Гранит: состав, свойства и классификация.

Введение

Тип магматической породы

Гранит (/ɡ/r/æ/n/ɪ/t/ GRANit) — грубозернистая (фанеритовая) интрузивная магматическая порода, состоящая преимущественно из кварца, щелочного полевого шпата и плагиоклаза. Он формируется из магмы с высоким содержанием кремнезёма и оксидов щелочных металлов, которая медленно остывает и затвердевает под землей. Гранит широко распространен в континентальной коре Земли, где он встречается в виде магматических интрузий, размеры которых варьируются от жил всего в несколько сантиметров в поперечнике до батолитов, простирающихся на сотни квадратных километров. Гранит является типичным представителем более широкого семейства гранитоидов, которые состоят в основном из крупнозернистого кварца и полевых шпатов в различных соотношениях. Эти породы классифицируются по относительному содержанию кварца, щелочного полевого шпата и плагиоклаза (QAPF-классификация), при этом истинный гранит представляет собой гранитоиды, богатые кварцем и щелочным полевым шпатом. Большинство гранитоидов также содержат слюду или амфиболы, хотя некоторые (известные как лейкограниты) содержат очень мало темных минералов. Гранит почти всегда массивный (лишенный внутренних структур), твёрдый и прочный. Благодаря этим свойствам гранит на протяжении всей истории человечества широко использовался в качестве строительного материала.

Описание

Слово "гранит" происходит от латинского granum, что означает "зерно", в связи с крупнозернистой структурой этой полностью кристаллической породы. Гранитные породы в основном состоят из полевого шпата, кварца, слюды и амфиболов, которые формируют переплетенную, в некоторой степени равнозернистую матрицу из полевого шпата и кварца с рассеянными более темными биотитовыми слюдами и амфиболами (часто роговой блендой), вкраплениями в более светлых минералах. Иногда отдельные кристаллы (фенокристаллы) крупнее основной массы, в этом случае текстура называется порфировой. Гранитная порода с порфировой текстурой известна как гранитный порфир. Гранитоид – это общий, описательный термин для светлоокрашенных, крупнозернистых магматических пород. Для идентификации конкретных типов гранитоидов требуется петрографическое исследование. Граниты могут быть преимущественно белыми, розовыми или серыми в зависимости от их минерального состава. Алкалический полевой шпат в гранитах обычно представлен ортоклазом или микроклином и часто имеет пертитовую структуру. Плагиоклаз обычно представлен олигоклазом, богатым натрием. Фенокристаллы обычно представляют собой щелочные полевые шпаты. Гранитные породы классифицируются в соответствии с диаграммой QAPF для крупнозернистых плутонических пород и называются в соответствии с процентным содержанием кварца, щелочного полевого шпата (ортоклаза, сандина или микроклина) и плагиоклазового полевого шпата на половине диаграммы A Q P. Истинный гранит (согласно современной петрологической классификации) содержит от 20% до 60% кварца по объему, при этом от 35% до 90% общего полевого шпата состоит из щелочного полевого шпата. Гранитные породы с меньшим содержанием кварца классифицируются как сиениты или монзониты, а гранитные породы, в которых преобладает плагиоклаз, классифицируются как гранодиориты или тоналиты. Гранитные породы с содержанием более 90% щелочного полевого шпата классифицируются как щелочно-полевошпатовые граниты. Гранитные породы с содержанием кварца более 60%, что является редкостью, классифицируются просто как богатые кварцем гранитоиды или, если они почти полностью состоят из кварца, как кварцолит. Истинные граниты дополнительно классифицируются по процентному содержанию щелочного полевого шпата в их общем полевом шпате. Граниты, в которых полевой шпат на 65–90% состоит из щелочного полевого шпата, называются сиеногранитами, а полевой шпат в монзограните составляет от 35% до 65% щелочного полевого шпата. Другой аспект классификации гранитов – это соотношение металлов, потенциально образующих полевые шпаты. Большинство гранитов имеют состав, при котором почти весь их алюминий и щелочные металлы (натрий и калий) объединены в полевой шпат. Это происходит, когда K2O + Na2O + CaO > Al2O3 > K2O + Na2O. Такие граниты описываются как нормальные или металлюминосные. Граниты, в которых недостаточно алюминия для соединения со всеми щелочными оксидами в виде полевого шпата (Al2O3 < K2O + Na2O), описываются как пераллюминосные, и они содержат необычные натриевые амфиболы, такие как рибекит. Граниты, в которых присутствует избыток алюминия, превышающий то, что может быть поглощено полевыми шпатами (Al2O3 > CaO + K2O + Na2O), описываются как пераллюминосные, и они содержат богатые алюминием минералы, такие как мусковит.

