گرانیت

این سنگ نوعی آذرین نفوذی فلسیک است که دارای ریزساختاری دانه‌­ای می­باشد. گرانیت­ها عمدتا به رنگ سفید، صورتی و یا خاکستری هستند و این رنگ‌­ها براساس شرایط معدنی خاصی که در آن قرار می­‌گیرند متغیر است. کلمه گرانیت از کلمه لاتین به نام گرانوم گرفته شده است که به ساختار درشت دانه درون سنگ­‌های کریستالی برمی­‌گردد.

 به طورکلی، این سنگ نوعی آذرین با حجم کوارتز بین ۲۰ تا ۶۰ درصد می‌­باشد و حداقل ۳۵ درصد کل فلدسپار شامل فلدسپار قلیایی است، اگرچه نام گرانیت معمولا به دسته بسیار بزرگی از سنگ­‌های آذرین درشت دانه دارای کوارتز و فلدسپار برمی­‌گردد.

 اصطلاح گرانیت به تمامی ساختارهای شبه گرانیت برمی‌­گردد و علاوه بر سنگ گرانیت، به گروهی از سنگ­های آذرین دارای بافت مشابه که تفاوت بسیار کمی در ترکیب و پیدایش دارند، اتلاق می‌­شود. این سنگ­ها عموما دارای فلدسپار، کوارتز، میکا و مواد معدنی آمفیبول هستند که مارتیسی با اندازه دانه یکسان از فلدسپار و کوارتز است که ذرات پراکنده و تیره رنگ میکا و آمفیبول در زمینه روشن­تر معدنی قرار گرفته­ اند.

گاهی اوقات برخی از این کریستال­‌ها بزرگتر از جرم زمینه هستند که در این حالت به بافت آن پروفریتیک گفته می­‌شود. سنگ گرانیتی دارای بافت پروفریتیک، یک سنگ پروفری نامیده می­‌شود. از طرفی، گرانیتوید یک اصطلاح توصیفی برای سنگ­های آذرین درشت­‌دانه‌­تر، با رنگ روشن­‌تر می­‌باشد. آزمون پتروگرافیک به منظور شناسایی نوع خاص گرانیتویدها مورد استفاده قرار می­‌گیرد.

سنگ گرانیت نطنز و گرانیت مشکی سوران به خاطر نوع برش و مرغوبیتشان جزء بهترین سنگ های گرانیت مشکی موجود در ایران هستند.

خواص فیزیکی گرانیت

گرانیت معمولا حجیم و بدون ساختار داخلی، سخت و زبر است که این ویژگی­‌ها آن­را به سنگی پرکاربرد در طول تاریخ بشریت تبدیل کرده است. چگالی میانگین آن بین ۲٫۶۵ تا ۲٫۷۵ گرم بر سانتی­متر مکعب است. هم­چنین، استحکام فشاری این سنگ معمولا بالاتر از ۲۰۰ مگاپاسکال می‌­باشد.

دمای ذوب گرانیت خشک در فشار خارجی محیط ۱۲۶۰-۱۲۱۵ درجه سانتی­گراد است که در حضور آب و فشارهای کم تا ۶۵۰ درجه کاهش می­‌یابد. این سنگ به طورکلی نفوذپذیری اولیه بسیار کمی دارد اما با وجود ترک و شکست­ها، نفوذ ثانویه بسیار بالایی از خود نشان می­‌دهد.

کانی شناسی

گرانیت براساس نمودار QAPF در دسته­‌ی سنگ­‌های آتش­فشانی درشت دانه قرار گرفته و براساس میزان کوارتز، فلدسپار در نیمه­‌ی A-Q-P نمودار نام­گذاری شده است. این سنگ در حالت خالص دارای Plagioclase و فلدسپار قلیایی است. هنگامی که یک گرانیتوید تقریبا یا به طور کلی فاقد Plagioclase باشد، این سنگ موسوم به گرانیت فلدسپار قلیایی خواهد بود.

اگر گرانیتوید کمتر از ۱۰ درصد Orthoclase داشته باشد، تونالیت نامیده می‌­شود. پیروکسین و آمفیبول به طور معمول در ترکیب تونالیت وجود دارند. گرانیتی که دارای Muscovite و Biotite micas باشد، گرانیت دوتایی یا two-mica نامیده می­شود که دارای مقدار زیادی پتاسیم مقدار بسیار کمی plagioclase است. این نوع سنگ معمولا یک گرانیت نوع A یا S می‌­باشد.

پیدایش

سنگ گرانیت به طور گسترده در سرتاسر پوسته زمین پراکنده شده است. بیشتر این سنگ­ها در عصر پرکامبرین ایجاد شده است و بیشترین میزان سنگی است که در زیر پوسته نازک قاره‌­ها قرار دارد. گرانیت گاهی تحت فشارهای چرخشی احاطه شده توسط تپه­­‌های بزرگ توسط دگرگونی­‌های Aureole تشکیل می‌­شود.

