуатации и замечательному внешнему виду природный камень гранит можно по праву считать универсальным материалом. Но на этом, конечно, описание преимуществ материала не заканчивается. Ведь свойства и применение его в строительстве поистине неограниченны.

Кроме перечисленных, стоит выделить такие полезные свойства данного строительного материала, как:

• экологичность;
• богатая цветовая гамма;
• разнообразие фактур;
• отличная совместимость с другими материалами.

Изначально гранитные массивы использовались для возведения масштабных сооружений: стадионов, церквей, театров. В современном строительстве он нашел широкое применение в изготовлении памятников и скульптур.

Из ограненного камня делают даже ювелирные украшения, бусы или браслеты.

Применение данного минерала можно также встретить в оформлении интерьеров. Любое изделие, будь то сооружение, памятник или простой подоконник, всегда выглядит очень элегантно.

Учитывая вышеизложенные характеристики гранита, неудивительно, что он является одним из наиболее распространенных строительных материалов в мире. Но ко всем преимуществам его следует добавить один существенный недостаток — тяжелый вес, который сильно ограничивает массовое использование гранита в строительстве. Даже при наличии современной техники гранитную плиту, весящую минимум 2700 кг на 1 м³, очень сложно транспортировать.

Для решения данной проблемы прибегают к различным методам, например добавлению различных примесей или созданию аналогов. Таким образом, на рынке строительных материалов появляется керамический и искусственный гранит, который однако по своим качествам значительно уступает природному.