Что образуется при разрушении гранита
Что образуется при разрушении гранита
Все в природе изменяется, не остается без изменения и гранит. С течением времени гранит разрушается и превращается в глину и песок. Разрушение гранита происходит под действием тепла и холода, воды и воздуха.
Чтобы видеть, как действует на гранит тепло и холод, сделаем такой опыт.
Опыт 1. Обмотаем кусок гранита проволокой. Обернув другой конец проволоки бумагой и держа его в руке, будем накаливать кусок гранита в пламени спиртовки или примуса. Накалим гранит посильнее и быстро опустим его в холодную воду. Если мы сделаем так несколько раз, гранит растрескается и распадется на мелкие кусочки.
Чтобы понять, почему от нагревания и быстрого охлаждения разрушается гранит, сделаем такой опыт.
Так же и гранит при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается. Когда мы нагрели гранит, он расширился, и снаружи расширился больше, чем внутри. Когда же мы быстро охладили нагретый гранит, он сжался, и снаружи сжался больше, чем внутри. От этого растрескивается и распадается на кусочки гранит. Кроме того, гранит ведь неоднородный камень. Он состоит из соединенных между собой кусочков полевого шпата, кварца и слюды. При одинаковом нагревании и охлаждении различные составные части гранита расширяются и сжимаются неодинаково. Поэтому при нагревании н быстром охлаждении еще больше растрескивается гранит и распадается на кусочки.
То же происходит с гранитом и в природе. Днем гранит сильно нагревается солнцем и расширяется, ночью же он охлаждается и сжимается. Так от резкой смены тепла и холода разрушается гранит в природе на все более и более мелкие кусочки. У подножья гранитных гор и скал всегда можно встретить крупные и мелкие куски гранита. Они получились от разрушения гранитных гор и скал. Так же разрушаются горы и скалы, состоящие и из других каменных пород.
Куски гранита разрушаются далее бурными горными потоками, а также медленно сползающими с гор льдами — ледниками. Горные потоки и ледники размывают и перетирают куски гранита. Так со временем гранит распадается на крупинки кварца и полевого шпата и чешуйки слюды.
От перетирания крупинки кварца превращаются в кварцевый песок. А измельченные полевой шпат и слюда под действием воздуха и воды превращаются в глину. Образовавшиеся глина и песок разносятся водой, развеваются ветром.
Вот откуда взялись эти громадные массы песка и глины, которые мы всюду встречаем в природе. В течение миллионов лет они образовались от разрушения гранита.
Тест по окружающему миру (3 класс)
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Тест по теме «Полезные ископаемые» 3 класс
1.Какое полезное ископаемое горючее?
2.Какое полезное ископаемое самое прочное?
1)глина 3) известняк
3. Что образуется при разрушении гранита?
1)известняк 3)каменный уголь
4. Какой из драгоценных камней является известняком?
5. Камнем плодородия называют:
1)железную руду 3)торф
6.Установите соответствие между полезным ископаемым и способом его добычи.
Каменный уголь Карьер
7.В этом полезном ископаемом часто встречаются раковины разнообразной формы и величины, чёткие их отпечатки. Это говорит о том, что оно образовалось на дне морей и океанов из раковин и скелетов морских животных, организмов. О каком полезном ископаемом идёт речь?
8. Это полезное ископаемое входит состав грифеля простых карандашей. От его количества зависит твёрдость карандаша. Знаете ли вы, что для производства пластилина необходимы жир и это же полезное ископаемое? О каком полезном ископаемом идёт речь?
9.В 7 веке арабы напали на греков. Огромное количество кораблей окружили город с моря. Однажды, когда ветер дул от города в сторону кораблей, греки выкатили на берег большие сосуды и вылили из них в воду коричневую жидкость. Ветер погнал эту жидкость к кораблям. Арабы не обратили на это внимания. Когда жидкость окружила корабли, греки подожгли её. Море вокруг кораблей стало гореть. Загорелись и корабли. О каком полезном ископаемом идёт речь?
