กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 17 นาที

หินแกรนิต

CS1: URL ที่ไม่เหมาะสม/CS1 แหล่งที่มาภาษาโปรตุเกส (pt)/หินเฟลซิก/หินแกรนิต/แร่ธาตุอุตสาหกรรม/สัญลักษณ์ประจำชาติของประเทศฟินแลนด์/หน้าที่ใช้หลายภาพพร้อมปรับขนาดภาพอัตโนมัติ/หินพลูโตนิก

หินแกรนิต ( / ˈ ɡ r æ . n ɪ t / , GRAN -it ) เป็น หินอัคนีแทรกซึมเนื้อหยาบ ( phaneritic ) ที่ประกอบด้วยควอตซ์เฟลด์สปาร์อัลคาไลไมกาและแพลจิโอเคลสเป็นส่วน ใหญ่ เกิดจากแมกมา ที่มี

หินแกรนิต

หินแกรนิต
หินอัคนี
องค์ประกอบ
การจำแนกประเภทเฟลซิก
หลักโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์ , แพลจิโอเคลสเฟลด์สปาร์และควอตซ์
มัธยมศึกษาปริมาณของมัสโคไวต์ ไบโอไทต์และแอมฟิโบลชนิดฮอร์นเบลนด์ที่แตก ต่างกัน

หินแกรนิต ( / ˈ ɡ r æ . n ɪ t / , GRAN -it ) เป็น หินอัคนีแทรกซึมเนื้อหยาบ ( phaneritic ) ที่ประกอบด้วยควอตซ์เฟลด์สปาร์อัลคาไลไมกาและแพลจิโอเคลสเป็นส่วน ใหญ่ เกิดจากแมกมา ที่มี ซิลิกาและออกไซด์ของโลหะอัลคาไลในปริมาณสูงซึ่งค่อยๆ เย็นตัวและแข็งตัวอยู่ใต้ดิน พบได้ทั่วไปในเปลือกโลกภาคพื้นทวีป โดยพบในรูปของหินอัคนีแทรกซึม ซึ่ง มีขนาดตั้งแต่หินแทรกซึมขนาดเล็กเพียงไม่กี่เซนติเมตรไปจนถึงหินแกรนิตขนาดใหญ่ที่โผล่ขึ้นมาบนพื้นที่หลายร้อยตารางกิโลเมตร

หินแกรนิตเป็นตัวอย่างของหินแกรนิตตระกูลใหญ่ หรือแกรนิตอยด์ซึ่งประกอบด้วยควอตซ์และเฟลด์สปาร์เม็ดหยาบเป็นส่วนใหญ่ในสัดส่วนที่แตกต่างกัน หินเหล่านี้ถูกจัดประเภทตามเปอร์เซ็นต์สัมพัทธ์ของควอตซ์ เฟลด์สปาร์อัลคาไล และแพลจิโอเคลส ( การจัดประเภท QAPF ) โดยหินแกรนิตแท้หมายถึงหินแกรนิตที่มีควอตซ์และเฟลด์สปาร์อัลคาไลในปริมาณมาก หินแกรนิตส่วนใหญ่ยังประกอบด้วย แร่ ไมกาหรือแอมฟิโบลแม้ว่าบางชนิด (ที่เรียกว่าลิวโคแกรนิต ) แทบไม่มีแร่สีเข้มเลยก็ตาม

หินแกรนิตมักมีขนาดใหญ่ (ไม่มีโครงสร้างภายใน) และแข็งแกร่ง คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้หินแกรนิตถูกนำมาใช้เป็นหินก่อสร้างอย่างแพร่หลายตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์

คำอธิบาย

หินแกรนิตที่มีแร่แพลจิโอเคลส เฟลด์สปาร์อัลคาไล และควอตซ์ในปริมาณปานกลาง
หินแกรนิตที่มีส่วนประกอบของเฟลด์สปาร์อัลคาไลน์และควอตซ์

คำว่า "แกรนิต" มาจากภาษาละตินgranumซึ่งหมายถึงเมล็ดพืช โดยอ้างอิงถึงโครงสร้างเม็ดหยาบของหินผลึก ชนิดนี้ [ 1 ]แกรนิตอาจมีสีขาว ชมพู หรือเทาเป็นหลัก ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบแร่ หินแกรนิตส่วนใหญ่ประกอบด้วยแร่เฟลด์สปาร์ควอตซ์ไมกาและแอมฟิโบลซึ่งก่อตัวเป็นเมทริกซ์ ที่ประสานกันและ ค่อนข้างเป็นเม็ด เท่าๆ กัน ของเฟลด์สปาร์และควอตซ์ โดยมี ไมกา ไบโอไทต์และแอมฟิโบล (มักเป็นฮอร์นเบลนด์ ) สี เข้มกระจายอยู่ทั่วไป ในแร่สีอ่อนกว่า บางครั้งผลึกแต่ละชิ้น ( ฟีโนคริสต์ ) อาจมีขนาดใหญ่กว่าเนื้อพื้นซึ่งในกรณีนี้เรียกว่าเนื้อสัมผัสแบบพอร์ฟิริติกหินแกรนิตที่มีเนื้อสัมผัสแบบพอร์ฟิริติกเรียกว่าแกรนิตพอร์ ฟิ รีแกรนิตอยด์ เป็นคำ ศัพท์ทั่วไปที่ใช้ในการอธิบายหินอัคนีที่มีสีอ่อนกว่าและมีเม็ดหยาบ การตรวจสอบ ทางปิโตรกราฟิกจำเป็นสำหรับการระบุประเภทเฉพาะของหินแกรนิตอยด์[ 2 ]เฟลด์สปาร์อัลคาไลในหินแกรนิตโดยทั่วไปจะเป็นออร์โทเคลสหรือไมโครไคลน์และมักจะเป็น เพอร์ไทติก พลาจิโอ เคลส โดยทั่วไปจะเป็น โอลิโกเคลสที่อุดมด้วยโซเดียม ฟีโนคริสตัลมักจะเป็นเฟลด์สปาร์อัลคาไล[ 3 ]

หินแกรนิตถูกจัดประเภทตามแผนภาพ QAPF สำหรับ หินพุโทนิกเนื้อหยาบและตั้งชื่อตามเปอร์เซ็นต์ของควอตซ์ เฟลด์สปาร์ อัลคาไล ( ออร์โทเคลสซานิดีนหรือไมโครไคลน์ ) และ เฟลด์สปาร์ แพลจิโอเคลสในส่วน AQP ของแผนภาพ หินแกรนิตแท้ (ตาม หลักการ ทางธรณีวิทยา ในปัจจุบัน ) ประกอบด้วยควอตซ์ระหว่าง 20% ถึง 60% โดยปริมาตร โดยมีเฟลด์สปาร์อัลคาไล 35% ถึง 90% ของเฟลด์สปาร์ทั้งหมด หินแกรนิตที่มีควอตซ์น้อยกว่าจะถูกจัดประเภทเป็นไซเอนไนต์หรือมอนโซไนต์ในขณะที่หินแกรนิตที่มีแพลจิโอเคลสเป็นส่วนประกอบหลักจะถูกจัดประเภทเป็นแกรโนไดโอไรต์หรือโทนา ไลต์ หินแกรนิตที่มีเฟลด์สปาร์อัลคาไลมากกว่า 90% ของเฟลด์สปาร์ทั้งหมดจะถูกจัดประเภทเป็นหินแกรนิตเฟลด์สปาร์อัลคาไล หินแกรนิตที่มีควอตซ์มากกว่า 60% ซึ่งพบได้ยาก จะถูกจัดประเภทเป็นหินแกรนิตอยด์ที่มีควอตซ์สูง หรือหากประกอบด้วยควอตซ์เกือบทั้งหมด จะเรียกว่าควอตโซไลต์[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