این سنگ اغلب در عمق کم و حجمی کمتر از ۱۰۰ کیلومتر مربع و در Batholiths که نزدیک محدوده‌­ی کوهستان­‌های Orogenic است، یافت می‌­شود. گرانیت دارای ترکیب Felsic است که معمولا در پوسته­‌های قاره­ای بیشتر از پوسته‌­های اقیانوسی یافت می‌­شود. این سنگ­ها ابتدا از مذاب Felsic کریستال تشکیل می­‌دهند که چگالی کمی نسبت به سنگ­‌های mafic دارد بنابراین تمایل دارد به سمت سطح صعود کند.

مکانیزم Petrogenetic

گرانیتویدها براثر کریستالی شدن  Felsic magmas ایجاد می‌­شوند که ترکیبی نزدیک و یا دقیقا روی نقطه یوتکتیک دارد. Magmas از ترکیب مواد مذاب و مواد معدنی در مقادیر متفاوت تشکیل شده است. به طور کلی، مواد معدنی magmas از مذابی که کاملا از سنگ اصلی جدا و دچار جدایش آذرین شده است، کریستال تشکیل می‌­دهد.

اگر یک سنگ گرانیت فرآیند سردشدن آهسته‌­ای داشته باشد، این پتانسیل را دارد که کریستال­‌های بزرگتری را تشکیل دهد. لازم به ذکر است که مواد معدنی باقیمانده و پریتکتیک نیز در magmasهای گرانیت وجود دارند. مواد معدنی پریتکتیک بر اثر فرآیند پریتکتیک تشکیل می­‌شوند در حالی­که مواد معدنی باقیمانده از سنگ­های مادر بوجود می‌­آیند.

 در هرکدام از این حالت‌­ها، magmas بر اثر واکنش یوتکتیک در طی فرآیند کریستالی شدن و سردشدن آهسته شکل می­‌گیرد. مذاب‌­های آناتکتیک نیز در اثر واکنش‌­های پریتکتیک ایجاد می‌­شوند اما نسبت به مذاب magmas به میزان کمتری ایجاد می‌­شوند زیرا هنوز از سنگ‌­های مادر جدا نشده­‌اند. با این وجود، ترکیب آناتکتیک مذاب ممکن است در اثر کریستالی شدن با درجه بالا به سمت مذاب magmas تغییر کند.

تبلور ناکامل (fractional) باعث کاهش آهن، منیزیم، تیتانیوم، کلسیم و سدیم و افزایش پتاسیم و سیلیسیم (فلدسپار قلیایی و کوارتز که دو ترکیب تشکیل دهنده گرانیت هستند) در مذاب می‌­گردد. این فرآیند مستقل از نحوه تبدیل magmas مادر به گرانیت و ترکیب شیمیایی آنها اتفاق می‌­افتد.

سیستم دسته‌­بندی به ترتیب الفبا

ترکیب و نحوه پیدایش هرنوع Magma که از گرانیت متفاوت باشد، مدارک مشخصی در مورد اینکه سنگ گرانیت مادر به چه صورتی بوده است، ارائه می­‌دهد. بافت و ترکیب نهایی گرانیت به طور کامل با ساختار سنگ مادر متفاوت است. به عنوان مثال، گرانیتی که از ذوب قسمتی از سنگ­‌های metasedimentary به وجود آمده باشد، احتمالا مقدار بیشتری فلدسپار قلیایی دارد.

این در حالی است که اگر گرانیتی از ذوب جزیی metaigneous به وجود آید، میزان بیشتری plagioclase در ترکیب خود خواهد داشت. در واقع الفبای مدرن تم دسته‌­بندی بر این اساس می‌­باشد.

سیستم دسته­‌بندی White and Chappell که براساس حروف بوده است، در ابتدا به منظور تقسیم‌­بندی گرانیت‌­ها در I-type (با منبع سنگ آذرین) و S-type (منبع سنگ رسوبی) پیشنهاد شده است. هر دو نوع با استفاده از ذوب جزیی سنگ­های پوسته (سنگ­های metaigneous و یا metasedimntary) ایجاد شده‌­اند.

گرانیت M-type بعد از این مدل­ها به منظور پوشش آن دسته از گرانیت‌­هایی که کاملا دارای منبع کریستالی mafic magma و یا mantle بودند، پیشنهاد شد. اگرچه این پیشنهاد پس از مطالعات تجربی پترولوژی رد شد. زیرا تحقیقات نشان داد که ذوب جزیی mantle peridotite نمی­‌تواند منجر به تولید مذاب گرانیت در هیچ موردی شود.

اگرچه کریستالی شدن جزیی مذاب بازالتیک می­تواند مقدار کمی گرانیت تولید کند، این سنگ­های تولید شده مقدار زیادی سنگ بالزاتیک خواهند داشت.