ข่าวสาร - หินแกรนิตมีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

หินแกรนิตมีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

หินแกรนิตเป็นหินแกรนิตแทรกซอนที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก มีลักษณะเป็นหินประดับสีชมพู ขาว เทา และดำ มีเนื้อหยาบถึงปานกลาง แร่ธาตุหลักสามชนิด ได้แก่ เฟลด์สปาร์ ควอตซ์ และไมกา ซึ่งพบในรูปของมัสโคไวต์สีเงินหรือไบโอไทต์สีเข้ม หรือทั้งสองอย่าง ในบรรดาแร่ธาตุเหล่านี้ เฟลด์สปาร์เป็นแร่ธาตุหลัก และโดยทั่วไปแล้วควอตซ์มีมากกว่าร้อยละ 10 เฟลด์สปาร์อัลคาไลมักมีสีชมพู ส่งผลให้หินแกรนิตสีชมพูนี้มักใช้เป็นหินประดับ หินแกรนิตตกผลึกจากแมกมาที่อุดมไปด้วยซิลิกา ซึ่งอยู่ลึกลงไปหลายไมล์ในเปลือกโลก แหล่งแร่จำนวนมากก่อตัวขึ้นใกล้กับแหล่งตกผลึกของหินแกรนิตจากสารละลายไฮโดรเทอร์มอลที่แหล่งแร่เหล่านี้ปล่อยออกมา

การจำแนกประเภท

ในส่วนบนของการจำแนกประเภทหินพลูโทนิกตาม QAPF (Streckeisen, 1976) แหล่งหินแกรนิตถูกกำหนดโดยองค์ประกอบโมดัลของควอตซ์ (Q 20 – 60%) และอัตราส่วน P/(P + A) ระหว่าง 10 ถึง 65 แหล่งหินแกรนิตประกอบด้วยสองแหล่งย่อย ได้แก่ ไซอีโนแกรไนต์และมอนโซแกรไนต์ เฉพาะหินที่ยื่นออกมาภายในไซอีโนแกรไนต์เท่านั้นที่ถือว่าเป็นหินแกรนิตในวรรณกรรมแองโกล-แซกซอน ในวรรณกรรมยุโรป หินที่ยื่นออกมาภายในทั้งไซอีโนแกรไนต์และมอนโซแกรไนต์เรียกว่าหินแกรนิต แหล่งย่อยมอนโซแกรไนต์ประกอบด้วยอะดาเมลไลต์และควอตซ์มอนโซไนต์ในการจำแนกประเภทที่เก่ากว่า คณะอนุกรรมการเพื่อการเปลี่ยนสภาพหิน (Rock Cassification) แนะนำให้ปฏิเสธคำว่าอะดาเมลไลต์ล่าสุด และให้เรียกควอตซ์มอนโซไนต์เฉพาะหินที่ยื่นออกมาภายในแหล่งควอตซ์มอนโซไนต์ว่า sensu stricto

องค์ประกอบทางเคมี

ค่าเฉลี่ยทั่วโลกขององค์ประกอบทางเคมีของหินแกรนิต โดยน้ำหนักเป็นเปอร์เซ็นต์

จากการวิเคราะห์ 2485 ครั้ง:

SiO2 72.04% (ซิลิกา)
Al2O3 14.42% (อะลูมินา)
K2O 4.12%
โซเดียม2O 3.69%
แคลเซียมออกไซด์ 1.82%
FeO 1.68%
Fe2O3 1.22%
แมกนีเซียมออกไซด์ 0.71%
ไทโอทู 0.30%
P2O5 0.12%
แมงกานีสออกไซด์ 0.05%