ภาพตัดขวางของหินแกรนิตภายใต้แสงโพลาไรซ์แบบไขว้

หินแกรนิตแท้จะถูกจำแนกเพิ่มเติมตามเปอร์เซ็นต์ของเฟลด์สปาร์ทั้งหมดที่เป็นเฟลด์สปาร์อัลคาไล หินแกรนิตที่มีควอตซ์ 15% ถึง 25% และมีเฟลด์สปาร์เป็นเฟลด์สปาร์อัลคาไล 65% ถึง 90% เรียกว่าไซ เอโนแกรนิตในขณะที่เฟลด์สปาร์ในมอนโซแกรนิตมีเฟลด์สปาร์อัลคาไล 35% ถึง 65% [ 5 ] [ 6 ] หินแกรนิตที่มีทั้ง ไมกาชนิดมัสโคไวต์และไบโอไทต์เรียกว่าหินแกรนิตไบนารีหรือ หิน แกรนิตสอง ไมกา หินแกรนิตสองไมกามักจะมี โพแทสเซียมสูงและแพลจิโอเคลสต่ำ และมักจะเป็นหินแกรนิตชนิด S หรือหินแกรนิตชนิด A ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง[ 7 ] [ 8 ]

อีกแง่มุมหนึ่งของการจำแนกประเภทหินแกรนิตคืออัตราส่วนของโลหะที่อาจก่อตัวเป็นเฟลด์สปาร์ หินแกรนิตส่วนใหญ่มีองค์ประกอบที่อะลูมิเนียมและโลหะอัลคาไล (โซเดียมและโพแทสเซียม) เกือบทั้งหมดรวมตัวกันเป็นเฟลด์สปาร์ ซึ่งเป็นกรณีที่K₂O + Na₂O CaO > Al₂O₃ > K₂O + หินดังกล่าวเรียกว่าหิน แกรนิต ปกติหรือ เม ทัลูมินัหินแกรนิตที่มีอะลูมิเนียมไม่เพียงพอที่จะรวมตัวกับออกไซด์ของอัลคาไลทั้งหมดเป็นเฟลด์สปาร์ (Al₂O₃ Na₂O เรียกหินแกรนิตเพ อร์อั ล คาไลน์ และมีแร่แอมฟิโบลโซเดียมที่ผิดปกติ เช่นรีเบคไคต์แกรนิตที่มีอะลูมิเนียมเกินกว่าที่สามารถรวมตัวกันเป็นเฟลด์สปาร์ได้ (Al₂O₃ CaO + K₂O Na₂O เรียกว่าแกรนิตเพอร์อะลูมิเนียมและมีแร่ที่อุดมด้วยอะลูมิเนียม เช่นมัสโคไวต์[ 9 ]

คุณสมบัติทางกายภาพ

ความหนาแน่นเฉลี่ยของหินแกรนิตอยู่ระหว่าง2.65 ถึง 2.75 กรัม/ซม³ (165 ถึง 172 ปอนด์/ลูกบาศก์ฟุต) [ 10 ]ความแข็งแรงในการรับแรงอัด โดยทั่วไปจะสูงกว่า 200 MPa ( 29,000 psi) และความหนืดใกล้STPอยู่ที่ 3–6· 10²⁰ Pa·s [ 11 ]   

อุณหภูมิหลอมเหลวของหินแกรนิตแห้งที่ความดันบรรยากาศอยู่ที่1215–1260 °C (2219–2300 °F) [ 12 ] ซึ่งจะลดลงอย่างมากเมื่อมีน้ำอยู่ด้วย เหลือเพียง 650 °C ที่ความดันไม่กี่ร้อยเมกะปาสคาล[ 13 ]   

หินแกรนิตมีการซึม ผ่านหลัก โดยรวมต่ำ แต่มีการซึมผ่านรองสูงผ่านรอยแตกและรอยแยกหากมีอยู่

องค์ประกอบทางเคมี

แผนภาพ QAPFโดยมีพื้นที่หินแกรนิตเป็นสีชมพู

ค่าเฉลี่ยทั่วโลกขององค์ประกอบทางเคมีของหินแกรนิต โดยคิดเป็นเปอร์เซ็นต์มวล โดยอิงจากการวิเคราะห์ 2485 ครั้ง: [ 14 ]

ซิโอ72.04% (ซิลิกา)
 
อัลโอ14.42% (อะลูมินา)
 
เคโอ4.12%
 
นาโอ3.69%
 
CaO1.82%
 
เฟโอ1.68%
 
เฟโอ1.22%
 
เอ็มจีโอ0.71%
 
ไทโอ0.30%
 
พีโอ0.12%
 
เอ็มเอ็นโอ0.05%
 

หินที่มีเนื้อปานกลางเทียบเท่ากับหินแกรนิตคือไมโครแกรนิต [ 15 ] หินอัคนีพุที่เทียบเท่ากับหินแกรนิตคือไรโอไลต์[ 16 ]

การเกิดขึ้น

หินแกรนิตมีการกระจายตัวอย่างกว้างขวางทั่วเปลือกโลกภาคพื้นทวีป [ 17 ] ส่วนใหญ่แทรกตัวเข้ามาในช่วง ยุค พรีแคมเบรียนเป็นหินฐานที่ อุดมสมบูรณ์ที่สุดที่อยู่ใต้ชั้น ตะกอนบางๆของทวีปหินแกรนิตที่โผล่ขึ้นมามักจะก่อตัวเป็นทอร์โดมหรือบอร์นฮาร์ดต์และมวลก ลมๆ บางครั้งหินแกรนิตก็เกิดขึ้นในแอ่งกลมๆ ที่ล้อม รอบด้วยเทือกเขา ซึ่งเกิดจากเขตการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาหรือฮอร์นเฟลส์หินแกรนิตมักเกิดขึ้นเป็นมวลขนาดเล็กที่มีพื้นที่น้อยกว่า 100 ตารางกิโลเมตร( สต็อก ) และในบาโทลิธซึ่งมักเกี่ยวข้องกับ เทือกเขาที่เกิดจากการก่อตัวของ ภูเขา ได ค์ขนาดเล็ก ที่มีองค์ประกอบของหิน แกรนิตที่เรียกว่าแอปไลต์มักเกี่ยวข้องกับขอบของการแทรกตัว ของหินแกรนิต ในบางพื้นที่ มวล เพกมาไทต์ ที่ มีเม็ดหยาบมากเกิดขึ้นร่วมกับหินแกรนิต[ 18 ] 

ต้นทาง

กลุ่มหินแมฟิกในหินแกรนิต ที่อุทยานแห่งชาติโยเซมิตี

หินแกรนิตเกิดจากแมกมาที่มีซิลิกาสูง ( เฟลซิก ) เชื่อกันว่าแมกมาเฟลซิกเกิดจากการเติมความร้อนหรือไอน้ำลงในหินของเปลือกโลกชั้น ล่าง มากกว่าเกิดจากการลดความดันของหินแมนเทิล ดังเช่นกรณีของแมกมาบะซอลต์[ 19 ]นอกจากนี้ยังมีการเสนอแนะว่าหินแกรนิตบางชนิดที่พบในบริเวณรอยต่อระหว่างแผ่นเปลือกโลกซึ่งเปลือกโลกมหาสมุทรมุดตัวลงใต้เปลือกโลกทวีป เกิดจากตะกอนที่มุดตัวลงมาพร้อมกับแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทร ตะกอนที่หลอมเหลวจะผลิตแมกมา ที่มีปริมาณซิลิกา ปานกลางซึ่งจะยิ่งมีซิลิกามากขึ้นเมื่อมันลอยตัวขึ้นผ่านเปลือกโลกด้านบน[ 20 ]

การตกผลึกแบบเศษส่วนในช่วงแรกช่วยลดปริมาณแมกนีเซียมและโครเมียมในเนื้อหลอมเหลว และเพิ่มปริมาณเหล็ก โซเดียม โพแทสเซียม อะลูมิเนียม และซิลิคอนในเนื้อหลอมเหลว[ 21 ]การแยกส่วนเพิ่มเติมจะลดปริมาณเหล็ก แคลเซียม และไทเทเนียม[ 22 ]ซึ่งสะท้อนให้เห็นในปริมาณเฟลด์สปาร์อัลคาไลน์และควอตซ์ที่สูงในหินแกรนิต

