ข่าวสาร - หินแกรนิตมีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

หินแกรนิตมีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

หินแกรนิตเป็นหินแกรนิตที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก มีสีชมพู ขาว เทา และดำเป็นหินประดับ เนื้อหยาบถึงปานกลาง แร่ธาตุหลักสามชนิด ได้แก่ เฟลด์สปาร์ ควอตซ์ และไมกา ซึ่งพบในรูปของแร่มัสโคไวต์สีเงินหรือไบโอไทต์สีเข้มหรือทั้งสองอย่าง เฟลด์สปาร์เป็นแร่ธาตุหลัก และควอตซ์มักมีมากกว่าร้อยละ 10 เฟลด์สปาร์อัลคาไลมักมีสีชมพู ส่งผลให้หินแกรนิตสีชมพูมักใช้เป็นหินประดับ หินแกรนิตตกผลึกจากแมกมาที่มีซิลิกาสูงซึ่งอยู่ลึกลงไปหลายไมล์ในเปลือกโลก แร่ธาตุจำนวนมากก่อตัวขึ้นจนเกือบจะกลายเป็นหินแกรนิตจากสารละลายไฮโดรเทอร์มอลที่ปล่อยออกมาจากแร่ธาตุเหล่านี้

การจำแนกประเภท

ในส่วนบนของการจำแนกหินพลูโทนิกตาม QAPF (Streckeisen, 1976) หินแกรนิตถูกกำหนดโดยองค์ประกอบโมดอลของควอตซ์ (Q 20 – 60%) และอัตราส่วน P/(P + A) ระหว่าง 10 และ 65 หินแกรนิตประกอบด้วยหินแกรนิตย่อย 2 ชนิด ได้แก่ ซิเอโนแกรไนต์และมอนโซแกรไนต์ ในเอกสารแองโกล-แซกซอน มีเพียงหินที่ยื่นออกมาภายในซิเอโนแกรไนต์เท่านั้นที่ถือว่าเป็นหินแกรนิต ในเอกสารยุโรป หินที่ยื่นออกมาภายในทั้งซิเอโนแกรไนต์และมอนโซแกรไนต์เรียกว่าหินแกรนิต หินแกรนิตย่อยมอนโซแกรไนต์ประกอบด้วยอะดาเมลไลต์และควอตซ์มอนโซไนต์ในการจำแนกประเภทที่เก่ากว่า คณะอนุกรรมการเพื่อการแยกหินออกจากแร่แนะนำล่าสุดให้ปฏิเสธคำว่าอะดาเมลไลต์ และให้ตั้งชื่อควอตซ์มอนโซไนต์เฉพาะหินที่ยื่นออกมาภายในเขตควอตซ์มอนโซไนต์ว่า sensu stricto

องค์ประกอบทางเคมี

ค่าเฉลี่ยทั่วโลกขององค์ประกอบทางเคมีของหินแกรนิต โดยน้ำหนักเป็นเปอร์เซ็นต์

จากการวิเคราะห์ 2485 ครั้ง:

SiO2 72.04% (ซิลิกา)
Al2O3 14.42% (อะลูมินา)
เคทูโอ 4.12%
โซเดียมออกไซด์ 3.69%
แคลเซียมออกไซด์ 1.82%
FeO1.68% ธาตุเหล็ก
Fe2O3 1.22%
แมกนีเซียมออกไซด์ 0.71%
ไทโอ2 0.30%
P2O5 0.12%
แมงกานีสออกไซด์ 0.05%