หินแกรนิตประกอบด้วยแร่ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ อาจมีหรือไม่มีแร่อื่นๆ อีกหลากหลายชนิด (แร่เสริม) โดยทั่วไปแล้ว ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ทำให้หินแกรนิตมีสีอ่อน ตั้งแต่สีชมพูไปจนถึงสีขาว สีพื้นหลังอ่อนนี้จะถูกเน้นด้วยแร่เสริมที่มีสีเข้มกว่า ดังนั้นหินแกรนิตแบบคลาสสิกจึงมีลักษณะเหมือนเกลือและพริกไทย แร่เสริมที่พบมากที่สุดคือไบโอไทต์ไมกาสีดำและฮอร์นเบลนด์แอมฟิโบลสีดำ หินเหล่านี้เกือบทั้งหมดเป็นหินอัคนี (แข็งตัวจากแมกมา) และหินพลูโทนิก (แข็งตัวในชั้นหินขนาดใหญ่ที่ฝังอยู่ลึก) การเรียงตัวแบบสุ่มของเม็ดในหินแกรนิต ซึ่งไม่มีโครงสร้าง เป็นหลักฐานที่แสดงถึงแหล่งกำเนิดจากหินพลูโทนิก หินที่มีองค์ประกอบเดียวกับหินแกรนิตสามารถก่อตัวขึ้นได้จากการแปรสภาพของหินตะกอนในระยะยาวและรุนแรง แต่หินประเภทนี้มีโครงสร้างที่แข็งแกร่งและมักเรียกว่าหินแกรนิตไนส์

ความหนาแน่น + จุดหลอมเหลว

ความหนาแน่นเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 2.65 ถึง 2.75 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ความแข็งแรงอัดตัวโดยทั่วไปสูงกว่า 200 เมกะปาสคาล และความหนืดใกล้จุดหลอมเหลว (STP) อยู่ที่ 3–6 • 1019 ปาสคาลต่อวินาที อุณหภูมิหลอมเหลวอยู่ที่ 1215–1260 องศาเซลเซียส มีค่าการซึมผ่านขั้นต้นต่ำ แต่มีค่าการซึมผ่านขั้นที่สองสูง

การเกิดหินแกรนิต

พบได้ในพลูตอนขนาดใหญ่บนทวีป ในบริเวณที่เปลือกโลกถูกกัดเซาะอย่างลึกซึ้ง ซึ่งสมเหตุสมผลเนื่องจากหินแกรนิตต้องแข็งตัวอย่างช้าๆ ในบริเวณที่ถูกฝังลึก จึงจะเกิดเม็ดแร่ขนาดใหญ่เช่นนี้ พลูตอนที่มีขนาดเล็กกว่า 100 ตารางกิโลเมตรเรียกว่า สต็อค และพลูตอนที่มีขนาดใหญ่กว่าเรียกว่า แบโธลิธ ลาวาปะทุขึ้นทั่วโลก แต่ลาวาที่มีองค์ประกอบเดียวกับหินแกรนิต (ไรโอไลต์) จะปะทุขึ้นเฉพาะบนทวีปเท่านั้น นั่นหมายความว่าหินแกรนิตต้องเกิดจากการหลอมละลายของหินทวีป ซึ่งเกิดขึ้นได้ด้วยสองเหตุผล คือ การเพิ่มความร้อนและการเติมสารระเหย (น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ หรือทั้งสองอย่าง) ทวีปมีความร้อนค่อนข้างสูงเนื่องจากมียูเรเนียมและโพแทสเซียมเป็นส่วนใหญ่ของดาวเคราะห์ ซึ่งทำให้สภาพแวดล้อมร้อนขึ้นจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ทุกที่ที่เปลือกโลกหนาขึ้นมักจะร้อนภายใน (เช่น ในที่ราบสูงทิเบต) และกระบวนการแปรสัณฐานแผ่นเปลือกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมุดตัว สามารถทำให้แมกมาบะซอลต์ลอยตัวขึ้นใต้แผ่นทวีป นอกจากความร้อนแล้ว แมกมาเหล่านี้ยังปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำออกมา ซึ่งช่วยให้หินทุกชนิดหลอมละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่า เชื่อกันว่าแมกมาบะซอลต์จำนวนมากสามารถเกาะตัวอยู่บริเวณก้นทวีปได้ในกระบวนการที่เรียกว่าการเคลือบผิวใต้แผ่นเปลือกโลก (underplating) ด้วยการปลดปล่อยความร้อนและของเหลวจากหินบะซอลต์อย่างช้าๆ เปลือกทวีปจำนวนมากอาจกลายเป็นหินแกรนิตในเวลาเดียวกัน

พบได้ที่ไหน?