The word "granite" comes from the Latin granum, a grain, in reference to the coarse grained structure of such a completely crystalline rock. Granitic rocks mainly consist of feldspar, quartz, mica, and amphibole minerals, which form an interlocking, somewhat equigranular matrix of feldspar and quartz with scattered darker biotite mica and amphibole (often hornblende) peppering the lighter color minerals. Occasionally some individual crystals (phenocrysts) are larger than the groundmass, in which case the texture is known as porphyritic. A granitic rock with a porphyritic texture is known as a granite porphyry. Granitoid is a general, descriptive field term for lighter colored, coarse grained igneous rocks. Petrographic examination is required for identification of specific types of granitoids. Granites can be predominantly white, pink, or gray in color, depending on their mineralogy. The alkali feldspar in granites is typically orthoclase or microcline and is often perthitic. The plagioclase is typically sodium rich oligoclase. Phenocrysts are usually alkali feldspar. Granitic rocks are classified according to the QAPF diagram for coarse grained plutonic rocks and are named according to the percentage of quartz, alkali feldspar (orthoclase, sanidine, or microcline) and plagioclase feldspar on the A Q P half of the diagram. True granite (according to modern petrologic convention) contains between 20% and 60% quartz by volume, with 35% to 90% of the total feldspar consisting of alkali feldspar. Granitic rocks poorer in quartz are classified as syenites or monzonites, while granitic rocks dominated by plagioclase are classified as granodiorites or tonalites. Granitic rocks with over 90% alkali feldspar are classified as alkali feldspar granites. Granitic rock with more than 60% quartz, which is uncommon, is classified simply as quartz rich granitoid or, if composed almost entirely of quartz, as quartzolite. True granites are further classified by the percentage of their total feldspar that is alkali feldspar. Granites whose feldspar is 65% to 90% alkali feldspar are syenogranites, while the feldspar in monzogranite is 35% to 65% alkali feldspar. Another aspect of granite classification is the ratios of metals that potentially form feldspars. Most granites have a composition such that almost all their aluminum and alkali metals (sodium and potassium) are combined as feldspar. This is the case when K2O + Na2O + CaO > Al2O3 > K2O + Na2O. Such granites are described as normal or metaluminous. Granites in which there is not enough aluminum to combine with all the alkali oxides as feldspar (Al2O3 < K2O + Na2O) are described as peralkaline, and they contain unusual sodium amphiboles such as riebeckite. Granites in which there is an excess of aluminum beyond what can be taken up in feldspars (Al2O3 > CaO + K2O + Na2O) are described as peraluminous, and they contain aluminum rich minerals such as muscovite.

Физические свойства

Средняя плотность гранита составляет от 2,6 до 2,7 г/см³. Его прочность на сжатие обычно превышает 200 МПа (29 000 psi), а вязкость вблизи стандартных условий – 3–6·10²⁰ Па·с. Температура плавления сухого гранита при атмосферном давлении составляет 700–850 °C; она значительно снижается в присутствии воды, до 650 °C при давлении в несколько сотен мегапаскалей. Гранит обладает низкой первичной проницаемостью, но высокой вторичной проницаемостью через трещины и разломы, если таковые имеются.

Возникновение

Гранитные породы широко распространены по всей континентальной коре. Большая часть из них образовалась в докембрийский период; это наиболее распространенная порода фундамента, лежащая в основе относительно тонкого осадочного покрова континентов. Выходы гранита обычно формируют торы, купола, борнхардты и округлые массивы. Граниты иногда встречаются в циркулярных впадинах, окруженных грядами холмов, образованных метаморфическим ореолом или роговичком. Гранит часто встречается в виде относительно небольших, менее 100 км², стоковых тел (интрузий-стоков) и в батолитах, которые часто связаны с орогенными горными хребтами. Небольшие жилы гранитного состава, называемые аплитами, часто встречаются по краям гранитных интрузий. В некоторых местах с гранитом связаны крупнозернистые массы пегматита.