10. В кусочке этого полезного ископаемого можно найти остатки растений, которые росли тысячи лет тому назад. Это полезное ископаемое хорошо горит, его используют как топливо и удобрение для растений. О каком полезном ископаемом идёт речь?
Разрушение гранита в природе
Гранит кажется вечным. Однако в природных условиях он со временем разрушается и превращается в аренит — слабо сцементированную песчаную массу, включающую глыбы и валуны выветрелой породы, которые иногда оказываются в положении неустойчивого равновесия.
Величественные гранитные вершины европейского массива Монблан как будто бросают вызов времени. Может ли вода повредить этим глыбам, таким, казалось бы, твердым и прочным? Внешность обманчива, и убедиться в этом не трудно. В геологических масштабах времени эта порода, широко используемая в строительстве, недолговечна.
Балансирующие в песке
На краю Центрального массива во Франции, в дорожной выемке среди гранитов, чей возраст достигает 300 млн лет, встречается порода, рассыпающаяся от одного прикосновения. Она почти не похожа на залегающий под ней монолитный гранит. Ее слабо выраженные зерна разобщены и смешаны с глиной. Эта рассыпчатая порода называется аренитом. После уничтожения растительного покрова в толще аренита образуются овраги, и на поверхности показываются гранитные валуны.
Вода, просачиваясь по трещинам в граните, взаимодействует с его компонентами и химически видоизменяет их. Последние превращаются в глинистые минералы, делая гранит хрупким. Наиболее быстро этот процесс проходит в условиях жаркого климата.
В ходе последующего разрушения аренит постепенно удаляется, обнажая сперва выветрелые глыбы и валуны, а затем и трещиноватые граниты. В результате появляется нагромождение глыб и валунов. Некоторые из них раскачиваются на гранитном основании.
Долгое путешествие гранита
Гранит, как и базальт, образуется из магмы – расплавленной массы, поднимающейся из верхней мантии. Вязкая по природе магма с трудом пробивается сквозь породы континентальной коры и останавливается, не достигая поверхности земли. Медленное остывание, длящееся сотни тысяч лет, способствует кристаллизации похожего на крупинки соли кварца, белого или розового полевого шпата и прозрачной или черной слюды (мусковита или биотита), сложенной тонкими слоями. Когда гранит отвердевает, в дело вступает эрозия и постепенно удаляет многокилометровую толщу покровных отложений, благодаря чему мы можем ходить по гранитным массивам.
Трещины, пронизывающие гранит и способствующие его разрушению, имеют разное происхождение. Они могут быть вызваны неравномерным сокращением породы при остывании или ее сжатием в результате воздействия высоких давлений на больших глубинах.
Что образуется при разрушении гранита?
Что образуется при разрушении гранита.
Глина и песок разносятся водой, развеиваются ветром.
Именно отсюда взялись громадные массы песка и глины, которые мы всюду встречаем в природе.
В течение миллионов лет они образуются при разрушении гранита.
Рассмотрите схему разрушения гранитапомогите?
Рассмотрите схему разрушения гранита
Напишите, какие факты окружающей среды приводят к разрушению гранита?
Напишите, какие факты окружающей среды приводят к разрушению гранита?
Какая прозрачность у гранита?
Какая прозрачность у гранита?
Какие у гранита другие свойства и есть лисыпучесть?
Какие у гранита другие свойства и есть лисыпучесть.
Какая прозрачность у гранита?
Какая прозрачность у гранита.
Полезные свойства гранита?
Полезные свойства гранита.
Какие полезные свойства у гранита?
Какие полезные свойства у гранита.
Основные свойства гранита?
Основные свойства гранита.
Небольшой рассказ о гранитие?
Небольшой рассказ о гранитие.
Свойства Гранита И что такое хрусталь и аметист?
