XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Гранит – удивительная горная порода
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I. Введение
Каждый ученик, обучающийся в школе, в начальных классах знакомится с горными породами, среди которых он узнаёт о граните как одной из самых прочных горных пород. Позже, в пятом, седьмом классах мы узнаем, что гранит - это магматическая горная порода, и она является главной в составе земной коры. Удивление возникло у нас, когда на уроки географии Галина Георгиевна нам показала гранит и отметила что его возраст примерно один миллион лет. Гранит был поднят и привезен с Курминского залива Малого моря Байкала. Поводом провести исследование о граните послужил поход на Олхинское плато. Эти огромные глыбы, состоящие из гранитов, вызывают удивление, восхищение, поражают человека, сразу возникает вопрос: «А как они образовались и почему их так много?». В походе мы любовались красотой г ранитных останцов этого плато.
Проблема состоит в недостатке информации о граните, как магматической горной породе.
Актуальность нашей работы состоит в желании узнать, что такое гранит и какого его происхождение, как распространены они по территории Иркутской области.
Цель: выяснить особенности гранита с точки зрения происхождения, строения, его роли в составе земной коры.
Задачи:
-
собрать и проанализировать информационный материал;
-
сделать выводы о его происхождении, структуре;
-
пояснить значение гранита, как горной породы в строении земной коры.
Для проведения исследования мы использовали энциклопедические материалы [II,1] и [V,1]. Главным информационным источником для нас стала статья в журнале «Природа», раздел «Геология» №2 за 1977 год. В этой статье геолог Павловский Е.В. анализирует научные течения о происхождении гранита и важности геологических знаний о граните, так как с ним он связывает образование рельефа и полезных ископаемых. Мы использовали различные интернет – ресурсы и они в основном повествуют об образовании гранита. Географический атлас [III,1] мы использовали в практической части работы для составления карты о распространении гранитов на территории Иркутской области.
II.Основная часть
II.1 Методы исследования
В проведении исследования мы использовали следующие методы: работа с источниками информации – анализ, сравнение, обобщение. К числу практических методов относятся картографической интерпретации, фотографирование.
II.2. Граниты – одна из горных пород, составляющих земную кору
Геологи называют гранит «визитной карточкой» планеты Земля. Возраст самых древних гранитов исчисляется примерно три миллиарда лет и его образование относят к эпохе архея. Возраст даже наиболее молодых гранитов насчитывает 2 миллиона лет [VI,2].
Павловский Е.В.в своей статье «Историко – геологический аспект проблемы гранита» [IV.1]отмечает, что с гранитами связаны крупнейшие месторождения золота, тяжелых радиоактивных элементов: урана, тория, плутония и радия. Поиски месторождений вольфрама, молибдена также приурочены к гранитам.
Граниты - это горные породы, характерные для верхней части континентальной земной коры. Мощность гранитного слоя земной коры колеблется в пределах 10 – 20 км. [IV.1]. Места в рельефе, где граниты выходят на поверхность называют щитами на платформах. На тектонической карте Иркутской области – это долины течения рек Иркута, Китоя, Белой. Олхинское плато расположено в зоне древнего щита Сибирской платформы [III.1]. Савинское месторождение магнезита в Черемховском районе также приурочено к зоне щита.
Многие ученые считают [IV.1] что формирование гранитного горизонта тесно связано с опусканиями земной коры, которые проходили долго и охватывали большие территории. В рельефе они представлены понижениями, прогибами. Геологи утверждают, что миллионы лет назад гранитная масса внедрялась в геосинклинальных областях, образуя современные складчатые области. Павловский Е.В. пишет: «… там, где граниты обязательно была складчатая область…»[IV.1].
