ข่าว - หินแกรนิตมีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

หินแกรนิตมีองค์ประกอบอะไรบ้าง?

หินแกรนิตหินแกรนิตเป็นหินแทรกซึมที่พบได้บ่อยที่สุดในเปลือกโลกภาคพื้นทวีป เป็นที่รู้จักกันดีในฐานะหินประดับที่มีสีชมพู ขาว เทา และดำเป็นลายด่าง มีเนื้อหยาบถึงปานกลาง แร่ธาตุหลักสามชนิดคือเฟลด์สปาร์ ควอตซ์ และไมกา ซึ่งพบได้ในรูปของมัสโคไวต์สีเงินหรือไบโอไทต์สีเข้ม หรือทั้งสองอย่าง ในบรรดาแร่ธาตุเหล่านี้ เฟลด์สปาร์มีปริมาณมากที่สุด และควอตซ์มักมีสัดส่วนมากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ เฟลด์สปาร์อัลคาไลน์มักมีสีชมพู ทำให้เกิดหินแกรนิตสีชมพูซึ่งมักใช้เป็นหินประดับ หินแกรนิตตกผลึกจากแมกมาที่อุดมไปด้วยซิลิกาซึ่งอยู่ลึกหลายไมล์ในเปลือกโลก แหล่งแร่หลายแห่งก่อตัวขึ้นใกล้กับแหล่งหินแกรนิตที่กำลังตกผลึกจากสารละลายความร้อนใต้ดินที่แหล่งหินเหล่านั้นปล่อยออกมา

การจำแนกประเภท

ในส่วนบนของการจำแนกประเภทหินอัคนี QAPF (Streckeisen, 1976) บริเวณหินแกรนิตถูกกำหนดโดยองค์ประกอบเชิงปริมาณของควอตซ์ (Q 20 – 60 %) และอัตราส่วน P/(P + A) ระหว่าง 10 ถึง 65 บริเวณหินแกรนิตประกอบด้วยสองบริเวณย่อย ได้แก่ ไซเอโนแกรนิตและมอนโซแกรนิต เฉพาะหินที่อยู่ในบริเวณไซเอโนแกรนิตเท่านั้นที่ถือว่าเป็นหินแกรนิตในเอกสารแองโกล-แซกซอน ในเอกสารยุโรป หินที่อยู่ในทั้งบริเวณไซเอโนแกรนิตและมอนโซแกรนิตถูกเรียกว่าหินแกรนิต บริเวณย่อยมอนโซแกรนิตประกอบด้วยอะดาเมลไลต์และควอตซ์มอนโซไนต์ในการจำแนกประเภทแบบเก่า คณะอนุกรรมการเพื่อการจำแนกประเภทหินแนะนำล่าสุดให้ปฏิเสธคำว่าอะดาเมลไลต์และเรียกเฉพาะหินที่อยู่ในบริเวณควอตซ์มอนโซไนต์อย่างเคร่งครัดว่าเป็นควอตซ์มอนโซไนต์

องค์ประกอบทางเคมี

ค่าเฉลี่ยทั่วโลกขององค์ประกอบทางเคมีของหินแกรนิต คิดเป็นเปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

จากผลการวิเคราะห์ 2485 ครั้ง:

SiO2 72.04% (ซิลิกา)
Al2O3 14.42% (อะลูมินา)
K2O 4.12%
โซเดียมออกไซด์ 3.69%
CaO 1.82%
เฟโอ 1.68%
เฟ2โอ3 1.22%
เอ็มจีโอ 0.71%
ไทโอ2 0.30%
พี2โอ5 0.12%
เอ็มเอ็นโอ 0.05%

