Nas przy tym nie było!

KAMIEŃ NATURALNY
Nas przy tym nie było!
Od magmy do granitu
Granit to produkt krystalizacji magmy – twierdzą magmatyści.
Granit powstał z różnych skał znajdujących się w skorupie ziemskiej
bez przejścia w stan magmy – twierdzą transformiści.
T
e dwie rozbieżne koncepcje od kilku
wieków próbują godzić inni naukowcy, nazwijmy ich umiarkowanymi.
Umiarkowani magmatyści twierdzą, że granit powstaje zarówno przez różnicowanie
się magmy bazaltowej, jak i upłynnienie
starszych granitów lub też innych skał o
składzie podobnym do granitów, zanurzonych w głębsze części skorupy ziemskiej.
Powstają wówczas tzw. granity odrodzone,
czyli palingenetyczne.
Umiarkowani transformiści uznają magmę granitową, która poprzez swoje intruzje
z emanacjami ciekłymi i gazowymi oddzia-
łuje na otoczenie, tworząc skały podobne
do granitów.
Przedstawiony spór jest jedną z głośnych,
klasycznych konfrontacji poglądów naukowych w historii geologii. Dziś powszechnie
uznaje się, że najważniejszą rolę w powstawaniu granitów odgrywają procesy magmowe, dlatego przyjrzymy się tu procesom
krzepnięcia magmy, a więc narodzin skał
magmowych.
Najpierw była magma
Bardzo ważne jest wyjaśnienie pojęcia
magmy. Otóż słowo to, pochodzące z języ-
Granity Tatr Wysokich pochodzą z okresu hercyńskiego, choć góry zostały wypiętrzone i sfałdowane w okresie orogenezy alpejskiej.
Na zdjęciu mur Hrubego (2428 m n.p.m.) i Krywań (2494 m n.p.m.)
36
ka greckiego, w swobodnym tłumaczeniu
oznacza gęste mazidło. W naukach geologicznych oznacza gorącą, stopioną mieszaninę krzemianów, tlenków i siarczków,
z domieszką wody i gazów. Magma może
przeciskać się przez wyżej ległe masy skalne. Zastygając głęboko, tworzy skały plutoniczne (głębinowe), blisko powierzchni
ziemi – subwulkaniczne, a na powierzchni
– wulkaniczne.
Większość skał magmowych to skały
plutoniczne. Wyniesione przez ruchy tektoniczne ku górze i odsłonięte przez erozję
masywy skał plutonicznych mają znacznie
większy udział przestrzenny w strukturach
geologicznych niż produkty wulkaniczne.
Głównymi składnikami magmy są tlenki:
krzemu SiO2 (krzemionka), glinu Al2O3 (glinka), żelaza FeO, magnezu MgO, wapnia CaO,
sodu Na2O i potasu K 2O. Ich ilości są różne.
W trakcie zastygania magmy jej składniki łączą się ze sobą w postaci krystalicznych minerałów. Wśród nich najpowszechniejszymi
są krzemiany: skalenie potasowe (ortoklaz
i mikroklin), skalenie sodowo-wapniowe
(plagioklazy), kwarc, mika jasna (muskowit),
mika ciemna (biotyt), pirokseny i amfibole.
Chociaż procesu powstawania skał plutonicznych nie możemy obserwować bezpośrednio, kolejność krystalizacji możemy
odczytać w mikroskopie polaryzacyjnym na
podstawie wzajemnego stosunku poszczególnych minerałów. W procesie krystalizacji
magmy wyodrębnia się trzy fazy: krystalizację wstępną, główną i resztkową.