การมีอยู่ของหินแกรนิตในหมู่เกาะโค้งแสดงให้เห็นว่าการตกผลึกแบบเศษส่วนเพียงอย่างเดียวสามารถเปลี่ยนแมกมาบะซอลต์ให้เป็นแมกมาแกรนิตได้ แต่ปริมาณที่ผลิตได้นั้นมีน้อย[ 23 ]ตัวอย่างเช่น หินแกรนิตประกอบขึ้นเพียง 4% ของพื้นที่ที่เปิดเผยในหมู่เกาะเซาท์แซนด์วิช [ 24 ] ในสภาพแวดล้อมของแนวโค้งทวีป หินแกรนิตเป็นหินพุโทนิกที่พบได้บ่อยที่สุด และบาโทลิธที่ประกอบด้วยหินประเภทนี้ทอดยาวไปตลอดแนวโค้ง ไม่มีข้อบ่งชี้ถึงห้องแมกมาที่แมกมาบะซอลต์แยกตัวเป็นหินแกรนิต หรือของคิวมูเลตที่ผลิตโดย ผลึก มาฟิกที่ตกตะกอนออกจากแมกมา กระบวนการอื่น ๆ จะต้องผลิตแมกมาเฟลซิกปริมาณมากเหล่านี้ กระบวนการหนึ่งดังกล่าวคือการฉีดแมกมาบะซอลต์เข้าไปในเปลือกโลกชั้นล่าง ตามด้วยการแยกตัว ซึ่งจะทำให้คิวมูเลตใด ๆ เหลืออยู่ในเนื้อโลก อีกประการหนึ่งคือการให้ความร้อนแก่เปลือกโลกชั้นล่างโดย แมกมาบะซอลต์ที่ แทรกตัวอยู่ใต้เปลือกโลก ซึ่งทำให้เกิดแมกมาเฟลซิกโดยตรงจากหินเปลือกโลก กระบวนการทั้งสองนี้ทำให้เกิดหินแกรนิตชนิดต่างๆ ซึ่งอาจสะท้อนให้เห็นในการแบ่งระหว่างหินแกรนิตประเภท S (เกิดจากการแทรกตัวอยู่ใต้เปลือกโลก) และประเภท I (เกิดจากการฉีดและการแยกตัว) ดังที่กล่าวไว้ด้านล่าง[ 23 ]

ระบบการจำแนกประเภทตามตัวอักษร

กลุ่มแร่ของหินอัคนี

องค์ประกอบและต้นกำเนิดของหินหนืดใดๆ ที่แปรสภาพเป็นหินแกรนิตนั้น ทิ้งหลักฐานทางธรณีวิทยาบางอย่างไว้เพื่อบ่งบอกถึงหินต้นกำเนิดของหินแกรนิตนั้น โดยทั่วไปแล้ว เนื้อสัมผัสและองค์ประกอบสุดท้ายของหินแกรนิตจะมีลักษณะเฉพาะที่บ่งบอกถึงหินต้นกำเนิด ตัวอย่างเช่น หินแกรนิตที่เกิดจากการหลอมละลายบางส่วนของหินตะกอนแปรสภาพ อาจมีเฟลด์สปาร์อัลคาไลน์มากกว่า ในขณะที่หินแกรนิตที่เกิดจากการหลอมละลายบางส่วนของหินอัคนีแปรสภาพ อาจมีแพลจิโอเคลสมากกว่า ระบบการจำแนกประเภท "ตัวอักษร" ในปัจจุบันจึงอิงอยู่บนพื้นฐานนี้

ระบบการจำแนกประเภท Chappell & White ที่ใช้ตัวอักษรได้รับการเสนอในเบื้องต้นเพื่อแบ่งหินแกรนิตออกเป็น หินแกรนิต ประเภท I (แหล่งกำเนิดหินอัคนี) และหินแกรนิตประเภท S (แหล่งกำเนิดหินตะกอน) [ 25 ]ทั้งสองประเภทเกิดจากการหลอมละลายบางส่วนของหินเปลือกโลก ไม่ว่าจะเป็นหินอัคนีแปรสภาพหรือหินตะกอนแปรสภาพ

หินแกรนิตชนิด I มีลักษณะเฉพาะคือมีปริมาณโซเดียมและแคลเซียมสูง และมีอัตราส่วน ไอโซโทปสตรอนเทียม87 Sr/ 86 Sr น้อยกว่า 0.708 87 Sr เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีของ87 Rb และเนื่องจากรูบิเดียมมีความเข้มข้นในเปลือกโลกเมื่อเทียบกับเนื้อโลก อัตราส่วนที่ต่ำจึงบ่งชี้ว่ามีต้นกำเนิดในเนื้อโลก ปริมาณโซเดียมและแคลเซียมที่สูงขึ้นส่งเสริมการตกผลึกของฮอร์นเบลนด์มากกว่าไบโอไทต์ หินแกรนิตชนิด I เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องแหล่งแร่ทองแดงแบบพอฟิ รี [ 23 ]หินแกรนิตชนิด I เป็นหินแกรนิตที่เกี่ยวข้องกับการสร้างภูเขา (orogenic) และโดยทั่วไปเป็นหินแกรนิตที่มีอะลูมิเนียมสูง (metaluminous) [ 26 ]

หินแกรนิตชนิด S มีโซเดียมต่ำและอะลูมิเนียมสูง ส่งผลให้มีไมกาเช่น ไบโอไทต์และมัสโคไวต์ แทนที่จะเป็นฮอร์นเบลนด์ อัตราส่วนไอโซโทปสตรอนเทียมโดยทั่วไปจะมากกว่า 0.708 ซึ่งบ่งชี้ถึงต้นกำเนิดจากเปลือกโลก นอกจากนี้ยังมักมีหินต่างถิ่นที่เป็นหินตะกอนแปรสภาพ และมีแร่ดีบุกอยู่ด้วย แมกมา ของหินแกรนิต ชนิดนี้มีน้ำมาก และแข็งตัวได้ง่ายเมื่อน้ำระเหยออกจากแมกมาที่ความดันต่ำกว่า ดังนั้นจึงไม่ค่อยพบการขึ้นสู่ผิวดินเท่ากับแมกมาของหินแกรนิตชนิด I ซึ่งจึงพบได้ทั่วไปในรูปของหินภูเขาไฟ (ไรโอไลต์) [ 23 ]นอกจากนี้ยังเป็นหินแกรนิตที่เกิดจากการก่อตัวของภูเขา แต่มีตั้งแต่เมทัลลูมินัสไปจนถึงเพอราลูมินัสอย่าง มาก [ 26 ]

แม้ว่าหินแกรนิตชนิด I และชนิด S จะเป็นหินแกรนิตที่เกิดจากการก่อตัวของภูเขา แต่หินแกรนิตชนิด I พบได้บ่อยกว่าบริเวณใกล้กับขอบเขตการบรรจบกันมากกว่าหินแกรนิตชนิด S ซึ่งเป็นผลมาจากเปลือกโลกที่หนาขึ้นในบริเวณที่ห่างจากขอบเขต ทำให้เกิดการหลอมละลายของเปลือกโลกมากขึ้น[ 23 ]

หินแกรนิตชนิด A มีลักษณะทางแร่และธรณีเคมีที่แปลกประหลาด โดยมีซิลิคอนและโพแทสเซียมสูงเป็นพิเศษเมื่อเทียบกับแคลเซียมและแมกนีเซียม[ 27 ]และมีปริมาณแคตไอออนที่มีความแข็งแรงของสนามสูง (แคตไอออนที่มีรัศมีเล็กและประจุไฟฟ้าสูง เช่นเซอร์โคเนียมไนโอเบียมแทนทาลัมและธาตุหายาก ) ใน ปริมาณ มาก [ 28 ]หินแกรนิตเหล่านี้ไม่ได้เกิดจากการก่อตัวเป็นภูเขา แต่เกิดขึ้นเหนือจุดร้อนและการแยกตัวของทวีป และมีลักษณะเป็นเมทัลลูมินัสถึงเพอร์อัลคาไลน์เล็กน้อยและอุดมไปด้วยเหล็ก[ 26 ]หินแกรนิตเหล่านี้เกิดจากการหลอมละลายบางส่วนของหินที่ทนความร้อน เช่น แกรนูไลต์ในเปลือกโลกส่วนล่างที่ระดับความร้อนสูง ซึ่งนำไปสู่การสกัดของเหลวเฟลซิกที่มีน้ำจากเรซิไทต์เฟสแกรนูไลต์อย่างมีนัยสำคัญ[ 29 ] [ 30 ]หินแกรนิตชนิด A พบได้ในเขตอัลคาไลน์ธารน้ำแข็ง Koettlitz ในเทือกเขา Royal Society Range ทวีปแอนตาร์กติกา[ 31 ]หินไรโอไลต์ของแอ่งภูเขาไฟเยลโลว์สโตนเป็นตัวอย่างของหินแกรนิตชนิด A ที่เทียบเท่ากับหินภูเขาไฟ[ 32 ]