หินแกรนิตประกอบด้วยแร่ควอตซ์และเฟลด์สปาร์เป็นหลัก โดยอาจมีหรือไม่มีแร่ชนิดอื่นๆ (แร่ประกอบ) ปะปนอยู่ด้วย แร่ควอตซ์และเฟลด์สปาร์มักทำให้หินแกรนิตมีสีอ่อน ตั้งแต่สีชมพูอ่อนไปจนถึงสีขาว สีพื้นหลังอ่อนๆ นั้นจะถูกตัดด้วยแร่ประกอบที่มีสีเข้มกว่า ทำให้หินแกรนิตแบบคลาสสิกมีลักษณะเหมือน "เกลือและพริกไทย" แร่ประกอบที่พบได้บ่อยที่สุดคือ ไมกาไบโอไทต์สีดำและแอมฟิโบลฮอร์นเบลนด์สีดำ หินเหล่านี้เกือบทั้งหมดเป็นหินอัคนี (แข็งตัวจากแมกมา) และหินอัคนีใต้พื้นโลก (เกิดขึ้นในมวลหินขนาดใหญ่ที่ฝังอยู่ลึก) การเรียงตัวของเม็ดแร่ในหินแกรนิตแบบสุ่ม—การขาดโครงสร้าง—เป็นหลักฐานแสดงถึงต้นกำเนิดจากหินอัคนีใต้พื้นโลก หินที่มีองค์ประกอบเหมือนกับหินแกรนิตสามารถเกิดขึ้นได้จากการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาอย่างยาวนานและรุนแรงของหินตะกอน แต่หินชนิดนั้นจะมีโครงสร้างที่แข็งแรงและมักเรียกว่าหินแกรนิตไนส์

ความหนาแน่น + จุดหลอมเหลว

ความหนาแน่นเฉลี่ยของวัสดุนี้อยู่ระหว่าง 2.65 ถึง 2.75 กรัม/ซม³ ความแข็งแรงรับแรงอัดโดยทั่วไปสูงกว่า 200 เมกะปาสคาล และความหนืดใกล้สภาวะมาตรฐาน (STP) อยู่ที่ 3–6 • 10¹⁹ ปาสคาล·วินาที อุณหภูมิหลอมเหลวอยู่ที่ 1215–1260 องศาเซลเซียส มีการซึมผ่านปฐมภูมิที่ต่ำ แต่มีการซึมผ่านทุติยภูมิที่สูง

การปรากฏของหินแกรนิต

หินแกรนิตพบได้ในมวลหินขนาดใหญ่บนทวีป ในบริเวณที่เปลือกโลกถูกกัดเซาะอย่างลึก ซึ่งเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล เพราะหินแกรนิตต้องแข็งตัวอย่างช้าๆ ในบริเวณที่ฝังอยู่ลึกเพื่อให้ได้เม็ดแร่ขนาดใหญ่เช่นนั้น มวลหินที่มีขนาดเล็กกว่า 100 ตารางกิโลเมตรเรียกว่า สต็อก และมวลหินขนาดใหญ่กว่าเรียกว่า บาโทลิธ ลาวาปะทุขึ้นทั่วโลก แต่ลาวาที่มีองค์ประกอบเหมือนกับหินแกรนิต (ไรโอไลต์) จะปะทุขึ้นเฉพาะบนทวีปเท่านั้น นั่นหมายความว่าหินแกรนิตต้องเกิดจากการหลอมละลายของหินบนทวีป ซึ่งเกิดขึ้นจากสองสาเหตุ คือ การเพิ่มความร้อนและการเพิ่มสารระเหย (น้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์หรือทั้งสองอย่าง) ทวีปมีอุณหภูมิสูงกว่าทวีปอื่นๆ เพราะมีธาตุยูเรเนียมและโพแทสเซียมส่วนใหญ่ของโลก ซึ่งทำให้บริเวณโดยรอบร้อนขึ้นผ่านการสลายตัวของกัมมันตรังสี บริเวณใดก็ตามที่เปลือกโลกหนาขึ้นมักจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นภายใน (เช่น ที่ราบสูงทิเบต) และกระบวนการของแผ่นเปลือกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมุดตัว สามารถทำให้แมกมาบะซอลต์ผุดขึ้นมาใต้ทวีปได้ นอกจากความร้อนแล้ว แมกมาเหล่านี้ยังปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ซึ่งช่วยให้หินทุกชนิดหลอมเหลวได้ที่อุณหภูมิต่ำลง เชื่อกันว่าแมกมาบะซอลต์ปริมาณมากสามารถถูกอัดแน่นอยู่ใต้พื้นทวีปในกระบวนการที่เรียกว่าการอัดตัวใต้พื้นทวีป (underplating) ด้วยการปลดปล่อยความร้อนและของเหลวจากบะซอลต์อย่างช้าๆ เปลือกโลกส่วนใหญ่ของทวีปอาจกลายเป็นหินแกรนิตไปพร้อมๆ กัน

พบได้ที่ไหน?