nowy Kamieniarz
Marzec/Kwiecień | NR 25 | 2/2007
www.nowykamieniarz.pl
KAMIEŃ NATURALNY
Krystalizację magmy rozpoczynają na
ogół minerały ciemne, ubogie w krzem, lecz
zasobne w żelazo i magnez (oliwiny i pirokseny). Jako cięższe opadają one w dolne
części zbiornika magmowego, gdzie się koncentrują. W ten sposób powstają złoża rud
żelaza i tytanu. Razem z nimi wydzielają się,
w odpowiednich minerałach: chrom, nikiel,
platynowce, wanad. W końcowym stadium
wstępnej krystalizacji, a następnie w czasie
krystalizacji głównej wydzielają się przede
wszystkim plagioklazy, a pierwotna magma
ulega przekształceniu w diorytową. Magma,
wskutek wyczerpania się części składników,
ulega przekształceniu w granodiorytową, a
ta w granitową. Proces krystalizacji głównej
kończą skały kwaśne, jaśniejsze, zasobne w
krzem, sód i potas.
Wzrastająca koncentracja składników lotnych powoduje obniżenie lepkości magmy.
Może ona łatwo wciskać się w spękania skał
powstałych na etapie krystalizacji głównej
oraz w strefie spękanych skał osłony masywu. Niska lepkość ułatwia też powstanie dużych kryształów.
Nieco o pegmatytach
W stopie resztkowym magmy początkowo jeszcze jest znaczna ilość krzemionki,
glinki oraz tlenków sodu i potasu. Krystalizują więc takie same minerały, z jakich składa
się granit, choć są one inaczej wykształcone.
Ten etap krystalizacji nazywa się krystalizacją pegmatytową, a powstające utwory
żyłowe lub gniazdowe to pegmatyty. Kryształy są duże, niekiedy gigantyczne, osiągają
niekiedy rozmiary do kilkunastu metrów i
masę do kilkudziesięciu ton. Obok wielkich
kryształów kwarcu, skaleni i łyszczyków krystalizują się również minerały pierwiastków
rzadkich, przy czym niektóre z nich mają
duże znaczenie praktyczne: muskowit, beryl, turmalin, topaz, spodumen, lepidolit,
fluoryt, apatyt, a także minerały toru, niobu,
tantalu, wolframu, molibdenu, niekiedy uranu, miedzi i złota.
Kryształami rekordzistami znalezionymi
w pegmatytach są m.in. kryształy kwarcu
długości nawet 7,5 m (Madagaskar), spodumenu w złożu Etta (USA) długości 10-14 m i
1-2 m w przekroju poprzecznym, berylu do
5,5 m i wagi do 18 t (użyte jako słupy przy
bramach wjazdowych), turmalinu 2-3 m,
topazu o wadze do 60 kg. Kryształy mikro-
38
Struktury granitów w mikroskopie (kolejno: granit biotytowy, hornblendowo-biotytowy, ciemna droboziarnista enklawa w granicie)
klinu w żyłach pegmatytowych Norwegii
osiągają ciężar 100 t. W Górach Ilmeńskich
na Uralu (na zachód od Czelabińska) istniał
łom w jednym krysztale szlachetnego amazonitu. Tabliczki biotytu z Evje (Norwegia)
miały średnicę 7 m, a flogopit z kanadyjskiego stanu Ontario występuje w kryształach o
masie 90 ton. W jednym krysztale skalenia
w Finlandii został założony kamieniołom, a
kryształy dymnego kwarcu z Uralu ważą do
2 ton przy długościach 1–2 m.
W Polsce utwory pegmatytowe są znacznie skromniejsze. Występują przede wszyst-
- inne 2%.
Najtwardszym składnikiem granitu jest
kwarc (7 w skali Mohsa). Nieco mniejszą
twardość mają skalenie (6) w obu spotykanych odmianach, tj. skaleniu potasowym
(ortoklaz i mikroklin) i sodowo-wapniowym (plagioklaz). Łyszczyki są minerałami
miękkimi (twardość 2) i występują w postaci blaszek ciemnych (biotyt) lub jasnych
(muskowit). Miki można stosunkowo łatwo
wydłubać ze skały scyzorykiem, szpilką lub
lancetem.
Granity stare, w średnim wieku i młode
W skorupie ziemskiej udziały wagowe
poszczególnych minerałów przedstawiają się następująco:
- skalenie 58,0%
- kwarc 12,5%
- pirokseny 12,0%
- łyszczyki 3,5%
- oliwiny 2,6%
- amfibole 1,7%
- minerały ilaste 1,0%.