ต่อมามีการเสนอให้ใช้หินแกรนิตชนิด M แทนหินแกรนิตที่มีแหล่งกำเนิดมาจากแมกมาแมฟิกที่ตกผลึกอย่างชัดเจน ซึ่งโดยทั่วไปมีแหล่งกำเนิดมาจากชั้นแมนเทิล[ 33 ]แม้ว่าการตกผลึกแบบเศษส่วนของหินหลอมเหลวบะซอลต์จะทำให้เกิดหินแกรนิตในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งบางครั้งพบได้ในหมู่เกาะโค้ง[ 34 ]แต่หินแกรนิตดังกล่าวจะต้องเกิดขึ้นพร้อมกับหินบะซอลต์ในปริมาณมาก[ 23 ]

หินแกรนิตชนิด H ได้รับการเสนอแนะสำหรับหินแกรนิตไฮบริด ซึ่งสันนิษฐานว่าเกิดจากการผสมระหว่างหินมาฟิกและหินเฟลซิกจากแหล่งกำเนิดที่แตกต่างกัน เช่น ชนิด M และชนิด S [ 35 ]อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างอย่างมากในคุณสมบัติทางรีโอโลยีระหว่างหินแมกมามาฟิกและหินเฟลซิกทำให้กระบวนการนี้มีปัญหาในธรรมชาติ[ 36 ]

การเกิดหินแกรนิต

หินไมกมาไทต์ที่มีแร่เฟลซิกเป็นองค์ประกอบ ในกลุ่มหินไนส์มอร์ตัน

การเกิดหินแกรนิตเป็นสมมติฐานเก่าแก่และถูกมองข้ามไปมากแล้ว ซึ่งกล่าวว่าหินแกรนิตเกิดขึ้นในบริเวณนั้นโดยผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมี อย่างรุนแรง แนวคิดเบื้องหลังการเกิดหินแกรนิตคือของเหลวจะนำธาตุต่างๆ เช่น โพแทสเซียมเข้ามา และกำจัดธาตุอื่นๆ เช่น แคลเซียม ออกไป เพื่อเปลี่ยนหินแปรให้กลายเป็นหินแกรนิต ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นตามแนวหน้าการเคลื่อนตัว อย่างไรก็ตาม งานทดลองได้พิสูจน์แล้วในช่วงทศวรรษที่ 1960 ว่าหินแกรนิตมีต้นกำเนิดมาจากหินอัคนี[ 37 ]คุณสมบัติทางแร่และทางเคมีของหินแกรนิตสามารถอธิบายได้ด้วยความสัมพันธ์ของเฟสผลึก-ของเหลวเท่านั้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าต้องมีการหลอมเหลวอย่างน้อยเพียงพอที่จะทำให้แมกมาเคลื่อนที่ได้[ 38 ]

อย่างไรก็ตาม ที่ระดับเปลือกโลกที่ลึกพอสมควร ความแตกต่างระหว่างการแปรสภาพและการหลอมละลายของเปลือกโลกเองก็เริ่มไม่ชัดเจน เงื่อนไขสำหรับการตกผลึกของแมกมาเหลวนั้นใกล้เคียงกับเงื่อนไขของการแปรสภาพระดับสูงมากพอที่หินมักจะมีลักษณะคล้ายคลึงกัน[ 39 ]ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ หินแกรนิตหลอมเหลวสามารถเกิดขึ้นได้ในที่เดิมผ่านการหลอมละลายบางส่วนของหินแปรสภาพโดยการสกัดธาตุที่เคลื่อนที่ได้ในของเหลวหลอมเหลว เช่น โพแทสเซียมและซิลิคอน เข้าไปในของเหลวหลอมเหลว แต่ทิ้งธาตุอื่นๆ เช่น แคลเซียมและเหล็กไว้ในกากแกรนูไลต์ นี่อาจเป็นต้นกำเนิดของไมกมาไทต์ไมกมาไทต์ประกอบด้วยหินสีเข้มที่ทนความร้อน ( เมลาโนโซม ) ซึ่งแทรกซึมด้วยแผ่นและช่องของหินแกรนิตสีอ่อน ( ลิวโคโซม ) ลิวโคโซมถูกตีความว่าเป็นการหลอมละลายบางส่วนของหินต้นกำเนิดที่เริ่มแยกตัวออกจากกากของแข็งที่เหลืออยู่ (เมลาโนโซม) [ 40 ]หากมีการผลิตการหลอมเหลวบางส่วนมากพอ มันจะแยกออกจากหินต้นกำเนิด พัฒนาไปสู่ระดับสูงขึ้นผ่านการตกผลึกแบบเศษส่วนในระหว่างการเคลื่อนตัวขึ้นสู่พื้นผิว และกลายเป็นหินต้นกำเนิดของหินแกรนิต ส่วนที่เหลือของหินต้นกำเนิดจะกลายเป็นแกรนูไลต์

การหลอมละลายบางส่วนของหินแข็งต้องใช้อุณหภูมิสูงและการเติมน้ำหรือสารระเหยอื่นๆ ซึ่งจะลดอุณหภูมิโซลิดัส (อุณหภูมิที่การหลอมละลายบางส่วนเริ่มต้นขึ้น) ของหินเหล่านี้ มีการถกเถียงกันมานานแล้วว่าการหนาตัวของเปลือกโลกในแนวเทือกเขา (แนวเทือกเขาตามแนวรอยต่อบรรจบกัน ) เพียงพอที่จะทำให้เกิดหินแกรนิตหลอมเหลวจากการให้ความร้อนด้วยกัมมันตรังสี หรือ ไม่ แต่งานวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่านี่ไม่ใช่กลไกที่ใช้ได้ผล[ 41 ]การเกิดหินแกรนิตในแหล่งกำเนิดต้องอาศัยความร้อนจากเนื้อโลกชั้นแอสทีโนสเฟียร์หรือจากการสะสมตัวของแมกมาที่มาจากเนื้อโลก[ 42 ]

การขึ้นและการติดตั้ง

แมกมาหินแกรนิตมีความหนาแน่น 2.4 Mg/m³ ซึ่งน้อยกว่า 2.8 Mg/m³ ของหินแปรระดับสูงมากทำให้มีแรงลอยตัวอย่างมาก ดังนั้นการเคลื่อนตัวขึ้นของแมกมาจึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อมีแมกมาสะสมมากพอ อย่างไรก็ตาม คำถามที่ว่าแมกมาปริมาณมากเช่นนี้จะสามารถผลักดันหิน โดยรอบออกไป เพื่อให้มีที่ว่างสำหรับตัวเองได้อย่างไร ( ปัญหาพื้นที่ว่าง ) ยังคงเป็นเรื่องที่ต้องวิจัยต่อไป[ 43 ]

เชื่อกันว่ามีกลไกหลักสองอย่างที่สำคัญ:

