花崗岩

花崗岩

花崗岩(Granite),大陸地殼的主要組成部分,是一種岩漿在地表以下凝結形成的火成岩 ,主要成分是長石、雲母和石英。花崗岩的語源是拉丁文的granum,意思是谷粒或顆粒。因為花崗岩是深成岩,常能形成發育良好、肉眼可辨的礦物顆粒,因而得名。花崗岩不易風化,顏色美觀,面板色澤可保持百年以上,由于其硬度高、耐磨損,除了用作高級建築裝飾工程、大廳地面外,還是露天雕刻的首選之材。

  • 中文名
    花崗岩
  • 外文名
    Granite
  • 別稱
    火成岩
  • 類別
    岩漿岩
  • 顏色
    黑、棕、綠、灰白、淺紅、深紅
  • 比重
    2.6~2.34
  • 套用
    大廳地面、露天雕刻
  • 分布
    美國東部、中部、西南部,英格蘭西南部,波羅的海地盾區,法國西部中部,西班牙等
  • 肖氏硬度
    > HS 70

詞語釋義

1.火成岩的一種,在地殼上分布最廣,是岩漿在地殼深處逐漸冷卻凝結成的結晶岩體,主要成分是石英、長石和雲母。一般是黃色帶粉紅的,也有灰白色的。質地堅硬,色澤美麗,是很好的建築材料。通稱 花崗石。

2.比喻頑固不化:花崗岩腦袋。

形成原因

花崗岩與玄武岩同屬岩漿岩,不同是在岩漿噴發的時候,花崗岩是地下部分,在高壓下形成,質地比噴出地表後形成的玄武岩嚴密的多,因此很堅硬。黃山正是地下花崗岩在地殼變動過程中露出地表後形成的。當花崗岩出露地表並處于強烈上升時,流水沿垂直節理裂隙下切,形成石柱或孤峰,石柱、孤峰叢集成為峰林,如黃山的妙筆生花。花崗岩峰林顯得極為雄偉壯觀。如黃山切割深達500-1000 米,形成高度在千米以上的山峰就有70 多座。

花崗岩雕的貓頭鷹花崗岩雕的貓頭鷹

當流水沿花崗岩體中近于直立的剪下裂隙沖刷下切時,形成近于直立的溝壑,溝壑越來越深,形成兩壁夾峙,向上看藍天如一線,這就是一線天。花崗岩是不易溶解的岩石,因此不能形成在石灰岩地區常見的溶洞。但雨水沿花崗岩體內斷裂沖刷,斷裂上盤岩塊的崩塌,能形成不規則的堆洞。另外,石蛋地貌發育的地區,石蛋間的空隙也可以構成岩洞。如黃山的水簾洞、蓮花洞、鰲魚洞。"自古名山多聚泉",泉是花崗岩山地的重要旅遊景觀。如黃山的溫泉和驪山的溫泉。花崗岩一般含有極少量的放射性元素。因此,從花崗岩中流出的泉水一般均含有少量的對人體有害的具放射性的氡氣,這些泉水可飲可浴,不僅是重要的旅遊資源,也是寶貴的水資源。中國的花崗岩地貌大多出現在雨水充沛的東部地區,山高水高,所以在花崗岩峰林地貌發育或較為發育的山岳地區,一般都有瀑布出現。如黃山的人字瀑、百丈泉、

主要成分

花崗岩是岩漿在地下深處經冷凝而形成的深成酸性火成岩,部分花崗岩為岩漿和沉積岩經變質而形成的片麻岩類或混合岩化的岩石。花崗岩主要組成礦物為長石、石英、黑白雲母等,石英含量是10%~50%。長石含量約總量之2/3,分為正長石、斜長石(鹼石灰)及微斜長石(鉀鹼)。不同品種的礦物成份不盡相同,還可能有含輝石和角閃石。

花崗岩質地堅硬,難被酸鹼或風化作用侵蝕,常被用于建築物的材料。花崗岩(Granite)的語源是拉丁文的granum,而漢字名詞花崗岩則是由日本人翻譯而來。明治初期的辭典與地質學書籍將Granite翻譯作花崗岩或花剛岩。花形容這種岩石有美麗的斑紋,剛或崗則表示這種岩石很堅硬,也就是有著花般斑紋的剛硬岩石的意思。中國學者則沿用此譯名。