II.3. Происхождение гранита
Образование гранита – это сложный процесс, который породил много теорий. Ученые XVIII века уверяли, что гранит возникает из кристаллов, которые осаживаются на дно моря (в океанической коре нет гранитов – примечание автора). Столетием позже появилась теория, что камень является сгустком магмы, которая при поднятии на земную поверхность запекает другие материалы. Они остывают вместе с магмой и кристаллизуются. В прошлом веке считалось, что гранит образуется в результате обмывания подземными водами горных пород. Под действием движения воды одни кристаллы смывает, а другие трансформируются в кристаллах [IV,1].
По мнению Н.И. Швалевой [VII.1] в настоящее время образование гранита многие геологи связывают с взаимодействием SiO2 (оксида кремния) и кислорода. Оксид кремния (SiO2) является одним из основных минералов породы, так как из него состоит кварц – минерал придающий граниту прочность, высокую твердость и химическую стойкость. Этот процесс происходит в глубинных зонах земной коры и сопровождается образованием воды, которая снижает температуру и замедляет скорость охлаждения магмы [VI,1]. Подтверждением этого является факт, что на Луне нет гранитов, так как там не было на момент формирования кислорода. Главная горная порода на Луне – это базальт [VI,2].
Классическая формула образования гранитов прописана в факультативном курсе В.Г. Музафарова «Основы геологии» [I,1]. Валей Галеевич Музафаров отмечает, что глубинные магматические горные породы образуются при высоких температурах, высоком давлении на глубине примерно 3 км.[VI,3] медленном охлаждении магмы и процесса кристаллизации. Поэтому глубинные магматические горные породы имеют зернистое строение.
Гранит относится к числу кислых магматических горных пород. Почему? Потому что в нем высокое содержание оксида кремния (кремнезема) и в его образовании принимал участие кислород [VII,1]
В итоге можно сказать, что все теории дополняют друг друга, так как образование гранитов – взаимодействие температуры, давления, магмы, кислорода и даже воды.
II.4. Описание гранита
М инеральный состав гранита оформился в зонах континентальных плит, под океанами не образовывался. Наиболее активная зона гранитизации — места стыка континентальных плит, где мощность континентальной земной коры большая.
Цвет гранита бывает разный: серый, красный, желтоватый, иногда имеет переходные от этих цветов оттенки. Окраска гранита зависит от его состава. Обычно цвет определяется по цвету полевого шпата, которого в граните до 60 %. Мы уже писали, что прочность и твердость связана с наличием кварца – 30%. [V.1] В составе горной породы отчетливо видны вкрапления черного или темного цвета - это минералы слюды - биотита, реже в составе можно наблюдать мусковит [VII,1].
Очень интересными являются свойства гранита. Твердость его равна 6-7 единиц шкалы Мооса. Он легко царапает стекло и совсем не реагирует на соляную кислоту, поэтому посмотреть, как он «дышит» нет возможности. Мы проводили данный опыт. Он очень прочный, его плотность составляет 3, 17 г/см.3. Гранит водонепроницаем, так как у него низкая пористость. В граните по химическому составу 72 % кремнезёма и это определяет еще одно его свойство – высокую температуру плавления [VI,3], [V,1]
На экскурсии по геологическому музею «Территориального фонда геологической информации по Сибирскому Федеральному округу», Нина Ивановна Швалева [VII.1] рассказала, что граниты разрушаются через 500 тысяч лет. Мы проанализировали геологическую карту Иркутской области и составили карту «Геологическая карта Иркутской области с расположением гранита, песчаников палеозойской и мезозойской эр», где указали области поверхностного залегания гранитов. Это территории Бодайбинского, Мамско – Чуйского, Ольхонского, Иркутского, Ангарского, Усольского, Нижнеудинского и Черемховского районов. Возраст наших гранитов немногим более 1 млн. лет, а в Предсаянье примерно 800 млн. лет. А еще на карте обозначили территории палеозойских и мезозойских песчаников. Образование песчаников связано с разрушением гранитов, а затем их уплотнением и цементированием [V,1].Площадь их распространения велика, она занимает практически 60-70% территории области (это наши выводы).