หินแกรนิตประกอบด้วยแร่ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ โดยมีหรือไม่มีแร่อื่นๆ (แร่เสริม) อื่นๆ มากมาย ควอตซ์และเฟลด์สปาร์มักทำให้หินแกรนิตมีสีอ่อน ตั้งแต่สีชมพูไปจนถึงสีขาว สีพื้นหลังอ่อนนี้จะถูกเน้นด้วยแร่เสริมที่มีสีเข้มกว่า ดังนั้นหินแกรนิตแบบคลาสสิกจึงมีลักษณะเหมือนเกลือและพริกไทย แร่เสริมที่พบมากที่สุดคือไบโอไทต์ไมกาสีดำและฮอร์นเบลนด์แอมฟิโบลสีดำ หินเหล่านี้เกือบทั้งหมดเป็นหินอัคนี (ซึ่งแข็งตัวจากแมกมา) และหินพลูโตนิก (ซึ่งแข็งตัวในแหล่งใหญ่ที่ฝังลึก) การเรียงตัวแบบสุ่มของเม็ดในหินแกรนิต (ซึ่งไม่มีโครงสร้าง) เป็นหลักฐานที่แสดงถึงต้นกำเนิดจากหินพลูโตนิก หินที่มีองค์ประกอบเดียวกับหินแกรนิตสามารถก่อตัวได้จากการแปรสภาพของหินตะกอนเป็นเวลานานและรุนแรง แต่หินประเภทนั้นมีโครงสร้างที่แข็งแกร่งและมักเรียกว่าหินแกรนิตไนส์

ความหนาแน่น + จุดหลอมเหลว

ความหนาแน่นเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 2.65 ถึง 2.75 g/cm3 ความแข็งแรงอัดมักจะสูงกว่า 200 MPa และความหนืดใกล้จุดหลอมเหลวคือ 3–6 • 1019 Pa·s อุณหภูมิหลอมเหลวคือ 1215–1260 °C มีการซึมผ่านขั้นต้นต่ำแต่มีการซึมผ่านขั้นที่สองสูง

การเกิดหินแกรนิต

พบในหินแกรนิตขนาดใหญ่บนทวีปในบริเวณที่เปลือกโลกถูกกัดเซาะอย่างลึก ซึ่งสมเหตุสมผลเพราะหินแกรนิตจะต้องแข็งตัวช้ามากในบริเวณที่ฝังลึกจึงจะสร้างเม็ดแร่ขนาดใหญ่ได้ หินแกรนิตที่มีขนาดเล็กกว่า 100 ตารางกิโลเมตรเรียกว่าสต็อค ส่วนหินแกรนิตขนาดใหญ่กว่าเรียกว่าแบโธลิธ ลาวาปะทุขึ้นทั่วโลก แต่ลาวาที่มีองค์ประกอบเดียวกับหินแกรนิต (ไรโอไลต์) จะปะทุขึ้นเฉพาะบนทวีปเท่านั้น นั่นหมายความว่าหินแกรนิตจะต้องก่อตัวขึ้นจากการหลอมละลายของหินทวีป ซึ่งเกิดขึ้นได้ด้วยสองเหตุผล คือ เพิ่มความร้อนและเพิ่มสารระเหย (น้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์หรือทั้งสองอย่าง) ทวีปต่างๆ มีความร้อนค่อนข้างสูงเนื่องจากมียูเรเนียมและโพแทสเซียมของดาวเคราะห์อยู่เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งทำให้บริเวณโดยรอบร้อนขึ้นด้วยการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ทุกที่ที่มีเปลือกโลกหนาขึ้นมักจะร้อนขึ้นภายใน (เช่น ในที่ราบสูงทิเบต) และกระบวนการของการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก โดยเฉพาะการมุดตัว สามารถทำให้แมกมาบะซอลต์ลอยตัวขึ้นมาใต้แผ่นทวีปได้ นอกจากความร้อนแล้ว แมกมาเหล่านี้ยังปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำออกมาด้วย ซึ่งช่วยให้หินทุกชนิดละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า เชื่อกันว่าแมกมาบะซอลต์จำนวนมากสามารถเกาะติดกับฐานของแผ่นทวีปได้ในกระบวนการที่เรียกว่าการเคลือบผิวด้านล่าง ด้วยการปลดปล่อยความร้อนและของเหลวจากบะซอลต์อย่างช้าๆ เปลือกทวีปจำนวนมากอาจกลายเป็นหินแกรนิตในเวลาเดียวกัน

พบได้ที่ไหน?