แผนภาพแสดงโครงร่างการเคลื่อนตัวขึ้นและการวางตัวของหินหนืด

จากกลไกทั้งสองนี้ การเกิดไดอะพีร์ของสโตกส์ได้รับความนิยมมาหลายปีแล้วเนื่องจากไม่มีทางเลือกอื่นที่เหมาะสม แนวคิดพื้นฐานคือแมกมาจะไหลขึ้นผ่านเปลือกโลกเป็นมวลเดียวโดยอาศัยแรงลอยตัวเมื่อมันไหลขึ้น มันจะให้ความร้อนแก่หินข้างเคียง ทำให้หินข้าง เคียง มีพฤติกรรมเหมือนของเหลวตามกฎกำลังและไหลไปรอบๆการแทรกซึมทำให้สามารถผ่านไปได้โดยไม่สูญเสียความร้อนมากนัก[ 44 ]สิ่งนี้เป็นไปได้อย่างสมบูรณ์ในเปลือกโลกส่วนล่างที่อบอุ่นและอ่อนตัวซึ่งหินสามารถเปลี่ยนรูปได้ง่าย แต่จะประสบปัญหาในเปลือกโลกส่วนบนซึ่งเย็นกว่าและเปราะกว่ามาก หินที่นั่นไม่เปลี่ยนรูปได้ง่ายนัก: หากแมกมาจะไหลขึ้นเป็นไดอะพีร์ มันจะต้องใช้พลังงานมากเกินไปในการให้ความร้อนแก่หินข้างเคียง ดังนั้นจึงเย็นตัวและแข็งตัวก่อนที่จะไปถึงระดับที่สูงขึ้นภายในเปลือกโลก

การแพร่กระจาย ของรอยแตกเป็นกลไกที่นักธรณีวิทยาหลายคนนิยมใช้ เนื่องจากช่วยขจัดปัญหาหลักของการเคลื่อนย้ายมวลแมกมาขนาดใหญ่ผ่านเปลือกโลกที่เย็นและเปราะได้ แมกมาจะไหลขึ้นมาในช่องเล็กๆ ตามแนวรอยแตก ที่แพร่กระจายเอง ซึ่งก่อตัวขึ้นตามระบบรอยแตกหรือ รอยเลื่อนใหม่หรือที่มีอยู่แล้วและเครือข่ายของเขตเฉือนที่ใช้งานอยู่[ 45 ]เมื่อท่อแคบๆ เหล่านี้เปิดออก แมกมาแรกที่เข้ามาจะแข็งตัวและทำหน้าที่เป็นฉนวนสำหรับแมกมาในภายหลัง

กลไกเหล่านี้สามารถทำงานควบคู่กันได้ ตัวอย่างเช่น ไดอะเพียร์อาจยังคงยกตัวขึ้นผ่านเปลือกโลกชั้นบนที่เปราะบางโดยผ่านกระบวนการสต็อปปิ้งซึ่งหินแกรนิตจะทำให้หินหลังคาแตก ทำให้บล็อกของเปลือกโลกด้านบนถูกกำจัดออกไป จากนั้นบล็อกเหล่านั้นจะจมลงไปที่ด้านล่างของไดอะเพียร์ ในขณะที่แมกมาจะยกตัวขึ้นมาแทนที่ กระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในรูปแบบของการสต็อปปิ้งแบบทีละส่วน (การสต็อปปิ้งของบล็อกเล็กๆ ของหลังคาห้องแมกมา) การทรุดตัวของหม้อ (การยุบตัวของบล็อกขนาดใหญ่ของหลังคาห้องแมกมา) หรือการพังทลายของหลังคา (การยุบตัวอย่างสมบูรณ์ของหลังคาห้องแมกมาตื้นๆ พร้อมกับ การปะทุ ของแคลเดอรา ) มีหลักฐานของการทรุดตัวของหม้อที่การแทรกตัวของภูเขาแอสคัทนีย์ในเวอร์มอนต์ตะวันออก[ 46 ]หลักฐานของการสต็อปปิ้งแบบทีละส่วนพบได้ในการแทรกตัวที่มีขอบเป็นหินเบรคเซียอัคนีที่มีเศษหินพื้นฐาน[ 43 ]

การหลอมรวมเป็นกลไกอีกอย่างหนึ่งของการเคลื่อนตัวขึ้น โดยที่หินแกรนิตจะหลอมละลายขึ้นไปในเปลือกโลกและกำจัดวัสดุที่อยู่ด้านบนออกไป กลไกนี้ถูกจำกัดด้วยปริมาณพลังงานความร้อนที่มีอยู่ ซึ่งจะต้องได้รับการเติมเต็มโดยการตกผลึกของแร่ธาตุที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าในแมกมา ดังนั้น แมกมาจึงหลอมละลายหินเปลือกโลกที่ด้านบนในขณะเดียวกันก็ตกผลึกที่ฐาน ส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนของวัสดุเปลือกโลกอย่างต่อเนื่องเมื่อแมกมาเคลื่อนตัวขึ้น สิ่งนี้อาจไม่ปรากฏชัดในองค์ประกอบทางเคมีของธาตุหลักและธาตุรอง เนื่องจากแร่ธาตุที่น่าจะตกผลึกที่ฐานของห้องแมกมานั้นเป็นแร่ธาตุเดียวกันกับที่จะตกผลึกอยู่แล้ว แต่การหลอมรวมของเปลือกโลกสามารถตรวจพบได้ในอัตราส่วนไอโซโทป[ 47 ]การสูญเสียความร้อนไปยังหินโดยรอบหมายความว่าการเคลื่อนตัวขึ้นโดยการหลอมรวมนั้นถูกจำกัดไว้ที่ระยะทางที่คล้ายกับความสูงของห้องแมกมา[ 48 ]

การผุกร่อน

ทราย กรัสและหินแกรนิตอยด์ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของมัน

การผุกร่อนทางกายภาพเกิดขึ้นในวงกว้างในรูปแบบของรอยแตกแยกซึ่งเป็นผลมาจากการขยายตัวและการแตกร้าวของหินแกรนิตเมื่อความดันลดลงเนื่องจากวัสดุที่อยู่ด้านบนถูกกำจัดออกไปโดยการกัดเซาะหรือกระบวนการอื่นๆ

การผุพังทางเคมีของหินแกรนิตเกิดขึ้นเมื่อกรดคาร์บอนิก เจือจาง และกรดอื่นๆ ที่มีอยู่ในน้ำฝนและน้ำในดินเปลี่ยนแปลงเฟลด์สปาร์ในกระบวนการที่เรียกว่าไฮโดรไลซิส [ 49 ] [ 50 ] ดังที่แสดงในปฏิกิริยาต่อไปนี้ ซึ่งทำให้โพแทสเซียมเฟลด์สปาร์ก่อตัวเป็นเคโอลิไนต์โดยมีไอออนโพแทสเซียม ไบคาร์บอเนต และซิลิกาในสารละลายเป็นผลพลอยได้ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการผุพังของหินแกรนิตคือกรัสซึ่งมักประกอบด้วยเศษหินแกรนิตที่แตกสลายเป็นชิ้นใหญ่ๆ

2 Kอัลซี O + 2 H CO + 9 H O → อัลศรี O (OH) + 4 H SiO + 2 K + + 2 HCO

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศยังส่งผลต่ออัตราการผุกร่อนของหินแกรนิตอีกด้วย เป็นเวลากว่าสองพันปีแล้วที่ภาพแกะสลักนูนต่ำบน เสาโอเบลิส ก์เข็มของคลีโอพัตราสามารถคงสภาพแห้งแล้งในแหล่งกำเนิดก่อนที่จะถูกย้ายไปยังลอนดอน ภายในสองร้อยปี หินแกรนิตสีแดงก็เสื่อมสภาพลงอย่างมากในอากาศชื้นและมลพิษที่นั่น[ 51 ]

การพัฒนาของดินบนหินแกรนิตสะท้อนให้เห็นถึงปริมาณควอตซ์ที่สูงของหินและการขาดแคลนเบสที่มีอยู่ โดยสถานะที่ขาดเบสนี้ทำให้ดินมีแนวโน้มที่จะเป็นกรดและ เกิด พอดโซลในสภาพอากาศเย็นชื้น เนื่องจากควอตซ์ที่ทนต่อการผุกร่อนจะให้ทรายจำนวนมาก[ 52 ]เฟลด์สปาร์ยังผุกร่อนช้าในสภาพอากาศเย็น ทำให้ทรายเป็นส่วนประกอบหลักของอนุภาคละเอียด ในภูมิภาคที่อบอุ่นชื้น การผุกร่อนของเฟลด์สปาร์ดังที่กล่าวมาข้างต้นจะเร่งตัวขึ้น ทำให้มีสัดส่วนของดินเหนียวสูงขึ้นมาก โดย ชุดดิน Cecilเป็นตัวอย่างสำคัญของกลุ่มดินUltisol ที่เกิดขึ้นตามมา [ 53 ]