จนถึงปัจจุบัน เป็นที่ทราบกันดีว่าพบหินชนิดนี้บนโลกในปริมาณที่มากเท่ากับส่วนหนึ่งของเปลือกโลกทวีปเท่านั้น หินชนิดนี้พบในมวลขนาดเล็กคล้ายหินแข็งที่มีพื้นที่น้อยกว่า 100 ตารางกิโลเมตร หรือในชั้นแบโทลิธที่เป็นส่วนหนึ่งของเทือกเขาออโรเจนิก โดยทั่วไปจะรวมกับหินทวีปและหินตะกอนอื่นๆ ก่อตัวเป็นฐานลาดใต้ดิน นอกจากนี้ยังพบในลาโคไลต์ ร่องลึก และธรณีประตู เช่นเดียวกับองค์ประกอบของหินแกรนิต หินชนิดอื่นๆ ได้แก่ อัลพิดและเพกมาไทต์ สารยึดเกาะที่มีขนาดอนุภาคละเอียดกว่ามักพบที่ขอบเขตของการกัดกร่อนของหินแกรนิต โดยทั่วไปเพกมาไทต์ที่มีเม็ดละเอียดกว่าหินแกรนิตจะพบในแหล่งสะสมหินแกรนิตร่วมกัน

การใช้หินแกรนิต

ชาวอียิปต์โบราณสร้างพีระมิดจากหินแกรนิตและหินปูน
การใช้ประโยชน์อื่นๆ ในอียิปต์โบราณ ได้แก่ เสา วงกบประตู ธรณีประตู บัวผนัง และผนังและพื้น
ราชราชาโจฬะ ราชวงศ์โจฬะในอินเดียใต้ ในศตวรรษที่ 11 ณ เมืองทันโจเร ประเทศอินเดีย ได้สร้างวิหารแห่งแรกของโลกที่สร้างด้วยหินแกรนิตล้วนๆ วิหารบริหเทศวราร์ ซึ่งอุทิศแด่พระศิวะ สร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1010
ในจักรวรรดิโรมัน หินแกรนิตได้กลายมาเป็นส่วนสำคัญของวัสดุก่อสร้างและภาษาสถาปัตยกรรมที่ยิ่งใหญ่
นิยมใช้เป็นหินบอกขนาดมากที่สุด มักพบในหินที่เกิดจากการเสียดสี ในอดีตหินชนิดนี้มีประโยชน์เนื่องจากโครงสร้างที่รับความแข็ง ความมันเงา และการขัดเงาได้ดี จึงสามารถรับน้ำหนักได้ชัดเจน
ใช้ในพื้นที่ภายในเป็นแผ่นหินแกรนิตขัดเงา กระเบื้อง ม้านั่ง พื้นกระเบื้อง บันได และคุณสมบัติเชิงตกแต่งและใช้งานได้จริงอื่นๆ อีกมากมาย

ทันสมัย

ใช้สำหรับทำแผ่นป้ายหลุมศพและอนุสาวรีย์
ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการปูพื้น
โดยทั่วไปแล้ววิศวกรจะใช้แผ่นหินแกรนิตขัดเงาเพื่อสร้างระนาบอ้างอิงเนื่องจากแผ่นหินแกรนิตขัดเงามีคุณสมบัติกันน้ำได้ค่อนข้างมากและไม่ยืดหยุ่น

การผลิตหินแกรนิต

มีการขุดหินแกรนิตทั่วโลก แต่หินแกรนิตสีแปลกตาส่วนใหญ่ได้มาจากแหล่งหินแกรนิตในบราซิล อินเดีย จีน ฟินแลนด์ แอฟริกาใต้ และอเมริกาเหนือ กระบวนการขุดหินนี้ใช้เงินทุนและแรงงานจำนวนมาก หินแกรนิตจะถูกนำออกจากแหล่งโดยการตัดหรือพ่น เครื่องหั่นพิเศษจะถูกใช้เพื่อตัดหินแกรนิตที่สกัดออกมาเป็นแผ่นแบบพกพา จากนั้นจึงบรรจุและขนส่งทางรถไฟหรือบริการขนส่งทางเรือ จีน บราซิล และอินเดีย เป็นผู้ผลิตหินแกรนิตชั้นนำของโลก