花崗岩為粒狀結晶質岩石,主要的成分礦石為鹼性長石及石英。不同品種的礦物成份不盡相同,還可能有含輝石和角閃石。通常長石含量多于石英,兩者成互嵌組織產狀有如下三類:(1)不同成分鹼性長石單獨產出、(2)不同的鹼性長石以同形類質成固熔體或雙晶狀交生、(3)與鈣長石成固熔體造成聚片雙晶交生,但其中80-85%為鈉長石。鹼性長石在岩石學是指正長石、微斜長石、鈉長石及奧長石或由上述長石合成固熔體,奧長石中所含鈉長石分子百分比不低80%。鉀長石(正長石或微斜長石分子)、鈉長石分子式分別以K(Al Si3O8)及Na(Al Si3O8)表示。鈣長石分子式為CaAl2 Si3O8。鈣長石與鈉長石成分可以各種比例形成固熔體,即礦物學所謂之斜長石礦物或鈣~鈉長石類。

花崗岩組成物質花崗岩組成物質

根據世界各地2485份花崗岩中不同化學成分比例平均,依所佔重量百分比由重到輕為:

  • SiO2- 72.04%
  • Al2O3- 14.42%
  • K2O- 4.12%
  • Na2O- 3.69%
  • CaO- 1.82%
  • FeO- 1.68%
  • Fe2O3- 1.22%
  • MgO- 0.71%
  • TiO2- 0.30%
  • P2O5- 0.12%
  • MnO- 0.05%

形態特征

花崗岩雖然是建築的好材料,但是部分地區的花崗岩會溢出氡,一種天然放射性氣體。氡會使人罹患肺癌,香港有13%的肺癌死者死因就是氡氣過濃。富含石英和長石的粗粒或中粒侵入岩,是地殼中最常見的深成岩,由岩漿在地殼深處冷卻而成。由于可作鋪路石塊和建築石料,開採花崗岩一度是一門重要的行業。花崗岩可以呈岩脈或岩床產出,更有代表性的是規模變化極大的不規則岩體。主要組分是長石,斜長石和鹼性長石一般都很豐富,二者的相對豐度成了花崗岩的分類基礎。大多數花崗岩中,這裏兩類長石的比值都小于1/2。屬于這一類的有美國東部、中部、和西南部,英格蘭西南部,波羅的海地盾區,法國西部和中部,西班牙以及其他許多地區的大多數花崗岩。斜長石大大地超過鹼性長石的花崗岩類,在美國西部一些地區常見。鹼性長石含量大大超過斜長石的花崗岩產于新英格蘭,英國和挪威奧斯陸地區的許多地點,但都是較小的岩體,在奈及利亞的北部發育十分廣泛。岩石中石英含量少于20%的不叫花崗岩,暗色礦物(鐵鎂質礦物)的最大含量大約為20%(按體積)。花崗岩中較少的主要礦物是白雲母、黑雲母、角閃石、輝石或罕見的鐵橄欖石。黑雲母可以產于任何類型的花崗岩中,而且通常都有,盡管有時含量很少。含鈉的角閃石和輝石(鈉閃石、鈉鐵閃石、霓石)是鹼性花崗岩特有的。如果兩類長石中沒有一類含量大大超過另一類,那麽角閃石、輝石都不大可能是主要礦物;暗色礦物通常是黑雲母或白雲母,或是二者兼有。

花崗岩花崗岩

形成過程

花崗岩是一種火山爆發的熔岩且受到相當的壓力在熔融狀態下隆起至地殼表層之構造岩。也有人認為是深度變質和交代作用所引起的花崗岩化作用的結果。許多有色金屬礦產如銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉍、鉬等,貴金屬如金、銀等,稀有金屬如鈮、鉭、鈹等,放射性元素如鈾、釷等,都與花崗岩有關。在地殼表層形成中,緩慢地移動冷卻下來。屬于火成岩之一種,火成岩是由含有矽酸鹽(Silicate)熔融物的岩漿或熔岩冷卻固化結晶形成的一種物質。當熔化的岩漿冷凝固結時,礦物即形成于火成岩,像橄欖石、輝石之類。其密度最大的鐵鎂矽酸鹽礦物,在岩漿溫度最高時形成;密度較小的礦物,如長石和石英,則在冷卻的後期形成。形成于熔岩中的礦物,通常可以毫無拘束地生長,並有發育完好的晶形。

混合花崗岩(Migmatitic granite)混合花崗岩(Migmatitic granite)