ไฟยังสามารถส่งผลต่อการผุกร่อนของหินแกรนิตได้ อุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นระหว่างเกิดไฟไหม้ ซึ่งมักจะเกิน 1000  °C สามารถก่อให้เกิดกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่สำคัญซึ่งเปลี่ยนแปลงหินได้ ในบรรดากระบวนการทางกายภาพ การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันของเม็ดแร่แต่ละเม็ด การขยายตัวแบบไม่เป็นไอโซโทรปิกของแร่บางชนิด และการเปลี่ยนแปลงแบบโพลีมอร์ฟิก เช่น การเปลี่ยนควอตซ์อัลฟา-เบตา ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงปริมาตรอย่างมากและสร้างความเครียดภายในที่ทำลายหินแกรนิต[ 54 ] [ 55 ]นอกจากนี้ การสลายตัวของส่วนประกอบบางอย่างของหินแกรนิต เช่น ฟิลโลซิลิเกต ที่อุณหภูมิเฉพาะ ยังส่งผลให้หินแกรนิตเสื่อมสภาพลงอีกด้วย ส่งผลให้หินแกรนิตเกิดรอยแตกขนาดเล็ก ความพรุนโดยรวมเพิ่มขึ้น และความแข็งแรงเชิงกลลดลงอย่างมาก[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]

รังสีธรรมชาติ

หินแกรนิตเพกมาไทต์ที่ประกอบด้วยออร์โทเคลสและควอตซ์

หินแกรนิตเป็นแหล่งกำเนิดรังสี ตามธรรมชาติ เช่นเดียวกับหินธรรมชาติส่วนใหญ่โพแทสเซียม-40เป็นไอโซโทปรังสีที่มีการปล่อยรังสีอ่อน และเป็นส่วนประกอบของเฟลด์สปาร์อัลคาไลน์ซึ่งเป็นส่วนประกอบทั่วไปของหินแกรนิต โดยพบมากในหินแกรนิตเฟลด์สปาร์อัลคาไลน์และ หิน ไซเอไนต์ หินแกรนิตบางชนิดมีปริมาณ ยูเรเนียมประมาณ 10 ถึง 20 ส่วนในล้านส่วน (ppm) ในทางตรงกันข้าม หินที่มีองค์ประกอบเป็นหินแมฟิกมากกว่า เช่น โทนาไลต์แกบโบรและไดโอไรต์มีปริมาณยูเรเนียม 1 ถึง 5 ppm และหินปูนและหินตะกอนมักจะมีปริมาณต่ำเช่นกัน

หินแกรนิตขนาดใหญ่จำนวนมากเป็นแหล่งกำเนิดของแหล่งแร่ยูเรเนียม ที่พบในร่องน้ำ โบราณหรือบริเวณหน้าผาหินซึ่งยูเรเนียมจะถูกชะล้างลงสู่ตะกอนจากพื้นที่สูงที่เป็นหินแกรนิตและหินเพกมาไทต์ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งมักมีกัมมันตภาพรังสีสูง

ห้องใต้ดินและห้องใต้ดินที่สร้างในดินเหนือหินแกรนิตอาจกลายเป็นกับดักของก๊าซเรดอน[ 57 ]ซึ่งเกิดจากการสลายตัวของยูเรเนียม[ 58 ]ก๊าซเรดอนก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพอย่างมากและเป็นสาเหตุอันดับสองของมะเร็งปอดในสหรัฐอเมริกา รองจากการสูบบุหรี่[ 59 ]

ธอร์เรียมพบได้ในหินแกรนิตทุกชนิด[ 60 ]หินแกรนิตคอนเวย์ได้รับการกล่าวถึงว่ามีปริมาณธอร์เรียมค่อนข้างสูงถึง 56±6 ppm [ 61 ]

มีข้อกังวลว่าหินแกรนิตบางชนิดที่จำหน่ายเป็นเคาน์เตอร์หรือวัสดุก่อสร้างอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพ[ 62 ]แดน สเต็ก จากมหาวิทยาลัยเซนต์จอห์นส์ได้กล่าวไว้[ 63 ]ว่าหินแกรนิตประมาณ 5% เป็นสิ่งที่น่ากังวล โดยมีข้อแม้ว่ามีเพียงเปอร์เซ็นต์เล็กน้อยของหินแกรนิตหลายหมื่นชนิดเท่านั้นที่ได้รับการทดสอบ แหล่งข้อมูลจากองค์กรสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งชาติสามารถเข้าถึงได้ทางออนไลน์เพื่อช่วยในการประเมินปัจจัยเสี่ยงในพื้นที่ที่มีหินแกรนิตและกฎการออกแบบที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการป้องกันการสะสมของก๊าซเรดอนในห้องใต้ดินและที่อยู่อาศัยที่ปิดมิดชิด

มีการศึกษาเคาน์เตอร์หินแกรนิต (ริเริ่มและจ่ายเงินโดยสถาบันหินอ่อนแห่งอเมริกา) ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2551 โดยบริษัท National Health and Engineering Inc. ของสหรัฐอเมริกา ในการทดสอบนี้ แผ่นหินแกรนิตขนาดเต็มจำนวน 39 แผ่นที่วัดสำหรับการศึกษาแสดงให้เห็นระดับรังสีที่ต่ำกว่ามาตรฐานความปลอดภัยของสหภาพยุโรป (ส่วนที่ 4.1.1.1 ของการศึกษาของ National Health and Engineering) และระดับการปล่อยก๊าซเรดอนที่ต่ำกว่าความเข้มข้นของก๊าซเรดอนกลางแจ้งโดยเฉลี่ยในสหรัฐอเมริกา[ 64 ]

อุตสาหกรรมและการใช้งาน

อุตสาหกรรมหินแกรนิตและหินอ่อนที่เกี่ยวข้องถือเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่เก่าแก่ที่สุดในโลก มีมาตั้งแต่สมัยอียิปต์โบราณ[ 65 ]ผู้ส่งออกหินแกรนิตรายใหญ่ในปัจจุบัน ได้แก่ จีน อินเดีย อิตาลี บราซิล แคนาดา เยอรมนี สวีเดน สเปน และสหรัฐอเมริกา[ 66 ] [ 67 ]คำว่า "หินแกรนิต" เป็นคำที่มีความหมายคลุมเครือในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะรวมถึงหินแทรกซึมอื่นๆ เช่น แกบโบรและไดโอไรต์ นอกเหนือจากหินแกรนิตแท้ด้วย

ยุคโบราณ

เสาเข็มคลีโอพัตรา ลอนดอน

พีระมิดแดงแห่งอียิปต์ ( ประมาณ2590 ปีก่อนคริสตกาล ) ซึ่งตั้งชื่อตามสีแดงอมม่วงอ่อนของพื้นผิวหินปูนที่โผล่ออกมา เป็นพีระมิดที่ใหญ่เป็นอันดับสามของอียิปต์พีระมิดเมนคาอูเร ซึ่งน่าจะ สร้างขึ้นเมื่อประมาณ 2510 ปีก่อนคริสตกาล สร้างขึ้นจากบล็อกหินปูน และหินแกรนิต มหาพีระมิดแห่งกิซา (ประมาณ2580 ปีก่อนคริสตกาล ) มีโลงศพ หินแกรนิต ที่ทำจาก " หินแกรนิต อัสวาน แดง " พีระมิดดำ ที่พังทลายไปเกือบหมดแล้ว ซึ่งสร้างขึ้น ในรัชสมัยของ ฟาโรห์ อเมเนมฮัตที่ 3เคยมีพีระมิด ออน หรือยอดพีระมิดที่ทำจากหินแกรนิตขัดเงา ซึ่งปัจจุบันจัดแสดงอยู่ในห้องโถงหลักของพิพิธภัณฑ์อียิปต์ในกรุงไคโร (ดูดาห์ชูร์ ) การใช้งานอื่นๆ ในอียิปต์โบราณได้แก่เสาวงกบประตูขอบหน้าต่างวงกบประตูและวัสดุปิดผิวผนังและพื้น[ 68 ]วิธีที่ชาวอียิปต์แปรรูปหินแกรนิตแข็งยังคงเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่ ร่องรอยเครื่องมือที่อธิบายโดยนักอียิปต์วิทยา Anna Serotta บ่งชี้ว่ามีการใช้เครื่องมือหินเหล็กไฟในการทำงานที่ละเอียดกว่าด้วยหินที่แข็งกว่า เช่น เมื่อผลิตจารึกอักษรฮีโรกลิฟิก[ 69 ] Patrick Hunt [ 70 ]ได้ตั้งสมมติฐานว่าชาวอียิปต์ใช้เอเมอรีซึ่งมีความแข็งมากกว่า