บทสรุป

หินที่เรียกว่า “หินแกรนิตสีดำ” มักเป็นหินแกบโบรซึ่งมีโครงสร้างทางเคมีที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
เป็นหินที่พบมากที่สุดในเปลือกโลก ในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่เรียกว่าบาโธลิธ และในแกนกลางของทวีป เรียกว่าชีลด์ พบในแกนกลางของพื้นที่ภูเขาหลายแห่ง
ผลึกแร่แสดงให้เห็นว่ามันเย็นตัวลงอย่างช้าๆ จากวัสดุหินหลอมเหลวที่ก่อตัวอยู่ใต้พื้นผิวโลกและต้องใช้เวลานาน
หากหินแกรนิตถูกเปิดเผยบนพื้นผิวโลก เกิดจากหินแกรนิตยกตัวขึ้นและหินตะกอนที่อยู่เหนือขึ้นไปถูกกัดเซาะ
ใต้ชั้นหินตะกอน หินแกรนิต หินแกรนิตแปรสภาพ หรือหินที่เกี่ยวข้อง มักจะอยู่ใต้ชั้นหินเหล่านี้ ซึ่งต่อมาเรียกว่าหินฐาน
คำจำกัดความที่ใช้สำหรับหินแกรนิตมักนำไปสู่การสื่อสารเกี่ยวกับหิน และบางครั้งก็ทำให้เกิดความสับสน บางครั้งมีการใช้คำจำกัดความมากมาย มีสามวิธีในการนิยามหินแกรนิต
หินประเภทง่ายๆ ที่มีทั้งหินแกรนิต ไมกา และแร่แอมฟิโบล ถือเป็นหินแมกมาที่มีเนื้อหยาบและเบา ประกอบด้วยเฟลด์สปาร์และควอตซ์เป็นหลัก
ผู้เชี่ยวชาญด้านหินจะกำหนดองค์ประกอบที่แน่นอนของหิน และผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่จะไม่ใช้หินแกรนิตเพื่อระบุชนิดของหิน เว้นแต่ว่าหินนั้นจะมีแร่ธาตุอยู่ในสัดส่วนที่กำหนด พวกเขาอาจเรียกหินนั้นว่า หินแกรนิตอัลคาไลน์ แกรโนไดออไรต์ เพกมาไทต์ หรือแอปไลต์
คำจำกัดความทางการค้าที่ผู้ขายและผู้ซื้อใช้มักเรียกว่าหินเม็ดที่มีความแข็งกว่าหินแกรนิต พวกเขาสามารถเรียกหินแกรนิตว่ากาโบร บะซอลต์ เพกมาไทต์ ไนส์ และหินอื่นๆ อีกมากมาย
โดยทั่วไปจะนิยามว่าเป็น “หินขนาด” ที่สามารถตัดให้ได้ตามความยาว ความกว้าง และความหนาที่กำหนด
หินแกรนิตมีความแข็งแรงมากพอที่จะทนต่อการเสียดสีได้แทบทุกชนิด รับน้ำหนักได้มาก ทนต่อสภาพอากาศ และทนต่อการเคลือบเงา เป็นหินที่ได้รับความนิยมและมีประโยชน์อย่างยิ่ง
แม้ว่าต้นทุนของหินแกรนิตจะสูงกว่าราคาของวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นอื่นๆ มากสำหรับโครงการต่างๆ แต่ก็ถือเป็นวัสดุที่มีเกียรติที่ถูกใช้เพื่อสร้างอิทธิพลต่อผู้อื่น เนื่องจากความสง่างาม ความทนทาน และคุณภาพ