由于花崗岩硬度較高,經久耐用,是生產牆磚和地鋪的理想材料。因為花崗岩比陶瓷器或其它任何人造材料稀有,所以鋪置花崗岩地板可以大大增加大房產的價值。花崗岩品種豐富,顏色多樣,可為客戶提供廣泛的選擇範圍。花崗岩台面是容易維護,抗污能力較強。整體而言,花崗岩地鋪牆磚可為使用者提供了一個極其耐用和易于維護表面。此外,不同于人造合成材料,自然花崗岩台面擁有獨特的耐溫性,故為各類板材加工的首選。天然石材亞美聯科石材、大理石壁爐、大理石。

一種深成酸性火成岩,屬于岩漿岩。俗稱花崗石。二氧化矽含量多在70%以上。塊狀無層理,花崗鑲嵌結構,常經球狀風化。顏色較淺,以灰白色、肉紅色者較常見。主要由石英(硬度7)、長石(硬度6)和少量黑雲母(硬度2-4)等暗色礦物組成。石英含量為20%~40%,鹼性長石多于斜長石,約佔長石總量的2/3以上。鹼性長石為各種鉀長石和鈉長石,斜長石主要為鈉更長石或更長石。暗色礦物以黑雲母為主,含少量角閃石。具花崗結構或似斑狀結構。

花崗岩結構均勻,質地堅硬,顏色美觀,是優質建築石料。

物理特徵

密度:2790-3070 kg/m3

抗壓強度:1000-3000 kg/cm2

彈性模量:1.3-1.5x106 kg/cm3

吸水率:0.13 %

肖氏硬度:> HS 70

比重:2.6~2.75

分類

按所含礦物種類,可分為黑色花崗岩、白雲母花崗岩、角閃花崗岩、二雲母花崗岩等;按結構構造,可分為細粒花崗岩、中粒花崗岩、粗粒花崗岩斑狀花崗岩、似斑狀花崗岩、晶洞花崗岩及片麻狀花崗岩和黑金沙花崗岩等。

按所含副礦物,可分為含錫石花崗岩、含鈮鐵礦花崗岩、含鈹花崗岩、鋰雲母花崗岩、電氣石花崗岩等。常見長石化、雲英岩化、電氣石化等自變質作用。花崗岩是一種分布廣泛的岩石,各個地質時代都有產出。形態多為岩基、岩株、岩鍾等。

岩石用途

一般用途

花崗岩得天獨厚的物理特徵加上它美麗的花紋使他成為建築的上好材料,素有"岩石之王"之稱,還有人用一觀、二量、三聽、四試來評價好壞。在建築中花崗岩從屋頂到地板都能使用,人行道的路緣也是,若是把它壓碎還能製成水泥或岩石填充壩。許多需要耐風吹雨打或需要長存的地方或物品都是由花崗岩製成的。像是台北"中正紀念堂"的牌子和北京天安門前人民英雄紀念碑都是花崗岩做的。花崗岩過了千年仍歷久不衰的特徵,著名的埃及金字塔就證明了這一點。

花崗岩結構均勻,質地堅硬,顏色美觀,是優質建築石料。抗壓強度根據石材品種和產地不同而異,約為1000-3000公斤/釐米。花崗岩不易風化,顏色美觀,面板色澤可保持百年以上,由于其硬度高、耐磨損,除了用作高級建築裝飾工程、大廳地面外,還是露天雕刻的首選之材。

商業用途

商業用花崗岩包括花崗岩、片麻岩,片麻花崗岩、花崗片岩及學者所稱之正長岩、花崗閃長岩的成分介于其間之岩石。片麻岩類之岩石包括礦物成分、類似花崗岩及具粒狀結晶組織者。商業用花崗岩亦包括其它類似之組織、含少量副成分礦物之長石質結晶岩,主要為裝飾用者,如岩石學者所稱之鈣斜長石。片麻岩為具粗理之結晶質岩石,主要由矽酸鹽類礦物組成,呈鑲嵌狀及粒狀結晶組織,不同類之礦物以規則或不規則,互動排列而造成。依照美國的材料試驗協會分類花崗岩分成普通花崗岩與黑花崗岩兩種。普通花崗岩由石英、長石、雲石等組成,又因有色礦物而帶有黑色或暗綠色,整體而言常受長石左右其色澤。黑花崗岩的暗綠色或黑色岩石,由斜長石、輝石、橄欖石、角閃石等造岩而成,故黑花崗岩又分成斑糲岩、輝綠岩、玄武岩等三種。

