Đá hoa cương

Đá hoa cương, còn gọi là đá granit^[1] (còn được viết là gra-nít,^[2] gờ-ra-nít,^[2] bắt nguồn từ từ tiếng Pháp granite /ɡʁanit/),^[2] là một loại đá mácma xâm nhập phổ biến có thành phần axít. Đá hoa cương có kiến trúc hạt trung tới thô, khi có các tinh thể lớn hơn nằm nổi bật trong đá thì gọi là kiến trúc porphia hay nổi ban. Đá hoa cương có màu hồng đến xám tối hoặc thậm chí màu đen, tùy thuộc vào thành phần hóa học và khoáng vật cấu tạo nên đá. Các khối đá hoa cương lộ ra trên mặt đất ở dạng khối và có xu hướng tròn cạnh khi bị phong hóa. Đá hoa cương đôi khi xuất hiện ở dạng trũng tròn được bao bọc bởi các dãy đồi được hình thành từ quá trình biến chất tiếp xúc nhiệt hay sừng hóa.

Đá hoa cương hầu hết có cấu tạo khối, cứng và xù xì, và được sử dụng rộng rãi làm đá xây dựng. Tỷ trọng riêng trung bình là 2.75 g/cm³ độ nhớt ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn là ~4.5 • 10¹⁹ Pa•s.^[3]

Khoáng vật học[sửa | sửa mã nguồn]

Granit được phân loại dựa trên biểu đồ QAPF dùng cho đá granitoit hạt thô và được đặt tên dựa trên phần trăm của thạch anh, fenspat kiềm (Orthoclas, sanidin, hoặc microclin) và plagiocla trên 1/2 biểu đồ A-Q-P. Granit thực thụ theo khái niệm của thạch học hiện đại chứa cả plagiocla và fenspat kiềm. Khi khối granitoit không có hoặc có ít plagiocla thì đá được gọi là granit kiềm. Khi granitoit chứa nhỏ hơn 10% Orthoclas thì được gọi là tonalit; pyroxen và amphibol là khoáng vật phổ biến trong tonalit. Granit chứa cả muscovit và biotitthì được gọi là granit hai mica. Granit hai mica thường có nhiều fenspat kali và ít plagiocla, thường gọi là granit kiểu S hoặc granit kiểu A. Dạng phun trào có cùng thành phần hóa học với granit gọi là ryolit. Granit nguyên thủy có độ thấm sơ cấp thấp nhưng có độ thấm thứ cấp cao.

Thành phần khoáng vật[sửa | sửa mã nguồn]

Tỷ lệ trung bình của các thành phần khoáng vật trong granit trên thế giới được xếp loại theo phần trăm khối lượng theo thứ tự giảm dần như sau::^[4]

• SiO₂ — 72.04%
• Al₂O₃ — 14.42%
• K₂O — 4.12%
• Na₂O — 3.69%
• CaO — 1.82%
• FeO — 1.68%
• Fe₂O₃ — 1.22%
• MgO — 0.71%
• TiO₂ — 0.30%
• P₂O₅ — 0.12%
• MnO — 0.05%

Dựa trên 2485 kết quả phân tích

Phân bố[sửa | sửa mã nguồn]

Granit được biết như là loại đá cấu tạo nên phần lớn vỏ lục địa của Trái Đất. Granit thường xuất hiện ở dạng khối tương đối nhỏ, nhỏ hơn 100 km² và trong thể batholith, chúng thường đi cùng với các đai tạo núi. Các mạch nhỏ có thành phần giống granit được gọi là mạch aplitvà chúng thường phân bố ở rìa của khối xâm nhập granit. Ở một vài nơi, các khối pegmatit hạt rất thô cũng đi cùng với granit. Granit đã xâm nhập vào lớp vỏ của Trái Đất trong suốt các giai đoạn địa chất, mặc dù đa số trong chúng có tuổi tiền Cambri. Đá granit là đá nền bị phủ bởi hầu hết các đá trầm tích mỏng trong vỏ lục địa.

Ngoài việc phân bố phổ biến trên thế giới, các khu vực được biết đến với các mỏ granit nổi tiếng như: Brasil - Phần Lan - Ấn Độ - Na Uy - Bồ Đào Nha (Chaves - Vila Pouca de Aguiar) - Tây Ban Nha (Galicia - Extremadura) - miền nam châu Phi (Angola - Namibia - Nam Phi - Zimbabwe) - Thuỵ Điển (Bohuslän) - Hoa Kỳ (New Hampshire - Vermont - Minnesota - Bắc Carolina)

Nguồn gốc[sửa | sửa mã nguồn]

Granit là đá xâm nhập được hình thành từ macma. Mácma granit có thể có nhiều nguồn gốc khác nhau và nó thường là các đá xuyên cắt qua các đá khác. Hầu hết các dạng xâm nhập của granit diễn ra trong lớp vỏ Trái Đất ở độ sâu thường lớn hơn 1.5 kilomet cho đến 50 km trong vỏ lục địa mỏng. Nguồn gốc của đá granit rất đa dạng nên cũng sẽ có nhiều cách phân loại khác nhau. Phân loại theo khu vực theo kiểu Pháp, Anh và Mỹ. Các phân loại này dẫn đến các nhầm lẫn bởi vì chúng được phân loại dựa trên những các xác định theo nhiều ý nghĩa khác nhau. Các phân loại chung nhất là 'alphabet-soup' được sử dụng nhiều vì chúng dựa trên nguồn gốc của macma.