Происхождение

Гранит образуется из богатых кремнезёмом (фельсических) магм. Считается, что фельсические магмы формируются за счёт добавления тепла или водяного пара к породам нижней коры, а не в результате декомпрессии мантийных пород, как это происходит с базальтовыми магмами. Также было предложено, что некоторые граниты, обнаруженные на конвергентных границах между тектоническими плитами, где океаническая кора субдуцирует под континентальную, образовались из осадочных пород, субдуцированных вместе с океанической плитой. Расплавленные осадочные породы могли генерировать магму со средним содержанием кремнезёма, которая по мере подъёма через вышележащую кору обогащалась кремнезёмом. Ранняя фракционная кристаллизация приводит к снижению содержания магния и хрома в расплаве и обогащению его железом, натрием, калием, алюминием и кремнием. Дальнейшее фракционирование уменьшает содержание железа, кальция и титана. Это отражается в высоком содержании щелочного полевого шпата и кварца в граните. Присутствие гранитных пород в островных дугах показывает, что одна лишь фракционная кристаллизация может превратить базальтовую магму в гранитную, однако образующиеся объёмы невелики. Например, гранитные породы составляют всего 4% от обнажений на Южных Сандвичевых островах. В условиях континентальных дуг гранитные породы являются наиболее распространёнными плутоническими породами, а батолиты, состоящие из этих типов пород, простираются на всю длину дуги. Нет никаких свидетельств существования магматических камер, где базальтовые магмы дифференцируются в граниты, или кумулятов, образованных оседанием мафических кристаллов из магмы. Другие процессы должны производить такие большие объёмы фельсической магмы. Один из таких процессов – внедрение базальтовой магмы в нижнюю кору с последующей дифференциацией, оставляющей кумуляты в мантии. Другой – нагрев нижней коры подстилающей базальтовой магмой, который непосредственно из пород коры генерирует фельсическую магму. Эти два процесса производят различные типы гранитов, что может отражаться в разделении на граниты S-типа (образованные подплавлением) и I-типа (образованные внедрением и дифференциацией), о котором будет сказано ниже.

Granite forms from silica rich (felsic) magmas. Felsic magmas are thought to form by addition of heat or water vapor to rock of the lower crust, rather than by decompression of mantle rock, as is the case with basaltic magmas. It has also been suggested that some granites found at convergent boundaries between tectonic plates, where oceanic crust subducts below continental crust, were formed from sediments subducted with the oceanic plate. The melted sediments would have produced magma intermediate in its silica content, which became further enriched in silica as it rose through the overlying crust. Early fractional crystallisation serves to reduce a melt in magnesium and chromium, and enrich the melt in iron, sodium, potassium, aluminum, and silicon. Further fractionation reduces the content of iron, calcium, and titanium. This is reflected in the high content of alkali feldspar and quartz in granite. The presence of granitic rock in island arcs shows that fractional crystallization alone can convert a basaltic magma to a granitic magma, but the quantities produced are small. For example, granitic rock makes up just 4% of the exposures in the South Sandwich Islands. In continental arc settings, granitic rocks are the most common plutonic rocks, and batholiths composed of these rock types extend the entire length of the arc. There are no indication of magma chambers where basaltic magmas differentiate into granites, or of cumulates produced by mafic crystals settling out of the magma. Other processes must produce these great volumes of felsic magma. One such process is injection of basaltic magma into the lower crust, followed by differentiation, which leaves any cumulates in the mantle. Another is heating of the lower crust by underplating basaltic magma, which produces felsic magma directly from crustal rock. The two processes produce different kinds of granites, which may be reflected in the division between S type (produced by underplating) and I type (produced by injection and differentiation) granites, discussed below.