จนถึงปัจจุบัน เป็นที่ทราบกันดีว่าพบหินชนิดนี้บนโลกในปริมาณมากในทวีปต่างๆ เท่านั้นเมื่อเทียบกับส่วนหนึ่งของเปลือกโลก หินชนิดนี้พบได้ในมวลขนาดเล็กที่มีลักษณะคล้ายสต็อกซึ่งมีพื้นที่น้อยกว่า 100 ตารางกิโลเมตร หรือในแอ่งแบโทลิธที่เป็นส่วนหนึ่งของเทือกเขาออโรเจนิก โดยทั่วไปจะรวมกับหินทวีปและหินตะกอนอื่นๆ ที่เป็นฐานของความลาดชันใต้ดิน นอกจากนี้ยังพบในลาโคไลต์ ร่องลึก และธรณีประตู เช่นเดียวกับองค์ประกอบของหินแกรนิต หินชนิดอื่นๆ ได้แก่ อัลพิดและเพกมาไทต์ กาวที่มีขนาดอนุภาคละเอียดกว่ามักพบที่ขอบเขตของการโจมตีของหินแกรนิต เพกมาไทต์ที่มีเม็ดละเอียดกว่าหินแกรนิตมักจะแบ่งปันแหล่งหินแกรนิตร่วมกัน

การใช้งานหินแกรนิต

ชาวอียิปต์โบราณสร้างพีระมิดจากหินแกรนิตและหินปูน
การใช้ประโยชน์อื่นๆ ในอียิปต์โบราณ ได้แก่ เสา วงกบประตู ธรณีประตู บัวผนัง และผนังและพื้น
Rajaraja Chola ราชวงศ์โจฬะในอินเดียใต้ ในศตวรรษที่ 11 ในเมือง Tanjore ของอินเดีย ได้สร้างวัดแห่งแรกของโลกที่ทำด้วยหินแกรนิตทั้งหมด วัด Brihadeeswarar ซึ่งอุทิศให้กับพระอิศวร สร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1010
ในจักรวรรดิโรมัน หินแกรนิตกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญของวัสดุก่อสร้างและภาษาสถาปัตยกรรมที่ยิ่งใหญ่
นิยมใช้เป็นหินวัดขนาด หินชนิดนี้เกิดจากการเสียดสี ถือเป็นหินที่มีประโยชน์เนื่องจากโครงสร้างที่รับน้ำหนักได้มาก ทั้งแบบแข็งและมันเงา
ใช้ในพื้นที่ภายในเป็นแผ่นหินแกรนิตขัดเงา กระเบื้อง ม้านั่ง พื้นกระเบื้อง แผ่นบันได และคุณสมบัติเชิงตกแต่งอื่นๆ อีกมากมาย

ทันสมัย

ใช้สำหรับทำแผ่นศิลาจารึกและอนุสาวรีย์
ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการปูพื้น
โดยทั่วไปแล้ววิศวกรจะใช้แผ่นหินแกรนิตขัดเงาเพื่อสร้างระนาบอ้างอิงเนื่องจากแผ่นเหล่านี้ค่อนข้างกันน้ำได้และไม่ยืดหยุ่น

การผลิตหินแกรนิต

มีการขุดหินแกรนิตทั่วโลก แต่หินแกรนิตสีแปลกตาส่วนใหญ่ได้มาจากแหล่งหินแกรนิตในบราซิล อินเดีย จีน ฟินแลนด์ แอฟริกาใต้ และอเมริกาเหนือ การขุดหินแกรนิตเป็นกระบวนการที่ต้องใช้เงินทุนและแรงงานจำนวนมาก หินแกรนิตจะถูกนำออกจากแหล่งโดยใช้วิธีตัดหรือฉีดพ่น หินแกรนิตจะถูกตัดเป็นแผ่นแบบพกพา จากนั้นจึงบรรจุและขนส่งโดยรถไฟหรือบริการขนส่ง จีน บราซิล และอินเดียเป็นผู้ผลิตหินแกรนิตรายใหญ่ที่สุดของโลก