Na krzemiany przypada łącznie 91,3 %
masy skorupy ziemskiej.
kim wśród granitów strzegomskich. Właśnie
stamtąd pochodzi największy zachowany w
Polsce kryształ kwarcu dymnego (długość 1
m, waga 60 kg), którym chlubi się Muzeum
Mineralogiczne Uniwersytetu Wrocławskiego. W czasach II Rzeczypospolitej znaleziono w pegmatytach wołyńskich kryształy
morionu o długości 2 m i ciężarze 10 ton.
Granity powstają w różnej relacji czasowej względem ruchów tektonicznych, ale
duża ich część jest związana z maksymalnymi fazami ruchów górotwórczych. Można
zatem je podzielić na kilka grup wiekowych:
1 – prekambryjskie, starsze niż ok. 570 mln
lat – występują w formie dużych masywów
na tarczach krystalicznych Fennoskandii,
Kanady, Wołyńsko-Ukraińskiej i in.;
2 – kaledońskie (ok. 500 – 400 mln lat), znane m.in. z pasm orogenicznych Norwegii;
3 – hercyńskie lub waryscyjskie (ok. 350
– 280 mln lat) – głównie w starych, zerodowanych pasmach orogenicznych Europy
(Sudety i Masyw Czeski, Masyw Centralny,
Masyw Armorykański, Półwysep Iberyjski);
4 – alpejskie (ok. 130 – 65 mln lat) – do tej
grupy należą granity młodych, alpejskich
pasm górskich (np. Himalaje); trzeba jednak
zaznaczyć, że niektóre granity w takich młodych górach (np. nasze granity tatrzańskie)
są starsze – np. waryscyjskie.
Od magmy granitowej do granitu
Zastygnięta magma granitowa, a więc
znany nam granit, posiada inny skład mineralny niż przeciętny dla skorupy ziemskiej.
Pokazuje to poniższa tabela:
- skalenie (potasowy i plagioklazy 58%
- kwarc 32%
- łyszczyki (miki) i inne krzemiany 7%
- pirokseny i amfibole 1%
Zajrzyjmy do wnętrza granitu
Granit ma strukturę ziarnistą, jawnokrystaliczną. Oznacza to, że wszystkie jego
główne składniki można rozpoznać gołym
okiem. Przyjmuje się, że w strukturze gruboziarnistej średnica ziaren przekracza 5 mm,
średnioziarnistej 2 mm, a mniejsze charakteryzują strukturę drobnoziarnistą.
nowy Kamieniarz
Marzec/Kwiecień | NR 25 | 2/2007
www.nowykamieniarz.pl
KAMIEŃ NATURALNY
Granit porfirowaty z różowym skaleniem potasowym
Granit rapakivi; nabrzeże Newy, Petersburg
Enklawa (wtrącenie) gnejsu w granicie średnioziarnistym; Strzelin
Granit o strukturze pismowej (obraz mikroskopowy)
40
W zależności od wzajemnych relacji poszczególnych ziaren wyróżniamy strukturę
równoziarnistą i nierównoziarniste: porfirowatą (grubszą) i porfirową (drobniej
ziarnistą). Szczególnym przypadkiem są
rzadko występujące struktury pismowe.
Granity pismowe posiadają kryształy skaleni
poprzerastane zorientowanymi i wydłużonymi kryształami kwarcu. Granity o strukturze pismowej, podobnej do pisma hebrajskiego, znane są z Wołynia (Jasnohorka w
dawnym powiecie sarneńskim), z półwyspu
Kola, Karelii i Finlandii.
Niezwykle dekoracyjne, lecz rzadko występujące są też tzw. granity orbikularne,
zbudowane ze sferycznych skupień mineralnych – kulistych agregatów czyli sferolitów.
- miejsce pochodzenia.
Glosariusz naukowych i technicznych terminów używanych do określenia kamieni,
testów, metod i klasyfikacji kamieni naturalnych zawiera norma EN – 12670 – Terminologia.
