گرانیت یا سنگ خارا (granite) یک سنگ آذرین درونی است که دارای بافت تمام بلورین و فانریتیک است. این سنگ از ماگمای غنی از سیلیس و اکسیدهای فلزی آلکالی که در زیر زمین به آرامی سرد و منجمد می‌شوند، شکل می‌یابد. اندازه‌ی توده‌های گرانیتی ممکن است از چند سانتی متر (دایک) تا بیش از چند صدکیلومتر مربع (باتولیت) متفاوت باشد.
سنگ خارا معمولاً توده‌ای (فاقد هرگونه ساختاری درونی) است. همچنین بسیار سفت و سخت می‌باشد. این ویژگی‌ها آن را به گزینه‌ای مناسب برای سنگ ساختمانی تبدیل کرده است.
گرانیت عمدتاً از کوارتز (۲۰ تا ۴۰ درصد)، فلدسپات‌های پتاسیم (۳۰ تا ۶۰ درصد)، پلاژیوکلازهای سدیک ( صفر تا ۳۵ درصد) و کانی‌های مافیک (۵ تا ۳۵ درصد) تشکیل شده است.
چنانچه مقدار پلاژیوکلاز بیش از فلدسپات‌های پتاسیم باشد، سنگ را گرانیودیوریت (granodiorite) می‌گویند و وقتی مقدار کوارتز کمتر گردد، سنگ به سمت سینیت (syenite) میل خواهد کرد.
فهرست محتوا
کانی شناسی گرانیت
از نظر کانی شناسی، گرانیت‌ها را می‌توان در دو دسته قرار داد. یکی گرانیت معمولی (calc-alkali granite) و دیگری گرانیت قلیائی (alkali granite) که دارای سدیم بیشتری است. هر یک از این دو دسته دارای مشخصات بخصوصی هستند که در ادامه ذکر خواهد شد.
| گرانیت معمولی | گرانیت قلیایی |
| پرتیت، ارتوز یا میکروکلین | پرتیت (با ارتوز یا میکروکلین) و انورتوز |
| الیگوکلاز و آندزین | آلبیت و الیگوکلاز سدیک |
| بیوتیت و میکای سفید | بیوتیت آهن‌دار |
| هورنبلند | ریه‌بکیت، آرفودزونیت و هیستینگزیت |
| دیوپسید یا اوژیت | اوژیت،آاژیرینیک، آاژیرین و هدنبرژیت |
فلدسپات‌های پتاسیک بیشتر ارتوز و گاهی میکروکلین است. هر دو این کانی‌ها معمولاً میکروپرتیتیک و یا کریپتوپرتیتیک هستند. انورتوز نیز در بعضی گرانیت‌های سدیک دیده می‌شود.
اُرتوز، انورتوز و همچنین ندرتاً میکروکلین ممکن است زونه باشند. ماکل کارلسباد در ارتوز خیلی زیاد دیده می‌شود. خیلی به ندرت میکروکلین و ارتوز با هم نیز دیده می‌شوند. در صورتی که این دو با هم دیده شوند، میکروکلین کانی جوان‌تر می‌باشد. در گرانیت‌های دومیکایی، میکروکلین کانی عادی است.
در گرانیت‌های پورفیری، بلورهای درشت معمولاً میکروکلین یا ارتوز است و گاهی سانیدین ممکن است به صورت بلورهای درشت دیده شود. فلدسپات‌های پتاسیک ممکن است دگرسان شده و به کائولینیت، کانی‌های رسی، سریسیت و ندرتاً به زئولیت و کلریت تبدیل شود.
در گرانیت‌های معمولی پلاژیوکلاز از نوع سدیک تا الیگوکلاز متوسط است و در گرانیت‌هایی که از مواد بازیک غنی‌تر است و یا دارای پیروکسن می‌باشند، ممکن است آندزین هم دیده شود. در گرانیت‌های قلیائی پلاژیوکلاز آلبیت یا الیگوکلاز است.