Nguồn gốc địa hóa[sửa | sửa mã nguồn]

Các khối granitoit kết tinh từ mácma vì vậy chúng có thành phần gần với điểm eutectic (hay nhiệt độ thấp nhất trên đường cong cotectic). Mácma tiến hóa theo eutectic bởi sự phân dị mácma, hoặc do chúng thể hiện cấp thấp trong một phần mácma nóng chảy. Kết tinh phân đoạn làm giảm hàm lượng sắt, magiê, titan, canxi và natri, và làm giàu kali và silic. Fensapt kiềm (giàu kali) và thạch anh là hai thành phần chính của đá granit.

Quá trình này đề cập đến nguồn gốc của nguồn mácma tạo ra granit, cũng như thành phần hóa học của nó. Tuy nhiên, thành phần và nguồn gốc của mácma tạo granit cũng để lại dấu hiệu về khoáng vật và địa hóa của đá nguồn trước khi tan chảy thành mácma. Thành phần hóa học, cấu trúc và khoáng vật cuối cùng của granit thường khác biệt với nguồn gốc của nó. Ví dụ, granit hình thành từ đá trầm tích nóng chảy có thể có nhiều fenspat kali, trong khi granit kết tinh từ bazan nóng chảy có thể giàu plagiocla. Trên là sự phân loại "alphabet" hiện đại.

Phân loại Alphabet soup[sửa | sửa mã nguồn]

Chappell và White đề xuất phương pháp này lần đầu tiên để chia granit thành hai loại là granit kiểu I và granit kiểu S hay granit có nguồn gốc từ đá trầm tích^[5]. Cả hai loại granit nay đều được hình thành từ sự nóng chảy các đá biến chất cấp cao, hoặc các đá granit hoặc các đá xâm nhập mafic khác, cũng có thể là các đá trầm tích.

Kiểu M hay kiểu manti cũng được xếp loại sau này để chỉ các đá granit kết tinh từ mácma mafic có nguồn gốc chắc chắn là từ manti. Loại này rất hiếm gặp bởi vì rất khó để chuyển từ bazan thành granit thông qua quá trình kết tinh phân đoạn.

Granit kiểu A- hay còn gọi là granit tạo sơn được hình thành bên trên các hoạt động phun trào núi lửa kiểu "điểm nóng" và khác nhau về đặc điểm khoáng vật học và địa hóa. Các loại granit này được hình thành từ sự nóng chảy của phần bên dưới vỏ Trái Đất trong các điều kiện rất khô (không có dung dịch tham gia). Các đá ryolit ở Yellowstone caldera là các ví dụ về đá có thành phần tương tự với granit kiểu A.^[6][7]

Granit hóa[sửa | sửa mã nguồn]

Theo thuyết loại trừ phổ biến trước đây, sự granit hóa chỉ granit được hình thành tại chỗ bởi biến chất trao đổi bằng dung dịch mang đến các nguyên tố như kali và loại bỏ các nguyên tố khác như canxi trong đá biến chất để tạo thành granit. This was supposed to occur across a migrating front. Việc tạo ra granit từ đá biến chất được nung nóng là rất khó, nhưng có thể quan sát quá trình tạo ra đá amphibolit và granulit. Sự granit hóa và tan chảy bởi quá trình biến chất là rất khó nhận biết trừ khi cấu tạo leucosome và melanosome có mặt trong các đá gơnai. Khi đá biến chất bị nóng chảy nó sẽ không còn là đá biến chất mà là mácma, vì vậy các đá thể hiện dấu hiệu chuyển tiếp giữa hai loại đá, nhưng lúc này đá granit không nhất thiết là phải xuyên cắt vào các đá khác. Trong tất cả các trường hợp, sự nóng nảy đá ở dạng rắn cần nhiệt độ cao, và cũng có nước và các chất dễ bay hơi khác có vai trò làm chất xúc tác để làm giảm nhiệt độ hóa rắn của đá.

Dâng lên và tan chảy[sửa | sửa mã nguồn]

Dâng lên và tan chảy tạo ra một lượng lớn granit trong phần trên trong vỏ lục địa, và cũng là đối tượng tranh cãi của các nhà địa chất. Do các cơ chế mà họ đưa ra thiếu các dấu hiện ngoài thực tế, vì họ chỉ dựa chủ yếu trên các giả thuyết từ các số liệu mà họ thu thập được. Có hai giả thuyết chính về sự dâng lên của mácma trong vỏ Trái Đất:

• (Stokes Diapir): là dạng một khối mácma xâm nhập và phá hủy các đá nằm trên nó
• Fracture Propagation