Алфавитная система классификации

Состав и происхождение любой магмы, которая дифференцируется в гранит, оставляют определенные петрологические свидетельства относительно того, какой была материнская порода гранита. Окончательная текстура и состав гранита обычно характеризуют его материнскую породу. Например, гранит, образовавшийся в результате частичного плавления метаосадочных пород, может содержать больше щелочного полевого шпата, в то время как гранит, образовавшийся в результате частичного плавления метаморфических пород, может быть богаче плагиоклазами. На этой основе основаны современные "алфавитные" схемы классификации. Классификационная система Chappell & White, основанная на буквах, была первоначально предложена для разделения гранитов на I-тип (магматический источник) и S-тип (осадочный источник). Оба типа образуются в результате частичного плавления пород коры, либо метаморфических, либо метаосадочных пород. Граниты I-типа характеризуются высоким содержанием натрия и кальция и соотношением изотопов стронция 87Sr/86Sr менее 0,708. 87Sr образуется в результате радиоактивного распада 87Rb, и поскольку рубидий концентрируется в коре по сравнению с мантией, низкое соотношение указывает на происхождение из мантии. Повышенное содержание натрия и кальция способствует кристаллизации роговой обманки, а не биотита. Граниты I-типа известны своими порфировыми месторождениями меди. Граниты I-типа являются орогенными (связанными с горообразованием) и обычно металлюминосными. Граниты S-типа бедны натрием и богаты алюминием. В результате они содержат слюды, такие как биотит и мусковит, вместо роговой обманки. Их соотношение изотопов стронция обычно превышает 0,708, что указывает на происхождение из коры. Они также обычно содержат ксенолиты метаморфизованных осадочных пород и содержат оловянные руды. Их магмы богаты водой, и они легко затвердевают, когда вода выделяется из магмы при более низком давлении, поэтому они реже достигают поверхности, чем магмы гранитов I-типа, которые, таким образом, чаще встречаются в виде вулканических пород (риолитов). Они также орогенные, но варьируются от металлюминосных до сильно пераллюминосных. Хотя граниты как I, так и S-типа являются орогенными, граниты I-типа более распространены вблизи зон конвергенции, чем граниты S-типа. Это связано с большей толщиной коры дальше от границы, что приводит к большему плавлению коры. Граниты A-типа демонстрируют своеобразную минералогию и геохимию, с особенно высоким содержанием кремния и калия за счет кальция и магния, а также высоким содержанием катионов с высокой силой поля (катионов с небольшим радиусом и высоким электрическим зарядом, таких как цирконий, ниобий, тантал и редкоземельные элементы). Они не орогенные, а образуются над горячими точками и континентальными рифтами, и являются металлюминосными до умеренно пераллюминосными и железосодержащими. Эти граниты образуются в результате частичного плавления тугоплавких литологий, таких как гранулиты, в нижней части континентальной коры при высоких тепловых градиентах. Это приводит к значительному извлечению гидросодержащих фелсических расплавов из гранулитовых фаций остаточных пород. Граниты A-типа встречаются в щелочной провинции ледника Кеттлиц в хребте Королевского общества, Антарктида. Риолиты кальдеры Йеллоустоун являются примерами вулканических эквивалентов гранита A-типа. Гранит M-типа был позже предложен для обозначения гранитов, которые явно образовались из кристаллизованных мафических магм, обычно происходящих из мантии. Хотя фракционная кристаллизация базальтовых расплавов может давать небольшое количество гранитов, которые иногда встречаются в островных дугах, такие граниты должны встречаться вместе с большими объемами базальтовых пород. Граниты H-типа были предложены для гибридных гранитов, которые, как предполагается, образуются путем смешивания мафических и фелсических магм из разных источников, таких как M-тип и S-тип. Однако большая разница в реологии между мафическими и фелсическими магмами делает этот процесс проблематичным в природе.

