Granit

Granit je dubinska magmatska stena, iz grupe kiselih magmatskih stena koje imaju granularnu i faneritnu teksturu. Graniti mogu biti pretežno bele, ružičaste ili sive boje, u zavisnosti od njihove mineralogije. Široko je rasprostranjen u Zemljinoj kori. Nastao je hlađenjem i učvršćenjem užarene magme u unutrašnjosti Zemlje. Strogo gledano, granit je eruptivna stena sa između 20% i 60% kvarca po zapremini, i bar 35% od ukupnog feldspata se sastoji od alkalnog feldspata, mada se obično termin grafit koristi za širi opseg grubo-zrnastih eruptivnih stena koje se sastoje od kvarca i feldspata. Jedan je od najtvrđih materijala. Pošto je čvrst i otporan materijal često se koristi u građevinarstvu. Stari Egipćani su ga koristili za izgradnju obeliska. Prosečna gustina granita je 2750 kilograma po metru kubnom. Reč granit dolazi od latinske reči granum, koja znači zrno. Za razliku od drugih magmatskih stena granit nije nađen na Mesecu.

Granit iz nacionalnog parka Josemit

Termin „granitni” se odnosi na granit i grupu srodnih magmatskih stena sa sličnim teksturama i malim varijacijama u sastavu i poreklu. Te stene se uglavnom sastoje od minerala feldspata, kvarca, liskuna, i amfibola, koji formiraju isprepletanu, donekle ekvigranularnu matricu od feldspata i kvarca sa rasutim tamnijim biotitom liskuna i amfibola (često hornblenda) rasprsnutim među mineralima svetlije boje. Povremeno su neki pojedinačni kristali (fenokristali) veći od osnovne mase, u kom slučaju je tekstura poznata kao porfiritna. Granitna stena sa porfiritnom strukturom je poznata kao granitni porfir. Granitoid je opšti, opisni termin ovog polja za svetlije obojene, grubozrne magmatske stene. Petrografsko ispitivanje je neophodno za identifikaciju specifičnih tipova granitoida. Ekstruzivni magmatski kameni ekvivalent granita je riolit.

Mikroskopski prikaz granita

Granit je skoro uvek masivan (tj. nedostaje mu unutrašnja struktura), tvrd i žilav. Ove osobine su učinile granit naširoko korištenim građevinskim kamenom kroz ljudsku istoriju. Prosečna gustina granita je između 2,65 i 2,75 g/cm³, njegova kompresivna jačina obično leži iznad 200 MPa, i njegova viskoznost pri STP je 3–6·10¹⁹ Pa·s. Temperatura topljenja suvog granita na ambijentalnom pritisku je 1215–1260 °C; ona je znatno umanjena u prisustvu vode, na 650 °C pri pritisku od nekoliko kBar. Granit ima lošu sveukupnu primarnu permeabilnost, ali jaku sekundarnu permeabilnost kroz pukotine i frakture, ako su one prisutne.

Nalazišta

Granit čini veliki deo kontinentalnih kora. Nastao je u različitim vremenima istorije Zemlje, od pre milijardu do nekolko desetina miliona godina. Najstarije granitne stene nalaze se u Švedskoj, Britaniji i Arizoni. Široko je rasprostranjen u zemljinoj kori i najčešća je osnova ispod sedimentnih stena. Često čine ogromne nepravilne mase, batolite. Iako je široko rasprostranjen postoje područja sa komercijalno vrednim kamenolomima granita:

• Skandinavija, tj. Finska, Norveška i Švedska
• Španija, najviše u Galiciji i Ekstramaduri
• Brazil
• Indija
• južni deo Afrike, tj. Angola, Namibija, Zimbabve, Južna Afrika

• 
  Azul Noce (Spain)
• 
  Bianco Tarn (France)
• 
  Meissen (Germany)
• 
  Flossenbürg (Germany)
• 
  Bohus Röd (Sweden)

Poreklo

Granit je magmatska stena i formirana je iz magme. Nastala je na dubini, nije stena nastala izlivom magme na površinu nego untar zemljine kore. Obično se to dešavalo na dubinama od 1,5 do 50 km. Dolazilo je do kristalizacije iz magme na dubini i mešanja sa drugim stenama. Hemijski sastav granita odražava različitu hemijsku strukturu stene od koje je magma iz koje je nastao granit. Kada nastanu određeni uslovi unutar površine nastaje granit. Ponekad obrazuje mala dubinska (intruzivna) tela, ali poznatiji je po velikim nepravilnim masama zvanim batoliti, za koje ne znamo dokle sežu u dubinu. Površina batolita može biti do desetaka hiljada kvadratnih kilometara. Batolit Kost Rejndž u Britanskoj Kolumbiji je dužine 2000 km i širine 200 km.