ถ้ำซอกกูรัมในเกาหลีเป็น สถานที่ ศักดิ์สิทธิ์ทางพุทธศาสนาและเป็นส่วนหนึ่งของ วัด บุลกุกซาสร้างเสร็จในปี ค.ศ. 774 เป็นถ้ำเทียมที่สร้างจากหินแกรนิตทั้งหมด พระพุทธรูปหลักของถ้ำเป็นผลงานศิลปะพุทธศาสนาที่ได้รับการยกย่องอย่างสูง [ 71 ] และพร้อมกับวัดที่มันสังกัดอยู่ ซอกกูรัมได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นมรดกโลกของยูเนสโกในปี พ.ศ. 2538 [ 72 ]

พระเจ้าราชาราชา โชลาที่ 1แห่งราชวงศ์โชลาในอินเดียใต้ ทรงสร้างวัดแห่งแรกของโลกที่สร้างจากหินแกรนิตทั้งหมดในศตวรรษที่ 11 ที่เมืองทันจอร์ประเทศอินเดียวัดบริหเดสวาราร์ซึ่งอุทิศแด่พระศิวะ สร้างขึ้นในปี 1010 โกปุรัมขนาดใหญ่ (ส่วนบนของศาลเจ้าที่ประดับประดาอย่างวิจิตร) เชื่อกันว่ามีมวลประมาณ 81 ตัน เป็นวัดที่สูงที่สุดในอินเดียใต้[ 73 ]

หินแกรนิตสมัยจักรวรรดิโรมันส่วนใหญ่ถูกขุดในอียิปต์ รวมถึงในตุรกี และบนเกาะเอลบาและจิกลิโอหินแกรนิตกลายเป็น "ส่วนสำคัญของภาษาสถาปัตยกรรมอนุสรณ์สถานของโรมัน" [ 74 ]การขุดหยุดลงประมาณศตวรรษที่ 3 หลังคริสต์ศักราช ตั้งแต่ปลายยุคโบราณ หินแกรนิตถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 16 เป็นต้นมา หินแกรนิตเหล่านี้จึงเป็นที่รู้จักในชื่อสโปเลีย (spolia ) ผ่านกระบวนการทำให้แข็งตัวหินแกรนิตจะแข็งขึ้นตามอายุ เทคโนโลยีที่จำเป็นในการทำ สิ่ว โลหะชุบแข็งส่วนใหญ่ถูกลืมไปในช่วงยุคกลาง ส่งผลให้คนงานหินในยุคกลางต้องใช้เลื่อยหรือตะไบเพื่อตัดเสาโบราณให้สั้นลงหรือสับเป็นแผ่นกลมจอร์โจ วาซารีสังเกตในศตวรรษที่ 16 ว่าหินแกรนิตในเหมืองนั้น "อ่อนกว่าและทำงานได้ง่ายกว่ามากเมื่อเทียบกับตอนที่มันถูกทิ้งไว้" ในขณะที่เสาโบราณนั้น "มีความแข็งและมั่นคง จึงไม่ต้องกลัวไฟหรือดาบ และแม้แต่กาลเวลาที่ทำลายทุกสิ่งก็ยังไม่ทำลายพวกมัน และยังไม่ทำให้สีของพวกมันเปลี่ยนไปด้วยซ้ำ" [ 74 ]

ทันสมัย

ประติมากรรมและอนุสรณ์สถาน

สุสานของจักรพรรดิเปโดรที่ 1 แห่งบราซิล (ซึ่งเป็นกษัตริย์แห่งโปรตุเกสในนามเปโดรที่ 4 ด้วย) และสุสานของพระมเหสีของพระองค์มาเรีย เลโอโปลดินา (ไม่ปรากฏในภาพ ตรงข้ามสุสานของพระองค์) และอาเมลี (ด้านซ้าย) ทำจากหินแกรนิตสีเขียว ผนังและพื้นปูด้วยวัสดุเดียวกัน[ 75 ]ห้องใต้ดินตั้งอยู่ใต้อนุสาวรีย์ประกาศอิสรภาพของบราซิล

ในบางพื้นที่ หินแกรนิตถูกนำมาใช้ทำป้ายหลุมศพและอนุสรณ์สถาน หินแกรนิตเป็นหินแข็งและต้องใช้ทักษะในการแกะสลักด้วยมือ จนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 18 ในโลกตะวันตก การแกะสลักหินแกรนิตทำได้เพียงด้วยเครื่องมือช่างเท่านั้น ซึ่งโดยทั่วไปแล้วได้ผลลัพธ์ที่ไม่ดีนัก

ความก้าวหน้าที่สำคัญคือการประดิษฐ์เครื่องมือตัดและตกแต่งที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำโดย Alexander MacDonald แห่งAberdeenซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากการได้เห็นงานแกะสลักหินแกรนิตของอียิปต์โบราณ ในปี 1832 แผ่นหินหลุมศพขัดเงาแผ่นแรกที่ทำจากหินแกรนิต Aberdeen ที่ถูกนำไปติดตั้งในสุสานของอังกฤษได้ถูกติดตั้งที่สุสาน Kensal Greenซึ่งสร้างความฮือฮาในวงการค้าอนุสรณ์สถานในลอนดอน และเป็นเวลาหลายปีที่หินแกรนิตขัดเงาทั้งหมดที่สั่งซื้อมาจาก MacDonald's [ 76 ]จากผลงานของประติมากร William Leslie และต่อมา Sidney Field อนุสรณ์สถานหินแกรนิตจึงกลายเป็นสัญลักษณ์แสดงสถานะที่สำคัญในอังกฤษยุควิกตอเรีย โลงศพของราชวงศ์ที่Frogmoreน่าจะเป็นผลงานชิ้นเอก และมีน้ำหนักถึง 30 ตัน ซึ่งถือเป็นหนึ่งในโลงศพที่ใหญ่ที่สุด จนกระทั่งถึงช่วงทศวรรษ 1880 เครื่องจักรและโรงงานคู่แข่งจึงสามารถแข่งขันกับโรงงานของ MacDonald ได้

วิธีการแกะสลักสมัยใหม่รวมถึงการใช้หัวเจาะหมุนที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์และการพ่นทรายลงบนแม่พิมพ์ยาง โดยการปล่อยให้ตัวอักษร ตัวเลข และสัญลักษณ์ต่างๆ ปรากฏให้เห็น ในขณะที่ส่วนที่เหลือของหินถูกปกคลุมด้วยยาง เครื่องพ่นทรายสามารถสร้างงานศิลปะหรือจารึกได้แทบทุกรูปแบบ

หินที่รู้จักกันในชื่อ "หินแกรนิตสีดำ" มักจะเป็นหินแกบโบรซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง[ 77 ]

อาคาร

ปราสาทหินแกรนิตแห่ง Aulankoในเมือง Hämeenlinnaประเทศฟินแลนด์

หินแกรนิตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะหินก่อสร้างและกระเบื้องปูพื้นในอาคารสาธารณะ อาคารพาณิชย์ และอนุสรณ์สถานต่างๆ เมืองอะเบอร์ดีนในสกอตแลนด์ ซึ่งสร้างขึ้นจากหินแกรนิตในท้องถิ่นเป็นหลัก เป็นที่รู้จักในชื่อ "เมืองหินแกรนิต" เนื่องจากมีหินแกรนิตจำนวนมากในนิวอิงแลนด์จึงนิยมใช้หินแกรนิตในการสร้างฐานรากบ้านเรือนที่นั่นทางรถไฟแกรนิตซึ่งเป็นทางรถไฟสายแรกของอเมริกา ถูกสร้างขึ้นเพื่อขนส่งหินแกรนิตจากเหมืองหินในเมืองควินซี รัฐแมสซาชูเซตส์ไปยังแม่น้ำเนโปนเซตในช่วงทศวรรษ 1820 [ 78 ]