The composition and origin of any magma that differentiates into granite leave certain petrological evidence as to what the granite's parental rock was. The final texture and composition of a granite are generally distinctive as to its parental rock. For instance, a granite that is derived from partial melting of metasedimentary rocks may have more alkali feldspar, whereas a granite derived from partial melting of metaigneous rocks may be richer in plagioclase. It is on this basis that the modern "alphabet" classification schemes are based. The letter based Chappell & White classification system was proposed initially to divide granites into I type (igneous source) granite and S type (sedimentary sources). Both types are produced by partial melting of crustal rocks, either metaigneous rocks or metasedimentary rocks. I type granites are characterized by a high content of sodium and calcium, and by a strontium isotope ratio, 87Sr/86Sr, of less than 0.708. 87Sr is produced by radioactive decay of 87Rb, and since rubidium is concentrated in the crust relative to the mantle, a low ratio suggests origin in the mantle. The elevated sodium and calcium favor crystallization of hornblende rather than biotite. I type granites are known for their porphyry copper deposits. I type granites are orogenic (associated with mountain building) and usually metaluminous. S type granites are sodium poor and aluminum rich. As a result, they contain micas such as biotite and muscovite instead of hornblende. Their strontium isotope ratio is typically greater than 0.708, suggesting a crustal origin. They also commonly contain xenoliths of metamorphosed sedimentary rock, and host tin ores. Their magmas are water rich, and they readily solidify as the water outgasses from the magma at lower pressure, so they less commonly make it to the surface than magmas of I type granites, which are thus more common as volcanic rock (rhyolite). They are also orogenic but range from metaluminous to strongly peraluminous. Although both I and S type granites are orogenic, I type granites are more common close to the convergent boundary than S type. This is attributed to thicker crust further from the boundary, which results in more crustal melting. A type granites show a peculiar mineralogy and geochemistry, with particularly high silicon and potassium at the expense of calcium and magnesium and a high content of high field strength cations (cations with a small radius and high electrical charge, such as zirconium, niobium, tantalum, and rare earth elements.) They are not orogenic, forming instead over hot spots and continental rifting, and are metaluminous to mildly peralkaline and iron rich. These granites are produced by partial melting of refractory lithology such as granulites in the lower continental crust at high thermal gradients. This leads to significant extraction of hydrous felsic melts from granulite facies resitites. A type granites occur in the Koettlitz Glacier Alkaline Province in the Royal Society Range, Antarctica. The rhyolites of the Yellowstone Caldera are examples of volcanic equivalents of A type granite. M type granite was later proposed to cover those granites that were clearly sourced from crystallized mafic magmas, generally sourced from the mantle. Although the fractional crystallisation of basaltic melts can yield small amounts of granites, which are sometimes found in island arcs, such granites must occur together with large amounts of basaltic rocks. H type granites were suggested for hybrid granites, which were hypothesized to form by mixing between mafic and felsic from different sources, such as M type and S type. However, the big difference in rheology between mafic and felsic magmas makes this process problematic in nature.

Гранитизация

Гранитизация – старая и в значительной степени опровергнутая гипотеза о том, что гранит формируется на месте в результате экстремального метасоматизма. Суть гипотезы гранитизации заключалась в том, что флюиды предположительно привносили такие элементы, как калий, и удаляли другие, например, кальций, для преобразования метаморфической породы в гранит. Предполагалось, что этот процесс происходит на движущемся фронте. Однако к 1960-м годам экспериментальные исследования установили, что граниты имеют магматическое происхождение. Минералогические и химические особенности гранита могут быть объяснены только фазовыми отношениями кристаллической жидкости, что указывает на необходимость, по крайней мере, частичного плавления для мобилизации магмы. Тем не менее, на значительных глубинах коры различие между метаморфизмом и плавлением коры становится размытым. Условия кристаллизации жидкой магмы достаточно близки к условиям высокотемпературного метаморфизма, что приводит к большому сходству этих пород. В таких условиях гранитные расплавы могут образовываться на месте посредством частичного плавления метаморфических пород, при котором в расплав извлекаются подвижные элементы, такие как калий и кремний, а кальций и железо остаются в гранулитовом остатке. Это может быть источником мигматитов. Мигматит состоит из тёмной, тугоплавкой породы (меланосомы), пронизанной слоями и каналами светлой гранитной породы (лейкосомы). Лейкосома интерпретируется как частичный расплав исходной породы, который начал отделяться от остаточного твердого вещества (меланосомы). При достаточном количестве частичного расплава он отделяется от исходной породы, претерпевает дальнейшую эволюцию посредством фракционной кристаллизации при подъеме к поверхности и становится магматическим предшественником гранитной породы. Остаток исходной породы превращается в гранулит. Частичное плавление твердых пород требует высоких температур и добавления воды или других летучих компонентов, которые понижают температуру солидуса (температуру начала частичного плавления) этих пород. Долгое время обсуждалось, достаточно ли утолщения коры в орогенах (горных поясах вдоль зон конвергенции) для образования гранитных расплавов за счет радиогенного нагрева, но последние исследования показывают, что это маловероятный механизм. Гранитизация на месте требует нагрева астеносферной мантией или внедрения мантийных магм.