Granitni monolit u Britanskoj Kolumbiji

Upotreba

Crvena piramida u Egiptu iz 26. veka p. n. e. dobila je ime po izloženim bojama granitne površine. Treća je piramida po visini u Egiptu. Menkaurova piramida je građena pomoću krečnjaka i granitnih blokova. Keopsova piramida ima veliki granitni sarkofag. Svi obelisci starog Egipta rađeni su od granita iz Asuana, gde je najstariji kamenolom na svetu. Kako su Egipđani sekli tvrdi granit nije baš jasno.

Mnogi hindu hramovi u južnoj Indiji građeni su od granita. Najviše su građeni u 11. veku u doba kralja Radžaradže Čole I.

Granit se može uglačati do visokog sjaja, zbog toga je estetski jako prihvatljiv materijal. Granit se danas mnogo koristi kao podni kamen u javnim i komercijalnim zgradama i spomenicima. Pojavom kiselih kiša granit je postao pogodniji od mramora, jer je izdržljiviji. Često se koristi u kuhinjama kao gornja površina na kojoj se radi, a sveg zbog svojstva granita da je jako trajan materijal sa lepim estetskim izgledom.

Koristi se i za kamene kocke i ivičnjake na cestama, za oblaganje tunela, za postolja spomenika.

Starenje

Za više informacija pogledajte: Eluvijalni proces

Grusni pesak i granitoid iz koga je nastao

Fizičko starenje se javlja na velikim razmerama u obliku površinskih eksfolijacija, koje su rezultat granitnog širenja i pucanja pri oslobađunju pritiska, nakon čega pokrovni sloj materijala biva uklonjen erozijom i drugim procesima.

Hemijsko starenje granita se javlja kad razblažena ugljenična kiselina, i druge kiseline prisutne u kiši i površinskim vodama, menjaju feldspat putem procesa zvanog hidroliza. Kao što je pokazano u sledećoj reakciji, to uzrokuje da se iz kalijum Feldspata formira kaolinit, sa jonima kalijuma, bikarbonata, i silike u rastvoru kao nusproizvodi. Krajnji proizvod raspada granita je grus, koji se obično sastoji od krupnozrnih fragmenata od disintegrisanog granita.

2 KAlSi₃O₈ + 2 H₂CO₃ + 9 H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 4 H₄SiO₄ + 2 K⁺ + 2 HCO₃⁻

Klimatske varijacije isto tako utiču na stepen degradacije granita. Tokom oko dve hiljade godina, reljef je ugraviran na obelisku Kleopatrina igla je opstao u suvim uslovima njegove početne lokacije, pre nego što je prenet u London. Tokom narednih dve stotine godines, stanje crvenog granita se drastično pogoršalo u tamošnjem vlažnom i zagađenom vazduhu.

Razvoj tla na granitu odražava visok sadržaj kvarca u ovom kamenu i nedostatak raspoloživih baza, pri čemu niskobazni status predisponira tlo za acidifikaciju i podzolaciju u hladnim vlažnim klimama pošto kvarc koji je otporan na degradaciju daje puno peska. Feldspati se isto tako polako degradiraju u hladnim klimatskim uslovima, dozvoljavajući pesku da dominira frakcijom sitnozrnate zemlje. U toplim vlažnim regionima, degradacija feldspata kao što je gore opisana je ubrzana što omogućva formiranje znatno veće proporcije gline pri čemu su cesilne serije tla tipičan primer konsekventne velike grupe utisolnih tla.