Свойства Гранита И что такое хрусталь и аметист.
Выветривание гранита в условиях городской среды
Поделиться в соц. сетях
Панова Е.Г., Санкт-Петербургский государственный университет;
Власов Д.Ю., Санкт-Петербургский государственный университет;
Harma Paavo, Геологическая служба Финляндии
Рисунок 1. (главная фотография) Физическое выветривание гранита. Огрубление поверхности
Гранит по праву считается одним из каменных символов нашего города. В строительстве Санкт-Петербурга использованы розовые граниты рапакиви, каарлахтинский, гангутский, валаамский, из Антреа, а также серые граниты: сердобольский, ништадтский, из Ковантсари. Все они имеют свои характерные, различимые невооруженным глазом особенности окраски, зернистости, рисунка, определяемые их минеральным составом и структурой. О каменном убранстве Санкт-Петербурга, об истории добычи камня и строительстве можно прочесть в замечательных книгах А.Г. Булаха (1987, 1999, 2004 и др.). Использованию гранита в современной архитектуре Петербурга посвящены книги А.Я. Тутаковой (2011, 2014).
В XVIII веке строится Петропавловская крепость, набережные Нева были одеты гранитом рапакиви, появились изогнутые гранитные мостики и мосты через реки и каналы, лестницы и пандусы для спуска к воде. Гранитом рапакиви облицованы основания многих дворцов и домов. Огромные монолиты гранитов использованы в качестве пьедесталов памятников; наш город украшает Александровская колонна, прекрасны колоннады Исаакиевского и Казанского соборов.
Мы каждый день видим камень в архитектурных сооружениях нашего города, он вокруг нас, такой прочный, надежный и вечный. Однако это не совсем так. Под действием воды, ветра, из-за перепада температур разрушаются механические связи между частицами камня. Породообразующие минералы (такие так полевые шпаты, слюды, пироксены, амфиболы и другие) превращаются в глинистые минералы и вымываются из породы. Вредное химическое воздействие оказывают газы и вещества, находящиеся в воздухе и воде. При растворении углекислого газа воздуха в дождевой воде образуется угольная кислота, которая начинает кислотное выщелачивание. За счет кислорода воздуха происходит окисление и переход химических элементов в закисные формы. В результате ветровой эрозии пыль, а также семена низших растений (мхов и лишайников) попадают в поры и трещины камня, оказывая биодеструктивное воздействие на камень.
Неудивительно, что разрушение камня в городской среде протекает значительно быстрее, чем в естественных условиях. Это обусловлено комплексным воздействием физических, химических и биологических факторов, которые тесно взаимосвязаны. Исследования показали, что развитию биоколоний предшествуют повреждение камня за счет абиотических факторов. Они подготавливают поверхность камня для его последующей биологической колонизации. Прежде всего это связано с изменением структуры поверхности и появлением трещин, каверн, неоднородностей поверхности, где могут аккумулироваться и развиваться микроорганизмы.
На основе проведенных исследований выделены три группы разрушений: абиогенное (физическое и химическое), биогенное и антропогенное (Оценка. 2015; Панова, Власов, 2015).
Физическое выветривание – это дезинтеграция породы без существенного изменения состава обломков. Физическое выветривание происходит в основном под действием изменения температуры, замерзания/оттаивания воды, кристаллизации содержащихся в капиллярной воде солей, а также ветра. Особое место занимает ударное действие ветра, роль которого возрастает в крупных мегаполисах из-за большого количества пыли, которая оказывает абразивное воздействие на породу. Загрязненная атмосфера – один из самых мощных, постоянно действующих факторов воздействия на камень в архитектуре крупных мегаполисов. Пыль – это мельчайшие твердые взвешенные частицы, которые могут иметь как природное, так и техногенное происхождение. Источником частиц природного происхождения являются продукты выветривания облицовочного камня и архитектурных построек, а техногенные частицы поступают в атмосферу в виде выбросов предприятий и транспорта.