Granitization is an old, and largely discounted, hypothesis that granite is formed in place through extreme metasomatism. The idea behind granitization was that fluids would supposedly bring in elements such as potassium, and remove others, such as calcium, to transform a metamorphic rock into granite. This was supposed to occur across a migrating front. However, experimental work had established by the 1960s that granites were of igneous origin. The mineralogical and chemical features of granite can be explained only by crystal liquid phase relations, showing that there must have been at least enough melting to mobilize the magma. However, at sufficiently deep crustal levels, the distinction between metamorphism and crustal melting itself becomes vague. Conditions for crystallization of liquid magma are close enough to those of high grade metamorphism that the rocks often bear a close resemblance. Under these conditions, granitic melts can be produced in place through the partial melting of metamorphic rocks by extracting melt mobile elements such as potassium and silicon into the melts but leaving others such as calcium and iron in granulite residues. This may be the origin of migmatites. A migmatite consists of dark, refractory rock (the melanosome) that is permeated by sheets and channels of light granitic rock (the leucosome). The leucosome is interpreted as partial melt of a parent rock that has begun to separate from the remaining solid residue (the melanosome). If enough partial melt is produced, it will separate from the source rock, become more highly evolved through fractional crystallization during its ascent toward the surface, and become the magmatic parent of granitic rock. The residue of the source rock becomes a granulite. The partial melting of solid rocks requires high temperatures and the addition of water or other volatiles which lower the solidus temperature (temperature at which partial melting commences) of these rocks. It was long debated whether crustal thickening in orogens (mountain belts along convergent boundaries) was sufficient to produce granite melts by radiogenic heating, but recent work suggests that this is not a viable mechanism. In situ granitization requires heating by the asthenospheric mantle or by underplating with mantle derived magmas.

Природное излучение

Гранит — естественный источник излучения, как и большинство природных камней. Калий-40 — радиоактивный изотоп слабого излучения, являющийся компонентом щелочного полевого шпата, который, в свою очередь, является распространенным компонентом гранитных пород, более обильным в щелочном полевом шпате гранита и сиенитах. Некоторые граниты содержат около 10–20 частей на миллион (ppm) урана. В отличие от этого, более мафические породы, такие как тоналиты, габбро и диориты, содержат от 1 до 5 ppm урана, а известняки и осадочные породы обычно имеют сопоставимо низкие концентрации. Многие крупные гранитные плутоны служат источником палеоканальных или пластовых месторождений урановой руды, где уран вымывается в осадочные породы с гранитных возвышенностей и связанных с ними, часто высокорадиоактивных, пегматитов. Подвалы и цокольные этажи, построенные на почвах, залегающих над гранитом, могут становиться ловушкой для радонового газа, образующегося при распаде урана. Радоновый газ представляет серьезную опасность для здоровья и является второй по значимости причиной рака легких в США после курения. Торий содержится во всех гранитах. Гранит Конвей известен своей относительно высокой концентрацией тория — 56±6 ppm. Существует обеспокоенность, что некоторые граниты, продаваемые в качестве столешниц или строительных материалов, могут быть опасны для здоровья. Дэн Стек из Университета Сент-Джонса заявил, что примерно 5% всего гранита вызывают опасения, при этом он отметил, что протестировано лишь незначительное количество из десятков тысяч типов гранитных плит. Ресурсы национальных геологических служб доступны в интернете для оценки факторов риска в гранитных районах и разработки правил проектирования, в частности, для предотвращения накопления радонового газа в закрытых подвалах и жилых помещениях. Исследование гранитных столешниц было проведено (по инициативе и за счет финансирования Института мрамора Америки) в ноябре 2008 года компанией National Health and Engineering Inc. из США. В ходе этого испытания все 39 полноразмерных гранитных плит, подвергнутых измерению в рамках исследования, показали уровни радиации, значительно ниже стандартов безопасности Европейского Союза (раздел 4.1.1.1 исследования National Health and Engineering), а уровни выделения радона оказались значительно ниже средних концентраций радона на открытом воздухе в США.

