花岗岩:形成、成分、性质和用途

花岗岩:形成、成分、性质和用途

花岗岩是一种火成岩,由缓慢冷却的岩浆形成,具有粗大的晶体结构。

来自地壳深处的冰冻岩浆的故事

花岗岩不仅仅是一种坚硬的建筑石材。它是地壳深处数百万年来缓慢冷却的岩浆的无声见证。早在人类用花岗岩建造寺庙、纪念碑和城市之前,花岗岩就已经存在于那里——在大陆的核心,在山脉的深处,在那些遥远而隐秘的地方。

如今,我们通常看到的是花岗岩作为厨房台面。它光泽闪亮、坚硬厚重,是一种“坚固”的材料。但从地质学的角度来看,花岗岩是最重要的岩石之一,它告诉我们地壳是如何运作的,大陆是如何隆起的,以及岩浆是如何演化的。

内容

什么是花岗岩?

为什么花岗岩在地壳中如此重要?

花岗岩的起源:岩浆来自哪里?

缓慢冷却,大晶体

花岗岩的物理性质(概述)

花岗岩总是“花岗岩”吗?

花岗岩与时间

花岗岩的物理力学性质

基本物理和机械性能

花岗岩的化学性质

矿物组成及变化

主要矿物

辅助矿物

质地和粒度

花岗岩的颜色多样性及其成因

花岗岩分类:QAPF图

花岗岩 – 辉长岩 – 闪长岩对比

花岗岩的形成环境和全球分布

工程和建筑中的花岗岩

花岗岩生产与加工(简要概述)

变化世界中的花岗岩

结论:慢的力量

什么是花岗岩?

花岗岩表面可见石英长石和云母晶体

花岗岩是一种 侵入火成岩也就是说,它不像熔岩那样喷发到地表并迅速冷却;相反,它是通过冷却结晶的。 非常缓慢地 在地壳以下数公里处。这种缓慢的冷却过程造就了花岗岩最显著的特征: 粗粒(显晶质)结构.

从矿物学角度来看,花岗岩是由以下物质组合而成的:

石英

长石 (尤其是钾长石)

小 (黑云母和/或白云母)

这些矿物肉眼即可轻松辨别。花岗岩之所以呈现“斑点状”,正是因为其中既有浅色的长石和石英晶体,也有深色的云母矿物。

为什么花岗岩在地壳中如此重要?

花岗岩是 大陆地壳的主要岩石类型之一玄武岩代表海洋地壳,而花岗岩代表大陆地壳。这种区别并非巧合。

大陆地壳通常具有以下特征:

更多 光

更多 富硅

更多 厚

花岗岩完全符合这些特征。因此,许多地质学家不仅将花岗岩视为一种岩石,而且将其视为…… 大陆地壳的特性.

另一点也很重要:花岗岩通常产于…… 非常大的质量这些被称为 岩体 或者如果规模更大的话, 岩基这些巨石有时绵延数百平方公里。

花岗岩的起源:岩浆来自哪里?

花岗岩岩浆房在地壳深处冷却

花岗质岩浆的成因一直是地质学界多年来争论的话题。目前普遍接受的观点是:

花岗质岩浆主要由以下原因形成:

大陆地壳部分熔融

或者更基础的岩浆侵入地壳,加热地壳。

这个过程通常与 板块构造。 尤其:

大陆碰撞

俯冲带

造山运动阶段

为花岗岩的形成创造理想环境。

关键在于:花岗岩并非直接来自地幔的岩浆。它主要由……组成。 古老岩石重熔的产物这就是花岗岩承载地质记忆的原因。

缓慢冷却,大晶体

花岗岩晶体较大的原因非常简单,但却非常重要: 时间。

如果岩浆在深处而不是地表附近冷却:

散热缓慢

晶体有时间生长

矿物彼此相互交织

这就是花岗岩的优势所在:

机械性能非常耐用

压力下表现可预测

长期耐候性强

这就是工程师喜爱花岗岩的根本原因。

花岗岩的物理性质(概述)

以下是总体框架:

硬度: 高

密度: 中等偏上

孔隙率: 低

酸反应: 没有

耐候性: 很高

这些特性使得花岗岩在地质学和工业上都具有特殊意义。

花岗岩总是“花岗岩”吗?

现在我们来谈谈一个非常关键的问题,这个问题是: 经常被误解.

从地质学角度来看,花岗岩必须具备以下特征:

特定矿物质比例

特定的纹理特征

特定化学限度

但在商业领域:

加布布鲁

闪长岩

片麻岩

甚至有时是玄武岩

可以以“花岗岩”的名义出售。

这种区别在科学上和实践上都非常重要。

花岗岩与时间

花岗岩最令人印象深刻的特点或许在于:当你触摸花岗岩表面时,你实际上…… 触碰到数百万年前冻结的岩浆.