วิศวกรรม

วิศวกรมักใช้แผ่น หินแกรนิตขัดเงา เป็นระนาบอ้างอิง เนื่องจากมีความทนทานต่อน้ำ มีความยืดหยุ่นต่ำ และรักษาความคงตัวของขนาดได้ดีคอนกรีต พ่นทรายที่มีส่วนผสมของหิน กรวดมากจะมีลักษณะคล้ายหินแกรนิตหยาบ และมักใช้เป็นวัสดุทดแทนเมื่อไม่สามารถใช้หินแกรนิตจริงได้ โต๊ะหินแกรนิตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นฐานหรือแม้กระทั่งเป็นโครงสร้างทั้งหมดของเครื่องมือทางแสง เครื่องวัดพิกัดสามมิติ (CMM)และเครื่องจักร CNC ที่มีความแม่นยำสูงมาก เนื่องจากความแข็งแกร่ง ความคงตัวของขนาดสูง และคุณสมบัติการสั่นสะเทือนที่ดีเยี่ยมของหินแกรนิต การใช้งานหินแกรนิตที่แปลกประหลาดที่สุดคือการใช้เป็นวัสดุสำหรับรางรถรางหินแกรนิต Haytorในเดวอน ประเทศอังกฤษ ในปี ค.ศ. 1820 [ 79 ]หินแกรนิตมักจะถูกแปรรูปเป็นแผ่น ซึ่งสามารถตัดและขึ้นรูปได้ด้วยเครื่องตัด[ 80 ]ในด้านวิศวกรรมการทหาร ฟินแลนด์ได้วางก้อนหินแกรнитตามแนว Mannerheimเพื่อสกัดกั้นการรุกรานของรถถังรัสเซียในสงครามฤดูหนาวปี ค.ศ. 1939–40 [ 81 ]

การปูพื้น

หินแกรนิตใช้เป็น วัสดุ ปูพื้นเนื่องจากมีความทนทานสูง ซึมผ่านได้ดี และต้องการการบำรุงรักษาน้อย ตัวอย่างเช่น ในซิดนีย์ประเทศออสเตรเลีย หินแกรนิตสีดำถูกนำมาใช้ปูพื้นและทำขอบทางทั่วเขตศูนย์กลางธุรกิจ[ 82 ]หินแกรนิตสามารถบดได้โดยใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรม เช่น เครื่องบด VSIหรือเครื่องบดกรวย[ 83 ]

หินเคอร์ลิง

หินเคอร์ลิง

หิน เคอร์ลิงแบบดั้งเดิมทำจากหินแกรนิต Ailsa Craig หินก้อนแรกทำขึ้นในช่วงปี 1750 โดยมีแหล่งที่มาดั้งเดิมคือAilsa Craigในสกอตแลนด์เนื่องจากหินแกรนิตชนิดนี้หายาก หินที่ดีที่สุดจึงมีราคาสูงถึง 1,500 ดอลลาร์สหรัฐ ประมาณ 60 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ของหินที่ใช้ในปัจจุบันทำจากหินแกรนิต Ailsa Craig แม้ว่าเกาะนี้จะเป็นเขตอนุรักษ์สัตว์ป่าแล้ว แต่Kays of Scotland ก็ยังคงขุดหินแกรนิต Ailsa ภายใต้ใบอนุญาต เพื่อใช้ทำหินเคอร์ลิง[ 84 ]

เคาน์เตอร์ครัว

ในสหรัฐอเมริกา หินแกรนิตเป็นที่นิยมใช้สำหรับทำเคาน์เตอร์ครัว เนื่องจากราคาไม่แพง สวยงาม และใช้งานง่าย

ปีนหน้าผา

หินแกรนิตเป็นหนึ่งในหินที่นักปีนเขานิยมมากที่สุด เนื่องจากมีความชัน แข็งแรง มีระบบรอยแตก และมีแรงเสียดทาน[ 85 ]สถานที่ปีนหินแกรนิตที่มีชื่อเสียง ได้แก่หุบเขาโยเซมิตี เทือกเขา บูกาบูส เทือกเขาต์บล็อง (และยอดเขาต่างๆ เช่นไอเกิลดูดรูเทือกเขามอร์น เทือกเขาอดา เมลโล-เปรซาเนลลา แอลป์ไอเกิลดูมิดิและแกรนด์จอร์ราสเซส ) เบรกาเกลียคอร์ซิกาบางส่วนของคาราโครัม (โดยเฉพาะหอคอยทรานโก ) เทือกเขาฟิตซ์รอยและเทือกเขาปาอิเนในปาตาโกเนียเกาะแบฟฟินโอกาวายามะชายฝั่งคอร์นิ ช เทือกเขาแคร์นกอ ร์ ภูเขา ชูการ์โลฟในริโอเดจาเนโร ประเทศบราซิล และสตาวามัสชีฟบริติชโคลัมเบีย ประเทศแคนาดา

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • บลาซิค, มิโรสลาวา; ฮานิกา, บ็อกดาชกา, eds. (2012) หินแกรนิต: การเกิดขึ้น แร่วิทยา และแหล่งกำเนิด . ฮอปพอก นิวยอร์ก: โนวาวิทยาศาสตร์ไอเอสบีเอ็น 978-1-62081-566-3.
  • ทวิเดล, ชาร์ลส์ โรว์แลนด์ (2005). ลักษณะภูมิประเทศและธรณีวิทยาของพื้นที่หินแกรนิต . ไลเดน, เนเธอร์แลนด์: AA Balkema. ISBN 978-0-415-36435-5.
  • มาร์โม, วลาดิมีร์ (1971). ธรณีวิทยาหินแกรนิตและปัญหาหินแกรนิต . อัมสเตอร์ดัม, เนเธอร์แลนด์: เอลเซเวียร์ ไซเอนทิคัล. ISBN 978-0-444-40852-5.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Granite&oldid=1358544920 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ หินแกรนิต

หินแกรนิต ( / ˈ ɡ r æ . n ɪ t / , GRAN -it ) เป็น หินอัคนีแทรกซึมเนื้อหยาบ ( phaneritic ) ที่ประกอบด้วยควอตซ์เฟลด์สปาร์อัลคาไลไมกาและแพลจิโอเคลสเป็นส่วน ใหญ่ เกิดจากแมกมา ที่มี

คำอธิบาย

คำว่า "แกรนิต" มาจากภาษา ละติน granum ซึ่งหมายถึงเมล็ดพืช โดยอ้างอิงถึงโครงสร้างเม็ดหยาบของหิน ผลึก ชนิดนี้ [ 1 ] แกรนิตอาจมีสีขาว ชมพู หรือเทาเป็นหลัก ขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบ แร่ หินแกรนิตส่วนใหญ่ประกอบด้วย แร่ เฟลด์สปาร์ ควอตซ์ ไมกา และ แอมฟิโบล...

คุณสมบัติทางกายภาพ

ความหนาแน่น เฉลี่ยของหินแกรนิตอยู่ระหว่าง 2.65 ถึง 2.75 กรัม/ซม ³ (165 ถึง 172 ปอนด์/ลูกบาศก์ ฟุต) [ 10 ] ความ แข็งแรงในการรับแรงอัด โดยทั่วไปจะสูงกว่า 200 MPa ( 29,000 psi) และ ความหนืด ใกล้ STP อยู่ที่ 3–6· 10²⁰ Pa·s [ 11 ]

องค์ประกอบทางเคมี

ค่าเฉลี่ยทั่วโลกขององค์ประกอบทางเคมีของหินแกรนิต โดยคิดเป็นเปอร์เซ็นต์มวล โดยอิงจากการวิเคราะห์ 2485 ครั้ง: [ 14 ]