Минеральный состав гранита влияет на его структуру. Существуют такие структурные разновидности: мелкозернистый, среднезернистый, крупнозернистый. Структуру можно определить, используя лупу. Если зерна – 1-2 мм. – мелкозернистый (приложение 1.2). Величина зерен 0,5 мм. – средняя (приложение 2,1). Зерна размером 1 см. – крупнозернистый вариант гранита. Мы такой гранит видели в геологическом музее «Территориального фонда геологической информации по Сибирскому Федеральному округу».
II.5. Месторождения гранита
Гранит – одно из наиболее известных полезных ископаемых. Он очень прочный и тяжелый, встречается не только в горных районах, но и на равнинах. Используется в строительстве, как облицовочный материал.
Гранит в Иркутской области распространён довольно широко, особенно в восточной части региона. Основные месторождения гранита сосредоточены в следующих районах: Иркутском (месторождение Олхинское), Ангарском, Слюдянском, Нижнеудинском (месторождение Уватское). Гранит в Иркутской области отличается разнообразием цветовых оттенков и текстур, что делает его привлекательным для архитекторов и дизайнеров. Кроме того, его высокая прочность и долговечность способствуют активному использованию в строительстве и производстве.
III. Вывод
Гранит — это одна из самых распространённых и известных магматических пород, которая определяет месторождения золота и редких видов полезных ископаемых и обладающая уникальными физико-химическими свойствами: водостойкостью, термостойкостью, прочностью и красотой. В ходе нашего исследования мы стремились понять, что такое гранит, его происхождение и распространение.
Роль гранита в земной коре определяется тем, что она является горной породой, которая в период разрушения образует кварцевые пески, способствует образованию глин. Пески, уплотняясь, образуют песчаники. Наличие гранитов помогает «прочитать» тектонические процессы местности.
Мы выяснили, что в Иркутской области гранит встречается в различных формах и цветах.
Таким образом, наше исследование подтвердило, что гранит — это не только удивительная горная порода с уникальными свойствами, но и важный ресурс, который активно используется в различных отраслях. Задачи выполнены, цель достигнута.
Перспективность работы определяется следующим практическим занятием:
-
провести измерения угла залегания гранитов на Олхинском плато, это поможет определить линию простирания, линию падения и угол падения горной породы, которое поможет определить насколько согласное или несогласное залегание горных пород.
IV. Список используемых источников и литературы
I. Монографии:
-
Музафаров В.Г. Основы геологии. Пособие для учащихся. Факультативный курс. – 2-е изд., перераб. и доп. М: Просвещение, 1979 – 160с. ил.
II. Энциклопедии и справочные издания:
-
Ожегов С.И., Шведова Н.Ю Толковый словарь русского языка: 80000слов и фразеологических выражений / Российская А Н., Российский фонд культуры; - 2 издание испр. и доп. – М.: АЗЬ, 1994. – 928 с.
III. Географические карты:
1. Атлас географический «Иркутск и Иркутская область». 2- издание, обновленное и дополненное ФГУП «ВостСИБАГП» 2010
IV. Статья из журналов или сборников
1. Павловский Е.В. Историко – геологический аспект проблемы гранита // Природа. Геология – 1977. - №2 – С. 3-12
V. Интернет документы:
1. Большая Российская энциклопедия. Гранит. https://bigenc.ru/c/granit-6c4a9f?ysclid=m7l10dxmmn311316335
VI. Интернет ресурсы:
-
Как в природе образуется гранит https://www.artmarblestudio.ru/articles/kak-v-prirode-obrazuetsya-granit/?ysclid=m7l1583lsb555098837
-
Лаптев В. Образование гранитов. https://dzen.ru/a/ZU9CoOSXAiroYJtt?ysclid=m7l1awttbf459925482
-
Секреты гранита - раскрываем его состав и уникальные свойства. https://stone-prestol.ru/articles/chto-vhodit-v-sostav-granita/
VII. Информаторы:
-
Швалева Н.И – ведущий инженер ФБУ «Территориальный фонд геологической информации по Сибирскому Федеральному округу», руководитель геологического музея.