Radioaktivnost

Granit u izvesnoj meri sadrži radioaktivne elemente. Kalijum-40 je radioaktivni izotop slabe emisije, koji je sastojak je alkalnog feldspata, uobičajene komponente granitnih stena, pri čemu je u većoj meri zastupljen u alkalnim feldspatnim granitima i sijenitima. Granit sadrži uranijum u iznosu od oko 10 do 20 delova na milion. S druge strane crni granit ima uranijuma 1 do 5 delova na milion, što otprilike odgovara krečnjaku i sedimentnim stenama.

Granit predstavlja potencijalni rizik zbog radioaktivnosti, jer se uranijum raspada, stvara se gas radon, ali najveću opasnost predstavljaju alfa čestice, koje se vežu sa prašinom. Takva prašina zadržavajući se u plućima povećava opasnost pojave raka. Ipak u većini slučajeva granit je podjednako opasan kao i bilo koja druga stena, odnosno njegovo zračenje je na nivou prirodne doze zračenja. Jedan broj granita ima povećan sadržaj uranijuma i takvi graniti predstavljaju potencijalnu opasnost.

Mnogi veliki granitni plutoni su izvor za paleokanalske ili frontalno valjane depozite rude uranijuma, gde se uranijum ispira u sedimente iz granitnih brda i povezanih, često visoko radioaktivnih pegmatita. Podrumi i sutereni ugrađeni u tlo preko granita mogu postati zamke za gas radon, koji se formira raspadom uranijuma. Gas radon predstavlja značajan zdravstveni problem i on je drugi po redu uzročnik raka pluća u SAD nakon pušenja duvana. Torijum se javlja u svim granitima. Poznato je da je konvej granit relativno bogat torijumom, sa koncentracijama od 56±6 ppm.

Postoji izvesna zabrinutost da neki graniti koji se prodaju kao pultovi ili građevinski materijal mogu da budu opasni po zdravlje. Dan Stek sa Sent Džonovog univerziteta je izjavio da oko 5% svog granita je predmet zabrinutosti, uz upozorenje da je testiran samo mali procenat od desetina hiljada tipova granitnih ploča. Različiti resursi nacionalnih organizacija za geološka istraživanja dostupni su na mreži kako bi se pomoglo u proceni faktora rizika u granitnoj zemlji porekla i pravila dizajna, koja se posebno odnose na sprečavanje nakupljanja gasa radona u zatvorenim podrumima i stanovima.

Mineralni sastav

Granit se klasifikuje prema količini kvarca, feldspata i biotita. Granit je intruzivna (dubinska) magmatska stena, dakle nastaje unutar Zemlje. Njegov ekvivalent po sastavu je riolit, koji nastaje kao izlivna stena na površi. Nastaje hlađenjem i učvršćenjem magme u unutrašnjosti Zemlje.

Granit se najvećim delom sastoji od tri vrste minerala, a to su

• kvarc,
• feldspat i
• biotit

Postoje i drugi, ali su ređi (cirkon, turmalin, granat, hematit...). Granit je veoma lepih boja, od svetlo ružičaste, crvenkaste sve do sive.

Hemijski sastav je sledeći:

• SiO₂ – 72.04%
• Al₂O₃ – 14.42%
• K₂O – 4.12%
• Na₂O – 3.69%
• CaO – 1.82%
• FeO – 1.68%
• Fe₂O₃ – 1.22%
• MgO – 0.71%
• TiO₂ – 0.30%
• P₂O₅ – 0.12%
• MnO – 0.05%

Vidi još

• Spisak minerala
• Spisak stena

Literatura

• Haldar, S.K.; Tišljar, J. (2014). Introduction to Mineralogy and Petrology. Elsevier. str. 116. ISBN 978-0-12-408133-8. 
• Đorđević V., Đorđević P., Milovanović D. 1991. Osnovi petrologije. Beograd: Nauka
• Blasik, Miroslava; Hanika, Bogdashka, ur. (2012). Granite: Occurrence, Mineralogy and Origin. Hauppauge, New York: Nova Science. ISBN 978-1-62081-566-3. 
• Twidale, Charles Rowland (2005). Landforms and Geology of Granite Terrains. Leiden, Netherlands: A. A. Balkema. ISBN 978-0-415-36435-5. 
• Marmo, Vladimir (1971). Granite Petrology and the Granite Problem. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Scientific. ISBN 978-0-444-40852-5. 

Spoljašnje veze

• The Emplacement and Origin of Granite