จนถึงปัจจุบัน เป็นที่ทราบกันว่าหินแกรนิตพบได้บนโลกในปริมาณมากในทุกทวีป โดยเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกโลก หินชนิดนี้พบได้ในลักษณะเป็นมวลขนาดเล็กคล้ายแท่ง มีพื้นที่น้อยกว่า 100 ตารางกิโลเมตร หรือในหินแกรนิตขนาดใหญ่ที่เป็นส่วนหนึ่งของเทือกเขาที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก โดยทั่วไปแล้วจะก่อตัวเป็นฐานของลาดเขาใต้ดินร่วมกับหินทวีปและหินตะกอนอื่นๆ นอกจากนี้ยังพบได้ในแอ่งตะกอน ร่องลึก และแนวหินฐาน เช่นเดียวกับหินแกรนิต หินชนิดอื่นๆ ที่มีองค์ประกอบคล้ายกัน ได้แก่ หินอัลปิดและหินเพกมาไทต์ หินที่มีขนาดอนุภาคละเอียดกว่าจะพบได้ที่ขอบเขตของหินแกรนิต โดยทั่วไปแล้วหินเพกมาไทต์ที่มีเม็ดละเอียดกว่าหินแกรนิตจะพบร่วมกับหินแกรนิตในบริเวณเดียวกัน

การใช้งานหินแกรนิต

ชาวอียิปต์โบราณสร้างพีระมิดจากหินแกรนิตและหินปูน
นอกจากนี้ ในอียิปต์โบราณยังใช้ทำเสา วงกบประตู ขอบหน้าต่าง บัว และวัสดุปูผนังและพื้นอีกด้วย
ราชวงศ์โชลาแห่งอินเดียใต้ ในศตวรรษที่ 11 ณ เมืองทันจอร์ ประเทศอินเดีย ได้สร้างวัดแห่งแรกของโลกที่สร้างจากหินแกรนิตทั้งหมด วัดบริหเดสวาราร์ ซึ่งอุทิศแด่พระศิวะ สร้างขึ้นในปี 1010
ในจักรวรรดิโรมัน หินแกรนิตกลายเป็นส่วนสำคัญของวัสดุก่อสร้างและรูปแบบสถาปัตยกรรมอนุสรณ์สถาน
หินชนิดนี้นิยมใช้เป็นหินวัดขนาด โดยมีคุณสมบัติในการขัดถูได้ดี และเป็นหินที่มีประโยชน์เนื่องจากโครงสร้างที่แข็งและมันเงา ทำให้สามารถรับน้ำหนักได้มาก
มีการนำไปใช้ในพื้นที่ภายในอาคารสำหรับแผ่นหินแกรนิตขัดเงา กระเบื้อง ม้านั่ง พื้นกระเบื้อง ขั้นบันได และองค์ประกอบอื่นๆ ที่ใช้งานได้จริงและเพื่อการตกแต่งอีกมากมาย

ทันสมัย

ใช้สำหรับทำป้ายหลุมศพและอนุสาวรีย์
ใช้สำหรับปูพื้น
โดยทั่วไปแล้ว วิศวกรจะใช้แผ่นหินแกรนิตขัดเงาเป็นระนาบอ้างอิง เนื่องจากหินแกรนิตค่อนข้างกันน้ำและไม่ยืดหยุ่น

การผลิตหินแกรนิต

หินแกรนิตมีการขุดทั่วโลก แต่สีสันที่แปลกใหม่ที่สุดได้มาจากแหล่งหินแกรนิตในบราซิล อินเดีย จีน ฟินแลนด์ แอฟริกาใต้ และอเมริกาเหนือ การทำเหมืองหินนี้เป็นกระบวนการที่ต้องใช้เงินทุนและแรงงานจำนวนมาก ชิ้นส่วนหินแกรนิตจะถูกนำออกจากแหล่งแร่โดยการตัดหรือการพ่น เครื่องตัดพิเศษจะถูกใช้เพื่อตัดชิ้นส่วนหินแกรนิตที่สกัดออกมาเป็นแผ่นที่สามารถพกพาได้ จากนั้นจึงบรรจุและขนส่งโดยทางรถไฟหรือบริการขนส่งทางเรือ จีน บราซิล และอินเดียเป็นผู้ผลิตหินแกรนิตชั้นนำของโลก