Физическое выветривание представлено следующими типами: огрубление поверхности, впадины и углубления, отслаивание, трещины, сколы и утрата фрагментов (рис. 1).
Химическое выветривание относится к абиогенному типу и представляет собой процесс химического преобразования минералов и горных пород под воздействием воды, кислорода, углекислого газа, органических кислот, а также вследствие биохимических процессов.
Рисунок 2. Химическое выветривание гранита. Окисление сульфидов приводит к изменению цвета породы
Результат внутренних факторов химического выветривания заметен в связи с изменением цвета камня, обусловленного в первую очередь разложением сульфидов и появлением гидроксидов железа (рис. 2).
Биогенное выветривание связано с воздействием на горные породы живых организмов. Под биообрастанием (biofouling) обычно понимается развитие (аккумуляция) живых организмов (микроорганизмов, грибов, растений) на твердом субстрате. Часто этот термин заменяют словосочетанием «биологическая колонизация» (biological colonization). Биообрастание может иметь различную продолжительность и сопровождаться постепенным разрушением (деструкцией) субстрата. Биодеструкция – особый вид разрушения пород и материалов, связанный с воздействием живых организмов или продуктов их жизнедеятельности. Развитие деструктивных процессов может приводить к потере основных свойств материала, его последовательному и полному разрушению. По мнению большинства исследователей, основной ущерб гранитным сооружениям наносят микроорганизмы, обладающие очень высокой деструктивной активностью.
Рисунок 3. Биодеструкция гранита. Зеленая биопленка на поверхности гранита
Темные пленки связаны с развитием цианобактерий (рис. 3). Такие пленки можно наблюдать в местах постоянного повышенного увлажнения. Цианобактерии выделяют слизь, которая защищает их от высыхания. В местах интенсивного развития цианобактерий создаются условия для развития и накопления сапротрофных бактерий и диатомовых водорослей (рис. 4). В составе микробного сообщества преобладали спорообразующие бактерии рода Bacillus.
Рисунок 4. Биодеструкция гранита. Клетки диатомовых водорослей на поверхности гранита. Сканирующая электронная микроскопия
Среди лишайников, встреченных на набережных исторического центра Санкт-Петербурга, десять видов представлены шестью родами: Caloplaca, Candelariella, Lecanora, Phaeophyscia, Physcia, Xanthoria. Наиболее встречаемым лишайником, как на связующем растворе, так и на граните, является Candelariella aurella (Hoffm.) Zahlbr. (рис. 6).
В биологической колонизации набережных участвуют споровые (мхи, хвощи, плауны, папоротники) и семенные (травянистые, кустарниковые и древесинные) растения (рис. 7, 8). В результате проведенных исследований всего на гранитных набережных центральной части Санкт-Петербурга к настоящему моменту обнаружено и идентифицировано 110 видов растений. Растения в основном приурочены к щелям между гранитными блоками. Кроме того, они повсеместно встречаются на выступающих частях набережных – бордюрах, тумбах и местах их стыков с чугунными решетками, высеченных орнаментах, фигурных изображениях. Особенно активно заселяются элементы набережных, имеющие хозяйственное назначение: швартовочные кольца, знаки, регулирующие движение водного транспорта, сточные трубы, кабели. Наибольшее число видов наблюдается вблизи парков и скверов – потенциальных источников заноса семян и спор, а также около мостов. Как правило, видовое разнообразие выше на теневой стороне набережной.