در این سنگ‌ها معمولاً پلاژیوکلازها قبل از فلدسپات‌های پتاسیک دگرسان می‌شوند. کوارتز معمولاً فضای بین بلورها را پر کرده و بی شکل است؛ البته در گرانیت‌های پورفیری (porphyry granite)، کوارتز به صورت بلورهای درشت بی‌پیرامید یا دوهرمی (bipyramidal) دیده می‌شود.
در گرانیت‌های عمیق حباب‌های هوا و اینکلوژن‌های سوئین در داخل کوارتز دیده می‌شود. آپاتیت و تورمالین هم ممکن است در این سنگ‌ها یافت شود. آثار تغییر شکل در گرانیت‌ها زیاد دیده می‌شود. خاموشی، مشخصات دو محوره بودن کوارتز و شکستگی جزئی یا کلی دانه‌ها هم زیاد دیده می‌شود.
بیوتیت که فراوان‌ترین کانی تیره رنگ گرانیت‌ها است، گاهی تنها کانی تیره سنگ بوده و در پاره‌ای موارد با میکای سفید و گاهی نیز با آمفیبول‌ها همراه است.
اینکلوژن زیرکن، مانیتیت، ایلمنیت، آپاتیت و کوارتز در بیوتیت دیده می‌شود. بیوتیت در اثر دگرسانی به کلریت تبدیل شده و مانیتیت، اسفن یا روتیل را ایجاد می‌نماید. قبل از این دگرسانی، رنگ بیوتیت سبز روشن می‌شود.
میکای سفید معمولاً با میکای سیاه همراه است و به ندرت تنها دیده می‌شود. بسیاری از میکاهای سفید جانشین میکای سیاه شده‌اند؛ بعضی میکاهای سفید درشت نیز در نتیجه‌ی جانشینی پلاژیوکلازها ایجاد می‌شوند. در گرانیت‌های معمولی، آمفیبول‌ها معمولاً هورنبلندهای سبز یا مایل به قهوه‌ای هستند. در گرانیت‌های قلیایی آمفیبول‌ها از نوع ریه‌بکیت، آرفودزونیت یا هیستینگزیت هستند.
هیپرستن در گرانیت‌ها به وفور مشاهده می‌شود. اوژیت و دیوپسید نیز گاهی در گرانیت دیده می‌شوند. دور پیروکسن‌ها را نیز معمولاً آمفیبول‌ها احاطه کرده است.
کانی‌های فرعی سنگ خارا عبارتند از مانیتیت، ایلمنیت، هماتیت، پیریت، آپاتیت، مونازیت، زیرکن، اسفن، تورمالین، فلوئورین، گرونا و فایالیت.
مهمترین کانی‌هایی که از دگرسانی کانی‌های دیگر حاصل می‌شوند عبارتند از کلریت، کلسیت، اپیدوت، زوایزیت، کوارتز، کائولن، سریسیت، زئولیت، لوکوکسن، اسفن، روتیل، مانیتیت، هماتیت و لیمونیت
بافت گرانیت‌ها
گرانیت‌ها از نظر بافتی از دانه ریز تا دانه درشت دیده می‌شوند. بافت پورفیری نیز در گرانیت‌ها زیاد دیده می‌شود و در این صورت، بلورهای درشت ارتوز و میکروکلین می‌باشند. با این وجود در گرانیت پورفیری بلورهای درشت از کانی‌های کدر هم دیده می‌شود.
بافت آپلیتی، بافتی است که در آن دانه‌ها مساوی و ریز بوده و به سنگ بافت قندی می‌دهد. در این بافت، دانه‌های سنگ گرانیت در یکدیگر فرو رفته‌اند. تمام سنگ‌ها ممکن است دارای چنین بافتی باشند.