Określenie petrograficzne zostało w normie zrównane pod względem ważności z
obowiązkowymi badaniami cech fizykomechanicznych. Teoretycznie takie badania mogłyby być przeprowadzane przez
zakładowe laboratoria przy kopalniach. W
praktyce mogą być wykonywane w laboratoriach wyspecjalizowanych w testowaniu
kamieni i wyrobów kamieniarskich zgodnie
z normami unijnymi.
Mamy nadzieję, że obowiązek stosowania norm zakończy drukowanie źle lub
Granit w katalogach i ofertach firm
nonszalancko, lecz za to bardzo kolorowo,
Przeglądając setki katalogów kamienia, przedstawianych i opisywanych materiałów
prospektów, folderów i ofert firm docho- kamiennych pod hasłem „byle sprzedać”.
dzimy do wniosku, że w większości przy- Ochroni jednocześnie branżę przed niepopadków są one świadectwem ignorancji trzebnym ośmieszeniem choćby przed geoich bezimiennych autorów. Wpadki dotyczą logami, a nawet architektami, historykami
także, a może przede wszystkim, właśnie sztuki i konserwatorami zabytków, wśród
granitów. Ma to źródło w bardzo zróżnico- których jest wielu naprawdę znających się
wanym poziomie wiedzy geologicznej. Co na kamieniu. Nie ulega wątpliwości, że wiewięcej, nakłada się na ten problem przemoż- dza petrograficzna jest niezbędna do tego,
na chęć wspomnianych autorów do skrótów by ludzie branży kamienia budowlanego
myślowych i nieuzasadnionych uproszczeń mogli swobodnie poruszać się w obszarach
w przedstawianiu oferty lub informacji han- swojej działalności zawodowej. Nie do podlowej. Do najczęstszych błędów należy myślenia, a wręcz kompromitująca jest syunikanie prawidłowych nazw petrograficz- tuacja, gdy klient wie więcej o kamieniu niż
nych. Do działu granitów są nagminnie włą- sprzedający.
czane skały, które na pewno granitami nie
Przy okazji poruszonego wyżej tematu
są: gnejsy, migmatyty, dioryty, sjenity, ga- należy przypomnieć ciągle aktualną sprawę
bra, labradoryty, granulity, tonality, fojality, pilnego opanowania dowolności w nazwach
porfiry czy andezyty. W dziale marmurów i handlowych, zwłaszcza nowych materiałów
innych skał metamorficznych do rażących z kamiennych. Są przypadki zwyczajnego
punktu widzenia wiedzy geologicznej nale- podkradania znanych nazw na rynku każy nazywanie marmurami wapieni (łącznie z mienia, co jest obyczajem godnym sankcji.
wapieniami lekkimi i trawertynami), serpen- Temat ten wykracza jednak poza ramy tego
tynitów, a nawet kwarcytów, konglomera- artykułu. 
tów naturalnych itp. Czy da się ten bałagan
Henryk Walendowski
opanować? Otóż pojawiła się szansa, że maZdjęcia: Andrzej Kryza, Szymon Paź
teriały skalne będą nazywane prawidłowo,
z udziałem petrografów i ich laboratoriów
Literatura:
badawczych. Światło w tunelu to norma EN 1. Bolewski A., Parachoniak W.: Petrografia.
– 12407 – Badania petrograficzne, która już Wydawnictwa Geologiczne. Warszawa 1982
obowiązuje. Każdy kamień naturalny ma 2. Materiały sympozjum „Nowe europejskie
mieć opis zawierający:
normy kamieniarskie”. Wrocław 15.11.2003
- tradycyjną nazwę,
3. Sylwestrzak H., Od krzemienia do piezo- nazwę naukową,
kwarcu. Wydawnictwo Naukowe PWN War- charakterystyczny kolor,
szawa 2000.
nowy Kamieniarz
Marzec/Kwiecień | NR 25 | 2/2007
www.nowykamieniarz.pl