Granite is a natural source of radiation, like most natural stones. Potassium 40 is a radioactive isotope of weak emission, and a constituent of alkali feldspar, which in turn is a common component of granitic rocks, more abundant in alkali feldspar granite and syenites. Some granites contain around 10 to 20 parts per million (ppm) of uranium. By contrast, more mafic rocks, such as tonalite, gabbro and diorite, have 1 to 5 ppm uranium, and limestones and sedimentary rocks usually have equally low amounts. Many large granite plutons are sources for palaeochannel hosted or roll front uranium ore deposits, where the uranium washes into the sediments from the granite uplands and associated, often highly radioactive pegmatites. Cellars and basements built into soils over granite can become a trap for radon gas, which is formed by the decay of uranium. Radon gas poses significant health concerns and is the number two cause of lung cancer in the US behind smoking. Thorium occurs in all granites. Conway granite has been noted for its relatively high thorium concentration of 56±6 ppm. There is some concern that some granite sold as countertops or building material may be hazardous to health. Dan Steck of St. Johns University has stated
that approximately 5% of all granite is of concern, with the caveat that only a tiny percentage of the tens of thousands of granite slab types have been tested. Resources from national geological survey organizations are accessible online to assist in assessing the risk factors in granite country and design rules relating, in particular, to preventing accumulation of radon gas in enclosed basements and dwellings. A study of granite countertops was done (initiated and paid for by the Marble Institute of America) in November 2008 by National Health and Engineering Inc. of USA. In this test, all of the 39 full size granite slabs that were measured for the study showed radiation levels well below the European Union safety standards (section 4.1.1.1 of the National Health and Engineering study) and radon emission levels well below the average outdoor radon concentrations in the US.

Промышленность

Гранитная и сопутствующая мраморная промышленность считается одной из старейших в мире, зародившись еще в Древнем Египте. Основными современными экспортерами гранита являются Китай, Индия, Италия, Бразилия, Канада, Германия, Швеция, Испания и Соединенные Штаты.

Античность

Красная пирамида Египта (ок. 2590 г. до н.э.), названная так из-за светло-малинового оттенка ее открытых известняковых поверхностей, является третьей по величине из египетских пирамид. Пирамида Менкаура, предположительно датируемая 2510 г. до н.э., была построена из известняка и гранитных блоков. Великая пирамида в Гизе (ок. 2580 г. до н.э.) содержит огромный гранитный саркофаг, выполненный из «красного асванского гранита». В основном разрушенная Чёрная пирамида, датируемая правлением Аменемхета III, когда-то имела полированный гранитный пирамидион, или венчающий камень, который сейчас экспонируется в главном зале Египетского музея в Каире (см. Дахшур). Другие области применения в Древнем Египте включали колонны, дверные перемычки, подоконники, дверные косяки, а также облицовку стен и полов. То, как египтяне обрабатывали цельный гранит, до сих пор остаётся предметом дискуссий. Патрик Хант предположил, что египтяне использовали эмерий, обладающий большей твёрдостью по шкале Мооса. Пещера Соккурам в Корее – буддийское святилище и часть храмового комплекса Пульгукса. Завершённая в 774 г. н.э., это искусственная пещера, полностью построенная из гранита. Главный Будда в пещере считается выдающимся произведением буддийского искусства, и вместе с храмовым комплексом, которому он принадлежит, Соккурам был включён в список Всемирного наследия ЮНЕСКО в 1995 году. Раджараджа Чола I из династии Чола в Южной Индии построил первый в мире храм, полностью возведённый из гранита, в XI веке н.э. в Танжуре, Индия. Храм Брихадеешвара, посвящённый лорду Шиве, был построен в 1010 году. Массивный Гопурам (украшенная верхняя часть храма) предположительно имеет массу около 81 тонны. Он был самым высоким храмом в Южной Индии. Имперский римский гранит добывался в основном в Египте, а также в Турции и на островах Эльба и Джильо. Гранит стал «неотъемлемой частью римского языка монументальной архитектуры».