那表面:

曾经是液体

然后慢慢冷却

然后被埋葬

然后又复活了

最终暴露在地球表面

这段旅程比人的一生还要漫长得多。

花岗岩的物理力学性质

花岗岩之所以在地理和工程方面都如此珍贵,根本原因在于它的…… 可预测且平衡的身体行为缓慢冷却形成的晶体结构在很大程度上阻止了岩石内部形成薄弱面。

基本物理和机械性能

特性典型值范围地质/工程重要性密度2.60 - 2.75 克/毫升高承载能力和稳定性莫氏硬度6 - 7耐磨耐刮抗压强度100 – 250 MPa(某些类型可达 300 MPa)适用于地基和重型结构构件抗弯强度10 – 25 兆帕板材和覆层石材安全可靠多孔性0.4的% - 2%持久的外立面性能吸水<0.5%抗冻融性耐热性高热稳定性

由于孔隙率低,花岗岩能有效阻止水、盐和霜冻等侵蚀作用渗入岩石内部。正因如此,花岗岩桥梁、纪念碑和历史建筑才能屹立数百年之久。

花岗岩的化学性质

花岗岩是一种 化学性质相当稳定 岩石。主要原因是其大部分主要成分由耐腐蚀矿物组成,例如: 石英和长石.

耐酸性强

日常使用中不会发生化学反应

即使在高温下也能保持其结构

从长远来看,会慢慢风化。

花岗岩的这些特性使其用途广泛,从厨房台面到外墙覆层均可使用。

矿物组成及变化

花岗岩并非均质岩石。矿物比例、晶体大小和副矿物决定了花岗岩的特性。

主要矿物

长石(50-60%) 钾长石和斜长石构成花岗岩的主要骨架。

石英(20–35%) 具有硬度和耐化学腐蚀性。

云母(5-10%) 黑云母和/或白云母为岩石纹理带来深色对比。

辅助矿物

锆石

磷灰石

磁铁矿

钛矿

黄铁矿

这些矿物虽然含量通常很少,但对于地质解释来说却极其有价值。

质地和粒度

花岗岩的纹理是 显微也就是说,晶体肉眼可见。晶粒尺寸是…… 岩浆冷却速率的直接指标.

极慢冷却速度→形成大晶体。

冷却速度相对较快 → 晶粒更细

在某些花岗岩中:

斑状结构 (大型长石晶体)

全晶结构

庞大的结构

可以观察到。

花岗岩的颜色多样性及其成因

花岗岩的颜色既具有美学价值,又蕴含着地质信息。

粉色/红色: 钾长石的丰度

浅灰色/白色: 石英+斜长石优势矿物

深灰色/黑色: 黑云母和角闪石过剩

绿色调: 绿泥石、绿帘石

蓝色调: 稀有矿物,例如方钠石

这些颜色可以揭示形成花岗岩的岩浆的化学成分。

花岗岩分类:QAPF图

QAPF图显示花岗岩分类场

花岗岩的地质定义包含 清晰的界限这些边界由以下因素决定: QAPF图.

石英(Q):20–60%

P/(P + A): 10–65%

该区域内的岩石被定义为花岗岩。

亚型:

正长花岗岩

二长花岗岩

地质文献中已不再使用“阿达梅尔石”等旧术语。这一区别也明确了商业用途和科学定义之间的差异。

花岗岩 – 辉长岩 – 闪长岩对比

特性花岗岩闪长岩加布布鲁岩浆类型长英质中级黑铁矿颜色光 中级黑暗石英演讲与演出很少/没有没有密度媒材中等偏上高商业混乱很常见媒材很常见

市面上出售的大部分标榜为“黑色花岗岩”的石头都是 长袍.

花岗岩的形成环境和全球分布

花岗岩主要产于:

大陆牌防撞带

山体核心

古代大陆地盾

大型花岗岩岩基构成了大陆的基本组成部分:

北美

欧洲

非洲

亚洲

澳大利亚

工程和建筑中的花岗岩

花岗岩的用途包括:

Foundations

桥墩

外墙覆层

纪念碑

室内设计

与大理石相比,花岗岩:

哈德

更耐刮擦

更耐酸

因此,在现代建筑中,花岗岩因其美观性和功能性而脱颖而出。

花岗岩生产与加工(简要概述)

采石作业

块提取

切割和铺板

树脂处理(必要时)

抛光和表面处理

借助现代技术,花岗岩的加工可以更加精确高效。

变化世界中的花岗岩

如今人们选择花岗岩不仅是因为它“坚固耐用”,还因为它具有以下优点:

持久

可回收

维护成本低

作为一种天然材料。

结论:慢的力量

花岗岩是……的产物 缓慢这不是快速的过程。经过数百万年冷却的岩浆最终会成为人类文明最持久的组成部分之一。

当你观察花岗岩表面时,你实际上看到的是…… 来自地壳深处的凝固时间.

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