山東五蓮七彩石礦花崗岩荒料山東五蓮七彩石礦花崗岩荒料

商品花崗岩

礦業簡史

花崗岩在地表分布很廣泛,是人類最早發現和利用的天然岩石之一。在世界各地有許多古代開發利用花崗岩的遺跡,如4000多年前古埃及人建造的金字塔、古希臘的神廟、古印度的寺廟聖窟、古羅馬的鬥獸場等。中華民族對花崗岩的開發利用可以追溯到距今10000年左右的新石器時代,在山西省懷仁鵝毛口石器製作場遺址,有遺跡表明當時人們已在河谷谷坡上開採裸露的花崗岩(煌斑岩、凝灰岩)來製作石器。在廣東南海西樵山也有這類發現。遼寧海城析木巨石大棚建築,是新石器時代晚期人們利用花崗岩的例證。西安碑林藏有公元前424年花崗岩石雕馬。赤峰一段秦漢古長城,使用了大量的剁斧石。在兩漢時期的陵墓建築、魏晉時期石窟造像、隋唐時期的陵墓石雕等眾多文物中都可以見到古代利用花崗岩的遺跡。宋朝(公元960~1279年)開發利用花崗岩已很普遍,如福建泉州開元寺塔高48m完全用花崗岩建造,泉州一帶宋朝建造的石橋就有50座,都是取材于當地的花崗岩。明清以來在宮殿、陵墓、橋梁、園林、王府等建築中,石材已經成為不可缺少的建築材料。中華人民共和國成立後,花崗岩的開採與加工得到迅速發展,套用領域不斷擴大,許多重大建築大量使用花崗岩,如北京的"人民英雄紀念碑"高達37.94m,僅碑心石重就達120t,是取材于山東青島的花崗岩;南京雨花台花崗岩雕烈士群像;蘭州"黃河母親"花崗岩巨型石雕;80年代以來全國各大城市新增的賓館、飯店、寫字樓、銀行、商場等用花崗岩、大理石作室內外裝飾雨後春筍般地逐漸形成一種時尚,把大型公用建築裝點得更華美,全國花崗岩裝飾板材的耗用量已是1之前的500多倍。

花崗岩花崗岩

資源狀況

花崗岩是一種分布非常廣的一種岩石,世界上有許多國家都有出產花崗岩。花崗岩岩體在我國約佔國土面積的9%,達80多萬平方公裏,尤其是東南地區,大面積裸露各類花崗岩體,可見其儲量之大。根據不完全統計,花崗岩石約有300多種。

商品價值

花崗岩質地堅硬致密、強度高、抗風化、耐腐蝕、耐磨損、吸水性低,美麗的色澤還能儲存百年以上,是建築的好材料,但它不耐熱

品種

國內品種

紅色 四川的四川紅、中國紅;廣西的岑溪紅、三堡紅;山西靈邱的貴妃紅、桔紅;山東的乳山紅、將軍紅;福建的鶴塘紅、羅源紅、蝦紅,石棉紅、虎皮紅、櫻桃紅、平谷紅、杜花崗石、鵑紅、玫瑰紅、魯青紅、連州大紅等。

黃紅色 岑溪桔紅、東留肉紅、連州淺紅、興洋桃紅、興洋 桔紅、淺紅小花、櫻花紅、珊瑚花、虎皮黃等。

花白 白石花、白虎澗、黑白花、芝麻白、花白、嶺南花白、 濟南花白、四川花白、福建的芝麻白、湖北的白麻、山東白麻等等。

黑色 內蒙古的黑金剛、赤峰黑、魚鱗黑;山東的濟南青;福建的芝麻黑,福建的福鼎黑,淡青黑、純黑、芝麻黑、四川黑 、煙台黑、沈 陽黑、長春黑等。

青色 山東泰安綠;江西上高的豆綠、淺綠;安徽宿縣的青底綠花;河南的浙川綠;江西的菊花綠;河南偃師的菊花青、雪花青、雲裏梅;芝麻青、米易綠、細麻青、濟南青、竹葉青、 青花、蘆花青、南雄青、攀西蘭等。

黃色 福建銹石、新疆的卡拉麥裏金,江西的菊花黃,湖北珍珠黃麻等。

世界知名品種

亞洲

  • 越南:玉麒麟
  • 印度:宮廷石、印度中花、咖啡珍珠、蒙地卡羅、印度黑金
  • 中國:山西黑(山西)、玄武黑(福建)、泰山紅(山東)、岑溪紅(廣西)、大紅梅(海南島)、中國紅(四川)、黑金剛(內蒙古)、豆綠(江西)、青底綠花(安徽)、雪裏梅(河南) 產地--