محل تشکیل گرانیت
گرانیت‌ها در تمام انواع سنگ‌های آذرین عمیق و نیمه عمیق دیده می‌شوند. مخصوصاً در باتولیت‌ها، استوک‌ها و سنگ‌های عمیق به اشکال مختلف ظاهر می‌شوند. از نظر محل تشکیل، گرانیت‌ها را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:
- سنگ‌های گرانیتی که نواحی سپرها را به وجود می‌آورند (به سن پرکامبرین).
- باتولیت‌هایی که در قسمت مرکزی رشته کوه‌ها دیده می‌شوند.
- توده‌های نفوذی کوچک
انواع سنگ گرانیت
گرانیت‌ها به انواع مختلفی تقسیم و نامگذاری شده‌اند. در ذیل مهمترین آن را ذکر می‌کنیم:
- آلاسکیت: گرانیت فاقد کانی‌های فرومنیزین.
- سیلکسیت: گرانیتی که بیش از ۵۰ درصد کوارتز دارد.
- شارنوکیت: گرانیتی است که کانی فرومنیزین آن هیپرستن است.
- گرانوفیر: سنگ گرانیت دانه‌ریزی که از بلورهای کوارتز و فلدسپات پتاسیم به صورت رشد یافته درون هم تشکیل شده است. این مجموعه ممکن است زمینه‌ی آفانیتیک ریولیت‌ها را تشکیل دهد و یا به صورت فاز دانه ریز توده‌های نفوذی کوچک دیده شود.
- آپلیت: گرانیتی است که منحصراً از کوارتز و فلدسپات تشکیل شده و بعلاوه ممکن است دارای مقدار ناچیزی کانی‌های مافیک باشد. بافت این سنگ آپلیتی است.
- گریزن: نوعی گرانیت است که در نتیجه‌ی دگرسانی گرمابی و معمولاً همراه کانه‌های قلع در داخل رگه‌ها تشکیل می‌شود. این سنگ از کوارتز و میکای بنفش تشکیل شده است. به صورت گرانیت گرایزن نیز نوشته می‌شود.
- پگماتیت گرانیت: نوعی از سنگ گرانیت است که دارای بافت دانه درشت پگماتیتی می‌باشد.
کاربرد سنگ گرانیت
از زمانی که بشر استفاده از سنگ‌ها را آموخت، همواره گرانیت نقش مهمی در پیشرفت او ایفا کرده است. از ساخت ابزارهای اولیه و مجسمه‌ها تا سنگ ساختمانی امروزی طیف وسیعی از کاربردهای این سنگ با ارزش هستند. در ادامه به طور مختصر به برخی از کاربردهای باستانی و نوین سنگ گرانیت اشاره می‌شود.
سنگ گرانیت در تاریخ باستان
هرم سرخ مصر باستان (زمان ساخت: حدود ۴۶۰۰ سال پیش) را می‌توان قدیمی‌ترین سازه‌ای در نظر گرفت که در ساخت آن از مقادیر زیادی سنگ خارا استفاده شده است. مصریان باستان در ساخت این بنای عظیم علاوه بر گرانیت از سنگ آهک نیز بهره گرفته‌اند.
گرانیت به خاطر سختی و دوام بالایی که دارد، یکی از مناسب‌ترین گزینه‌ها برای ساخت اهرام مصر بوده است؛ انسان از همان زمان به این مورد پی برده و علارغم مشقت بسیار زیادی که برای فرآوری گرانیت متحمل می‌شده است، از آن بسیار بهره جسته است.
معبد بریهادیسوارا در هند (زمان ساخت: حدود ۳۰۰۰ سال پیش) نیز از جمله مهمترین سازه‌هایی است که در ساخت آن از سنگ خارا استفاده شده است. در ساخت این معبد بیش از ۸۰ تُن گرانیت به کار رفته است. این بنا با ارتفاع ۶۶ متر، بلندترین نیایشگاه در جنوب هند است.