Скульптура и мемориалы

В некоторых регионах гранит используется для надгробий и мемориальных памятников. Гранит – твёрдый камень, и его обработка вручную требует умения и мастерства. До начала XVIII века в западном мире гранит можно было вырезать только ручными инструментами, что обычно приводило к невысокому качеству работ. Ключевым прорывом стало изобретение Александром Макдональдом из Абердина режущих и шлифовальных инструментов с паровым приводом, вдохновлённым древнеегипетскими гранитными резными изделиями. В 1832 году на английском кладбище Кенсал-Грин было установлено первое полированное надгробие из абердинского гранита. Это произвело фурор в лондонской индустрии монументального искусства, и на протяжении нескольких лет весь полированный гранит заказывался у Макдональда. Благодаря работам скульптора Уильяма Лесли, а позднее Сидни Филда, гранитные мемориалы стали важным символом статуса в викторианской Британии. Королевский саркофаг во Фрогморе, вероятно, являлся вершиной их творчества и, весом в 30 тонн, одним из самых крупных. Лишь в 1880-х годах конкурирующие машины и предприятия смогли составить конкуренцию производству Макдональда. Современные методы обработки гранита включают использование вращающихся резцов с компьютерным управлением и пескоструйную обработку через резиновый трафарет. Оставляя буквы, цифры и эмблемы незакрытыми, а остальную поверхность камня покрывая резиной, можно создавать практически любые произведения искусства или эпитафии. Камень, известный как «чёрный гранит», обычно представляет собой габбро, имеющий совершенно иной химический состав.

Здания

Гранит широко использовался как облицовочный камень и в качестве напольной плитки в общественных и коммерческих зданиях, а также для создания памятников. Абердин в Шотландии, построенный преимущественно из местного гранита, известен как "Гранитный город". Благодаря его распространенности в Новой Англии, гранит часто применялся для возведения фундаментов домов. Гранитная железная дорога, первая железная дорога в Америке, была построена в 1820-х годах для транспортировки гранита из карьеров в Квинси, штат Массачусетс, к реке Непонсет.

Инженерная

Инженеры традиционно использовали полированные гранитные плиты для создания плоскости отсчета, поскольку они относительно непроницаемы, жестки и сохраняют хорошую размерную стабильность. Пескоструйный бетон с высоким содержанием крупного заполнителя имеет вид, похожий на необработанный гранит, и часто используется в качестве замены, когда применение настоящего гранита непрактично. Гранитные столы широко используются в качестве основания или даже всей несущей конструкции оптических приборов, координатно-измерительных машин и высокоточных станков с ЧПУ благодаря жесткости гранита, его высокой размерной стабильности и отличным виброхарактеристикам. Наиболее необычным применением гранита было использование его в качестве материала для рельсов Грейторской гранитной трамвайной дороги в Девоне, Англия, в 1820 году. Гранитный блок обычно обрабатывается в плиты, которые затем могут быть вырезаны и придать им форму на обрабатывающем центре. В военном деле Финляндия использовала гранитные валуны для создания заграждений вдоль линии Маннергейма, чтобы остановить продвижение советских танков во время Зимней войны 1939–1940 годов.

Укладка

Гранит используется в качестве материала для мощения. Это обусловлено его исключительной прочностью, водопроницаемостью и минимальными требованиями к уходу. Например, в Сиднее, Австралия, чёрный гранит используется для мощения и бордюров во всем центральном деловом районе.

Камни для завивки

Камни для керлинга традиционно изготавливаются из гранита Айльсы Крейг. Первые камни были изготовлены в 1750-х годах, а первоначальным источником была Айльса Крейг в Шотландии. Из-за редкости этого гранита лучшие камни могут стоить до 1500 долларов США. От 60 до 70 процентов камней, используемых сегодня, сделаны из гранита Айльсы Крейг. Хотя остров сейчас является заповедником дикой природы, он по-прежнему разрабатывается по лицензии компанией Kays of Scotland для добычи гранита Айльса для изготовления камней для керлинга.

Скалолазание

Гранит – одна из самых востребованных пород среди альпинистов благодаря своей крутизне, надёжности, системе трещин и коэффициенту трения. К известным местам для лазания по граниту относятся долина Йосемити, Бугабу, массив Монблан (и вершины, такие как Эгюий-дю-Дрю, горы Морн, Альпы Адамелло-Пресанелла, Эгюий-дю-Миди и Гранд-Жорасс), Брегалья, Корсика, отдельные районы Каракорума (особенно башни Транго), массив Фицрой, Патагония, остров Баффин, Огаваяма, побережье Корнуолла, горный массив Кэрнггормс, гора Сахарная Голова в Рио-де-Жанейро, Бразилия, и Ставамус-Чиф в Британской Колумбии, Канада.