Kas yra granitas ir kaip jis susidaro?
Trumpas atsakymas: Granitas yra kieta, šiurkščiagrūdė magminė uoliena, daugiausia sudaryta iš kvarco ir feldšpato. Jis susidaro, kai išsilydžiusi uoliena (magma) lėtai vėsta giliai po Žemės paviršiumi, leisdama augti dideliems mineraliniams grūdeliams.
Trumpas paaiškinimas
Granitas prasideda kaip karšta, išsilydžiusi uoliena, vadinama magma. Magma lieka po žeme ir labai lėtai vėsta. Jam vėstant, mineralai sudaro kristalus.
Kvarcas, feldšpatas ir žėrutis yra įprasti granito mineralai. Lėtas vėsimas suteikia kristalams laiko išaugti pakankamai dideliems, kad juos būtų galima matyti be mikroskopo. Šis lėtai vėstantis magminės uolienos tipas vadinamas intruzine arba plutonine uoliena.
Ilgą laiką dėl pakilimo ir erozijos granitas gali būti atidengtas Žemės paviršiuje, kad galėtume jį pamatyti ir naudoti. Granitas yra tvirtas ir atsparus dūlėjimui, todėl jis dažnai sudaro kalnų branduolius ir statybinius akmenis. Mokslas: Boweno reakcijų serija ir frakcinė kristalizacija paaiškina, kodėl skirtingi mineralai susidaro skirtingose temperatūrose.
Granitas yra intruzinė magminė uoliena su faneritine tekstūra – tai reiškia, kad jos mineralų kristalai yra dideli ir matomi, nes vėso lėtai. Magma giliai plutoje vėsta, o mineralai kristalizuojasi Boweno serijos nustatyta seka. Anksti susidarę mineralai pašalina kai kuriuos elementus iš lydalo, pakeisdami likusio sudėtį; šis procesas vadinamas frakcine kristalizacija.
Tipiniai granito mineralai – kvarcas, kalio feldšpatas, plagioklazo feldšpatas ir žėrutis – susidaro šios sekos pabaigoje. Kadangi granitas formuojasi giliai po žeme, jis vėsta per tūkstančius ar milijonus metų, sudarydamas didelius susipynusius kristalus . Iš kur mes žinome: geologai identifikuoja mineralus mikroskopais ir cheminiais metodais, sudaro granito kūnų žemėlapius lauke ir naudoja radiometrinį datavimą bei laboratorinius eksperimentus, kad susietų kristalų tekstūras su vėsimo istorija .
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: Boveno reakcijų serija ir frakcinė kristalizacija paaiškina granito susidarymą.
Granitas yra intruzinė (plutoninė) magminė uoliena. Jis susidaro, kai magma sustoja ir lėtai vėsta Žemės plutoje. Lėtas vėsimas leidžia lydalo atomams išsidėstyti į gerai suformuotus mineralinius kristalus.
Pagrindiniai uolienų mineralai yra kvarcas, kalio feldšpatas, plagioklazinis feldšpatas ir žėrutis. Boveno reakcijų serija apibūdina mineralų kristalizacijos iš vėstančios magmos tvarką. Ankstyvieji mineralai pašalina tam tikrus elementus iš lydalo, pakeisdami likusios lydalo cheminės sudėties; tai yra frakcinė kristalizacija.
Artėjant aušinimo pabaigai, susidaro silicio dioksido turtingi mineralai, tokie kaip kvarcas ir kalio feldšpatas, todėl granite gausu šių mineralų. Ši tekstūra vadinama faneritine: šiurkščiagrūdė su matomais, susipynusiais kristalais. Granito kūnai, kai dideli, vadinami plutonais arba batolitais, vėliau gali būti pakelti ir atidengti erozijos.
Kaip mes tai žinome: geologai tiria mineralų sudėtį, tekstūras mikroskopu ir cheminius parašus. Radiometrinis datavimas ir kontroliuojami laboratoriniai aušinimo eksperimentai susieja tekstūras ir mineralų tvarką su lėto aušinimo istorija .
Kur tai pastebėsi
- Granito stalviršiai virtuvėse ir vonios kambariuose
- Kalnų šerdys ir didelės uolėtos atodangos tokiose vietose kaip Josemitis
- Iš granito išskaptuoti paminklai ir statulos
- Grindinio akmenys ir bordiūrai miestuose
- Dideli rieduliai ir pakrantės uolos
Eksperimentas
Pavadinimas: Cukraus kristalų auginimas lėto aušinimo modeliavimui
Sauga: Būkite atsargūs su karštu vandeniu ir paprašykite suaugusiojo pagalbos.
Priemonės
- vanduo
- granuliuotas cukrus
- skaidrus stiklainis
- virvelė
- medinis pagaliukas
- puodas
- šaukštas
Žingsniai
- Užvirinkite maždaug vieną puodelį vandens (suaugusiojo pagalba), tada maišykite su cukrumi, kol daugiau jo nebetirps, kad susidarytų persotintas tirpalas.
- Leiskite tirpalui šiek tiek atvėsti, pririškite virvelę prie medinio pagaliuko ir pakabinkite virvelę stiklainyje taip, kad ji neliestų sienelių.
- Palikite stiklainį ramioje vietoje ir uždenkite, kad nepatektų dulkių.
- Stebėkite kelias dienas, kaip ant virvelės formuojasi kristalai; jei reikia, švelniai pašalinkite mažus kristalus.
- Palyginkite šį lėtai augantį kristalą su greitai atvėsintu mėginiu (greitas aušinimas sukuria mažus kristalus). Ką tai rodo: Lėtas aušinimas arba lėtas pokytis leidžia augti didesniems kristalams, panašiai kaip granito mineralų grūdeliai lėtai formuojasi po žeme.
Naudingi terminai
- Magma: Išlydyta uoliena po Žemės paviršiumi.
- Magminė uoliena: Uoliena, susidariusi atvėsus ir sukietėjus išsilydžiusiai uolienai.
- Kristalas: Pasikartojantis, tvarkingas atomų išsidėstymas, sudarantis mineralą su plokščiais paviršiais. Intruzinė (plutoninė): Uolienos, susidarančios iš po žeme atvėstančios magmos.
- Kvarcas: Įprastas kietas mineralas, sudarytas iš silicio dioksido, dažnai randamas granite.
Vaikai klausia
Ar granitas yra tas pats, kas marmuras?
Ne. Granitas yra magminė uoliena; marmuras yra metamorfinė uoliena, susidariusi dėl karščio ir slėgio ant kalkakmenio.
Kodėl granitas yra skirtingų spalvų?
Spalva atsiranda dėl mineralų ir mažų priemaišų mišinio kristaluose.
Ar granitas gali išsilydyti ir virsti kažkuo kitu?
Taip. Giliai po žeme kaitinamas ir ištirpstantis jis tampa magma ir gali atvėsti į naują magminę uolieną.