Рисунок 5. Биодеструкция гранита. Микроколония грибов на поверхности гранита. Сканирующая электронная микроскопия
Среди выявленных видов растений к аборигенной группе относится 72%, а к адвентивной – 28%. Проведенный анализ соотношения жизненных форм показал, что преобладающими являются травянистые многолетние растения (50%), а в пространствах между блоками гранита часто встречаются древесные растения. Растения на набережных могут произрастать как одиночно, так и образовывать сообщества. Наиболее часто встречаемыми являются сообщества Polygonum aviculare L., Lepidium ruderale L., Artemisia vulgaris L., произрастающие на кузнечненских гранитах, и Pohlia nutans (Hedw.) Lindb., Poa pratensis L., Salix caprea L., встречающиеся на гранитах рапакиви.
Рисунок 6. Биодеструкция гранита. Обрастание гранита лишайником из семейства Physciaceae
Антропогенное выветривание включает следующие типы воздействия на камень: атмосферные грязевые наслоения, цементирование дефектов камня, солевые натеки при разрушении межблочного цемента, натеки от окисления металлических конструкций, деформации камня, надписи краской, граффити (рис. 9, 10).
Практически все виды антропогенного выветривания приводят к ускорению механического и химического разрушения. Натеки и поверхностные образования приводят к созданию среды, способствующей проникновению химических веществ в глубь породы. Деформация плит приводит к ускорению в несколько раз процесса механического разрушения (сколы, потери фрагментов). Нанесение различных надписей и знаков на поверхность камня портит эстетическую целостность объекта архитектуры.
Рисунок 7. Биодеструкция гранита. Древесное растение Betula sp. на граните
Проблема разрушения камня вызывает большой интерес у современных архитекторов и дизайнеров, а также у компаний по добыче камня. Наиболее важными вопросами являются:
— оценка долгосрочных изменений камня (цвета и структурно-текстурных особенностей),
— длительность срока службы,
— возможность использования камня для различных строительных целей,
— оценка повреждения камня от температурных перепадов и качества воздуха,
— механическая прочность камня,
— степень биодеструкции и ее зависимость от типа камня,
Рисунок 8. Биодеструкция гранита. Растение Chamaenerion angustifolium (L.) Scop. на граните
— влияние цементирующего материала швов на механическую, химическую и биологическую деструкцию камня.
Несомненно, что анализ механизмов разрушения природного камня требует комплексного подхода, предполагающего использование широкого арсенала современных аналитических методов и применения профессиональных усилий специалистов различных направлений: геологии, минералогии, биологии, физики, химии, материаловедения. Знание факторов и понимание механизмов разрушения гранита позволяет создать методическую основу для правильного выбора камня при строительстве современных и реставрации исторических объектов, а также разработать методы очистки и консервации каменного материала, что позволит сохранить историю, запечатленную в камне для будущих поколений.
Рисунок 9. Антропогенное разрушение. Солевые натеки от разрушения цемента
Рисунок 10. Антропогенное разрушение. Натеки от окисленных металлических конструкций
Булах А.Г., Абакумова Н.Б. Каменное убранство центра Ленинграда. Изд-во ЛГУ, 1987. 145 с.
Булах А.Г. Каменное убранство Петербурга. Этюды о разном. Санкт-Петербург, «Сударыня», 1999, 105 с.
Булах А.Г., Борисов И.В., Гавриленко В.В., Панова Е.Г. Каменное убранство Петербурга. Книга путешествий (5). СПб, «Сударыня», 2004, 235 с.
Тутакова А.Я., Романовский А.З., Булах А.Г., Лир Ю.В. Облицовочный камень Ленинградской области. Граниты Карельского перешейка в современной архитектуре Санкт-Петербурга. СПб, «Русская коллекция», 2011, 80 с.
Тутакова А.Я. Природный камень Карельского перешейка в архитектуре Санкт-Петербурга. СПб, «Русская коллекция», 2014, 88 с.
Оценка состояния гранита в памятниках архитектуры /Ред. Е.Г. Панова, Д.Ю. Власов. СПб: «Наука», 2015, 190 с.
Панова Е.Г., Власов Д.Ю. и др. Биологическое выветривание гранита в условиях городской среды /Биосфера, 2015, т.7, №1, стр. 61-79.