บทสรุป

หินที่เรียกว่า “หินแกรนิตสีดำ” มักเป็นหินแกบโบรซึ่งมีโครงสร้างทางเคมีที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
เป็นหินที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก ในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่เรียกว่าแบโธลิธ และในพื้นที่แกนกลางของทวีป เรียกว่าชีลด์ พบในแกนกลางของพื้นที่ภูเขาหลายแห่ง
ผลึกแร่แสดงให้เห็นว่ามีการเย็นตัวลงอย่างช้าๆ จากวัสดุหินหลอมเหลวที่ก่อตัวอยู่ใต้พื้นผิวโลกและต้องใช้เวลานาน
หากหินแกรนิตปรากฏให้เห็นบนพื้นผิวโลก เกิดจากหินแกรนิตยกตัวขึ้นและการกัดเซาะของหินตะกอนด้านบน
ใต้หินตะกอน หินแกรนิต หินแกรนิตที่แปรสภาพ หรือหินที่เกี่ยวข้อง มักจะอยู่ใต้ชั้นหินเหล่านี้ ต่อมาเรียกว่าหินฐาน
คำจำกัดความที่ใช้สำหรับหินแกรนิตมักนำไปสู่การสื่อสารเกี่ยวกับหินและบางครั้งทำให้เกิดความสับสน บางครั้งมีการใช้คำจำกัดความมากมาย มีสามวิธีในการกำหนดหินแกรนิต
หินประเภทง่ายๆ ที่มีส่วนประกอบได้แก่หินแกรนิต ไมกา และแร่แอมฟิโบล ถือเป็นหินหนืดเนื้อหยาบและเบา ประกอบด้วยเฟลด์สปาร์และควอตซ์เป็นส่วนใหญ่
ผู้เชี่ยวชาญด้านหินจะกำหนดองค์ประกอบที่แน่นอนของหิน และผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่จะไม่ใช้หินแกรนิตในการระบุหิน เว้นแต่ว่าหินนั้นจะมีแร่ธาตุอยู่ในปริมาณที่กำหนด พวกเขาอาจเรียกหินนั้นว่าหินแกรนิตที่มีฤทธิ์เป็นด่าง แกรโนไดออไรต์ เพกมาไทต์ หรือแอพไลต์
คำจำกัดความทางการค้าที่ผู้ขายและผู้ซื้อใช้กันมักเรียกว่าหินเม็ดที่มีความแข็งกว่าหินแกรนิต พวกเขาสามารถเรียกหินแกรนิตว่ากาโบร บะซอลต์ เพกมาไทต์ ไนส์ และหินอื่นๆ อีกมากมาย
โดยทั่วไปจะเรียกว่า “หินขนาด” ที่สามารถตัดได้ตามความยาว ความกว้าง และความหนาที่กำหนด
หินแกรนิตมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนต่อการเสียดสีต่างๆ น้ำหนักมาก ทนต่อสภาพอากาศ และทนต่อการเคลือบ ถือเป็นหินที่ได้รับความนิยมและมีประโยชน์มาก
แม้ว่าต้นทุนของหินแกรนิตจะสูงกว่าราคาของวัสดุอื่นๆ ที่มนุษย์สร้างขึ้นสำหรับโครงการต่างๆ มาก แต่ก็ถือว่าเป็นวัสดุที่มีเกียรติที่ใช้สร้างอิทธิพลต่อผู้อื่น เนื่องจากความสง่างาม ความทนทาน และคุณภาพ