美洲

  • 加拿大:Autumn Brown
  • 美國:美國白麻、德州紅
  • 巴西:高蛟紅、綠蝴蝶

歐洲:

  • 瑞典:瑞典桃木石
  • 義大利:洞石
  • 挪威:藍珍珠
  • 葡萄牙:貓灰石
  • 西班牙:玫瑰紅
  • 芬蘭:小翠紅、老鷹紅、卡門紅、綠瑪寶、菊花崗

非洲:

  • 南非:南非紅、森林藍

評價方法

加工好的成品飾面石材,其質量好壞可以從以下四方面來鑒別:

一觀,即肉眼觀察石材的表面結構。一般說來均勻的細料結構的石材具有細膩的質感,為石材之佳品;粗粒及不等粒結構的石材其面板效果較差,力學性能也不均勻,質量稍差。另外天然石材中由于地質作用的影響,常在其中產生一些細脈和微裂隙,石材最易沿這些部位發生破裂,應註意剔除。至于缺棱少角更是影響美觀,選擇時尤應註意。二量,即量石材的尺寸規格。以免影響拼接或造成拼接後的圖案、花紋、線條變形,影響裝飾效果。

花崗岩裝飾花崗岩裝飾

三聽,即聽石材的敲擊聲音。一般而言質量好的、內部致密均勻且無顯微裂隙的石材,其敲擊聲清脆悅耳;相反若石材內部存在顯微裂隙或細脈,或因風化導致顆粒間接觸變松,則敲擊聲粗啞。

四試,即用簡單的試驗方法來檢驗石材質量好壞。通常在石材的背面滴上一小滴墨水,如墨水很快四處分散浸出,即表示石材內部顆粒較松或存在顯微裂隙,石材質量不好;反之則說明石材致密,質地好。

在成品板材的挑選上,由于石材原料是天然的,不可能質地完全相同,在開採加工中工藝的水準也有差別。多數石材是有等級之分的。花崗岩石材沒有彩色條紋,多數隻有彩色斑點,還有的是純色。其中礦物顆粒越細越好。

技術要求

對花崗岩的工業技術要求因用途的不同而有不同的側重。

1.對天然花崗岩荒料的主要要求:

建材行業標準(JC-204-92)對天然花崗岩荒料的主要要求如下:

荒料必須具有直角平行六面體的形狀。荒料的大面應與岩石的節理面或花紋走向平行。

荒料的規格尺寸要求長度大于或等于140cm,寬度大于或等于60cm,高度大于或等于60cm。

面板質量要求同一批荒料的色調、花紋、顆粒結構應基本一致。荒料的缺角、缺棱、裂紋、色線、色斑的質量要求應符合表4.24.6的規定。

物理性能要求:密度不小于2.50g/cm3;吸水率不大于1.0%;幹燥壓縮強度不小于60.0MPa;彎曲強度不小于8.0MPa。

2.對耐酸、耐鹼花崗岩的質量要求:

(1)耐酸花崗岩的質量要求 主要化學成分要求:SiO2>70%~75%,含量越高耐酸性能越好;Al2O3>13%~15%;Fe2O3<0.5%;CaO<0.8%;MgO<0.4%;耐酸度大于97.5%。硬。熱阻率(經過10~40次熱變化後的抗壓強度)大于16.2MPa,熔點1610℃,膨脹系數小于8×10-3,吸水率小于1.5%。

(2)耐鹼花崗岩的質量要求要求CaO、MgO含量高,含量越高耐鹼性越好,有些耐酸石材SiO2含量高,但孔隙率小,亦可作為耐鹼石材使用。

研究學者

林強、王濤、李永軍、周新民、沈渭洲、劉昌實、王成勇、張洪江、劉家遠、趙振華、徐克勤、馬昌前等

樣品展示

花崗岩圖片

中國地質博物館花崗岩藏品圖片中國地質博物館花崗岩藏品圖片

圖片描述:中國歷城周家峪後山的花崗岩(Granite porphyry)的標本照片。淺肉紅色;半自形粒狀結構;塊狀構造;主要礦物組成為石英、鉀長石、酸性斜長石。

收藏單位:中國地質博物館

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