در ایران باستان نیز همواره سنگ گرانیت نقش مهمی در زمینه‌های مختلف ایفا می‌کرده است. سنگ نوشته‌های گنج نامه در همدان یکی از مهمترین آثار به جا مانده از هنر و معماری ایرانیان در این زمینه است. در این کتیبه، نوشته‌هایی از زبان داریوش و خشایارشاه هخامنشی در دل صخره‌های گرانیتی الوند حکاکی شده است.
کاربرد گرانیت در صنایع امروزی
امروزه سنگ گرانیت به یکی از محبوب‌ترین مصالح ساختمانی تبدیل شده است. مقاومت در برابر باران‌های اسیدی بزرگترین مزیت این سنگ نسبت به سنگ آهک و مرمر در ساخت نمای ساختمان‌ها محسوب می‌شود. علاوه بر این، زیبایی ویژه‌ی انواع سنگ گرانیت باعث شده تا رضایت سلیقه‌های مختلف را به دست آورد.
گرانیت به خاطر مقاومت و دوام بالا، در صنایع مختلف مهندسی کاربردهای وسیعی دارد. گرانیت یک سنگ نسبتاً نفوذناپذیر، برش پذیر و غیرقابل انعطاف است؛ از این رو در ساخت صفحاتی که تحت فشار فیزیکی و لرزش باشند، به کار گرفته می‌شود. گرانیت همچنین به خاطر ویژگی‌های فیزیکی و مهندسی بخصوصی که دارد، در ساخت بُتُن سندبلاست به کار می‌رود.
در طی جنگ جهانی دوم، کشور فنلاند برای جلوگیری از پیشروی تانک‌های شوروی، از بلوک‌های عظیم گرانیت استفاده کرد! سنگ خارا، توانست طی سال‌های ۱۹۳۹ و ۱۹۴۰ میلادی، خط مانرهایم فنلاند را در برابر تانک‌های متفقین حفظ کند.
سنگ‌های مورد استفاده در ورزش کرلینگ نیز از صیقل دادن گرانیت ساخته می‌شوند. فدراسیون جهانی کرلینگ، سنگ گرانیت را مناسب‌ترین گزینه برای این بازی در نظر گرفته است.
این موارد تنها بخش کوچکی از کاربردهای متنوع این سنگ فوق‌العاده کاربردی در صنایع مختلف است. طبیعتاً استفاده‌های دیگری نیز برای سنگ خارا قابل ذکر است که توصیف آن‌ها در این مقاله نمی‌گنجد.
معادن گرانیت در ایران و جهان
بزرگترین تولید کنندگان سنگ گرانیت در جهان، کشورهای چین، هند، ایتالیا، برزیل، کانادا، آلمان، سوئد، اسپانیا و آمریکا هستند. ذخایر فراوان در کنار کیفیت مرغوب توده سنگ، باعث شده تا همه ساله مقادیر بسیار زیادی گرانیت از این کشورها استخراج و علاوه بر تأمین نیازهای داخلی به کشورهای دیگر نیز صادر شود.
در ایران نیز معادن بزرگ و باکیفیتی برای سنگ خارا وجود دارد که برخی از آن‌ها از دیرباز مورد بهره‌برداری قرار می‌گرفته‌اند. بخش‌های شمال غربی زون زمین شناسی سنندج-سیرجان، زون البرز و همچنین کپه داغ، از جمله اصلی‌ترین منابع سنگ گرانیت در ایران را تشکیل می‌دهند.
در این میان، استان‌های آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی، همدان، اراک، لرستان، خراسان شمالی، خراسان رضوی، خراسان جنوبی و یزد، از بزرگترین تولیدکنندگان سنگ خارا در کشور هستند. استان‌های خراسان جنوبی و آذربایجان غربی در بین سایرین، سهم بسیار بیشتری را به خود اختصاص داده‌اند.
منابع:
- کتاب سنگ شناسی، نوشته فریدون سرابی و اسدالله ایران پناه
- mindat.org
- wikipedia.org
- geology.com
نویسنده:
من فارغ التحصیل زمین شناسی از دانشگاه تبریز هستم؛ عاشق پژوهش در علوم زمین 😉