บทสรุป

หินที่รู้จักกันในชื่อ "หินแกรนิตสีดำ" นั้นโดยทั่วไปแล้วคือหินแกบโบร ซึ่งมีโครงสร้างทางเคมีที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง
หินชนิดนี้เป็นหินที่มีปริมาณมากที่สุดในเปลือกโลกภาคพื้นทวีป พบได้ในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่เรียกว่า บาโทลิธ และในบริเวณแกนกลางของทวีปที่เรียกว่า ชีลด์ นอกจากนี้ยังพบได้ในแกนกลางของพื้นที่ภูเขาหลายแห่ง
ผลึกแร่แสดงให้เห็นว่ามันค่อยๆ เย็นตัวลงจากหินหลอมเหลวที่ก่อตัวขึ้นใต้พื้นผิวโลก และต้องใช้เวลานาน
หากพบหินแกรนิตโผล่ขึ้นมาบนพื้นผิวโลก นั่นเป็นผลมาจากการยกตัวของหินแกรนิตและการกัดเซาะของหินตะกอนที่อยู่ด้านบน
โดยทั่วไปแล้ว ใต้ชั้นหินตะกอนจะมีหินแกรนิต หินแกรนิตแปรสภาพ หรือหินที่เกี่ยวข้อง ซึ่งต่อมาเรียกว่าหินฐาน
คำจำกัดความที่ใช้สำหรับหินแกรนิตมักนำไปสู่การสื่อสารเกี่ยวกับหินชนิดนี้ และบางครั้งก็ก่อให้เกิดความสับสน บางครั้งมีการใช้คำจำกัดความหลายแบบ มีวิธีการให้คำจำกัดความของหินแกรนิตอยู่สามวิธี
โดยทั่วไปแล้ว หินอัคนีสามารถอธิบายได้ว่าเป็นหินเนื้อหยาบ เบา เกิดจากกระบวนการทางแมกมา ประกอบด้วยเฟลด์สปาร์และควอตซ์เป็นหลัก ซึ่งรวมถึงหินแกรนิต ไมกา และแอมฟิโบลด้วย
ผู้เชี่ยวชาญด้านหินจะระบุองค์ประกอบที่แน่นอนของหิน และผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่จะไม่ใช้คำว่า "หินแกรนิต" ในการระบุหิน เว้นแต่ว่าหินนั้นจะมีแร่ธาตุในสัดส่วนที่กำหนด พวกเขาอาจเรียกมันว่า หินแกรนิตอัลคาไลน์ แกรโนไดโอไรต์ เพกมาไทต์ หรือแอปไลต์
ในเชิงพาณิชย์ ผู้ขายและผู้ซื้อใช้คำจำกัดความที่มักกล่าวถึงกันคือ หินเนื้อละเอียดที่มีความแข็งกว่าหินแกรนิต พวกเขาอาจเรียกหินแกรนิตว่า หินแกโบ หินบะซอลต์ หินเพกมาไทต์ หินไนส์ และหินชนิดอื่นๆ อีกมากมาย
โดยทั่วไปแล้ว หมายถึง "หินขนาด" ที่สามารถตัดให้ได้ความยาว ความกว้าง และความหนาตามที่กำหนด
หินแกรนิตมีความแข็งแรงทนทานต่อการเสียดสี น้ำหนักมาก ทนต่อสภาพอากาศ และเคลือบด้วยน้ำมันได้ดี เป็นหินที่น่าใช้และมีประโยชน์มาก
แม้ว่าราคาหินแกรนิตจะสูงกว่าวัสดุสังเคราะห์อื่นๆ ที่ใช้ในโครงการต่างๆ มาก แต่ก็ถือเป็นวัสดุที่มีเกียรติและใช้เพื่อสร้างความประทับใจให้ผู้อื่น เนื่องจากความสง่างาม ความทนทาน และคุณภาพ