Граниты составляют основную массу верхней части кристаллического фундамента континентальной земной коры, образуя гранитный слой. Они формировались на протяжении всей истории планеты с начальных стадий ее развития. Выделяют два механизма образования гранитов: из магматических очагов и из расплавов пород, слагающих земную кору. В зависимости от генезиса граниты залегают в недрах в виде интрузий различных размеров и конфигураций.
Генезис месторождения
Образование гранитов связано с магматической деятельностью в недрах и возможно несколькими способами.
По механизму действия их можно объединить в 2 категории: генезис из внедряющихся в земную кору масс магмы и формирование из плавящихся под влиянием магматических очагов либо прочих источников тепла различных вмещающих пород.
Далее представлена генетическая классификация Чаппела и Уайта, дополненная Коллинзом и Валеном, считающаяся основной для гранитов.
- Дифференциаты толеит-базальтовых магм (M).
- Дифференциаты щелочно-базальтоидных магм и продукты плавления нижнекоровых гранулитов (A). Исходный материал во втором случае – кварц-полевошпатовые породы, преобразованные щелочными растворами, и, возможно, изначально являющиеся твердыми остатками от ранних проявлений плавления (В.С. Попов, 1997).
- Продукты плавления метамагматических субстратов (I). По мнению В. С. Попова (1997), метамагматические субстраты представлены низкокалиевыми гранитами, сформированными на ранних этапах развития планеты (в нижнем архее) и составляющими значительную часть континентальной коры. Их называют первичнокоровыми P-гранитами. Эти породы, по мнению автора, образовались путем плавления магматических пород нижней части континентальной коры, сформированных из вещества верхней мантии, либо в результате дифференциации хондритового протопланетного вещества.
- Продукты плавления метаосадочных субстратов (S). Исходные образования представлены метаморфизованными осадочными кварц-полевошпатовыми породами.
В любом случае первоисточником для формирования гранитов служат гранитные магмы, образование которых возможно двумя путями: дифференциацией малокремнекислых магм с удалением при кристаллизации тугоплавких твердых фаз и частичным плавлением кварц-полевошпатовых пород различного генезиса (В.С. Попов, 1997). Таким образом, первый механизм приводит к формированию гранитов M и A, второй – I и S.
К тому же встречается классификация гранитов на перемещенные и неперемещенные, основанная на соответствии мест их образования и мест формирования исходных расплавов. Неперемещенные породы образовались на месте формирования магмы или вблизи него путем ее затвердения, перемещенные – продукт магматических расплавов, мигрировавших из мест зарождения в глубинных коровых слоях, и их воздействия на вмещающие породы. Таким образом, магмы неперемещенных гранитов изначально расположены выше по разрезу, но более высокотемпературные магмы перемещенных разностей поднимаются из нижележащих слоев в более высокие в сравнении с первыми. Перемещенные граниты обычно однородны и слагают крупные тела, в то время как неперемещенные представлены мелкими интрузиями, внедренными в массивы других пород, формируя в совокупности с ними мигматиты (В.С. Попов, 1997).
Можно провести соответствие между категориями из этих двух систем. Дифференциация магм ведет к формированию неперемещенных гранитов с тех же местах в виде относительно небольших, неоднородных интрузий. Воздымающиеся из глубин магмы приводят к плавлению участков земной коры, сложенных различными породами, в результате чего формируются крупные, однородные тела перемещенных гранитов.
Следует отметить, что классификация Чаппела – Уайта с последующими ее дополнениями объединила две отдельно развивающиеся ранее идеи о возникновении гранитов: путем дифференциации магмы и путем плавления участков земной коры.
Формирование гранитов происходило на всем протяжении развития планеты: с нижнего архея до нижнего плейстоцена. Образование гранитов обычно считается заключительной стадией эволюции верхней части литосферы: от хондритов к гранитам через ряд промежуточных этапов (гранитизация или сиализация земной коры) (В.С. Попов, 1997, С.Ю. Колодяжный и др., 2000).
Месторождения
Территориально месторождения гранитов приурочены к проявлениям гранитного магматизма, характерным для тектонически активных зон: участков коллизии континентальных плит, активных континентальных окраин, меньше для островных дуг. В зоне срединно-океанических хребтов образование гранитов проявляется слабо. К тому же на территориальном распределении сказывается генезис: толеит-базальтовые и метатолеитовые разности (M) приурочены к зонам СОХ и древним офиолитоам, щелочно-базальтоидные граниты (A) встречаются у континентальных рифтов и океанических островов, а их подвид, связанный с плавлением гранулитов, относится к тектонически спокойным обстановкам платформенных участков.
Распространение по разрезу определяется, прежде всего, способом образования. Так, четко проявляется дифференциация по уровням кристаллического фундамента земной коры для гранитов, сформированных в результате плавления других пород. Продукты метаосадочных субстратов (S) принадлежат к верхнекоровому супракрустальному уровню, породы из метамагматических субстратов (I) – к более глубинному инфракрустальному. Также к глубинным слоям коры относятся граниты-продукты плавления гранулитов (A), приуроченные к горячим точкам в нижней части кристаллического фундамента.
В целом граниты распространены преимущественно в верхней части континентальной коры, где составляют около 80% магматических пород – гранитный слой (В.С. Попов, 1997).
Залежи гранита в основном представлены интрузивными телами различных размеров и форм в виде даек, штоков, лакколитов, жил, батолитов и др. Реже встречаются пластообразные тела, разделенные слоями других пород. К тому же встречаются бесформенные массивы протяженностью в десятки – сотни км, переходящие в поля гранито-гнейсов и мигматитов.
Для разработки наиболее подходят крупные интрузии, представленные батолитами площадью в несколько км и мощностью до 4 км. Наиболее благоприятными условиями для добычи отличаются массивы гранита на участках выхода кристаллического фундамента к поверхности.
Ввиду полиминерального состава и различных способов генезиса гранитов наблюдаются существенные колебания в составе и свойствах породы в зависимости от условий образования. Поэтому для них, как и для известняков и мраморов, проявляется региональная специфика. Отличие гранитов от названных пород в контексте неоднородности состоит в отсутствии дифференциации состава и свойств породы по разрезу в пределах одного массива – магматические тела относительно однородны (даже граниты мигматитов, с учетом их инъекционного внедрения между слоями других пород).
Региональная специфика гранитов подобно известнякам основывается на ряде характеристик, учитываемых при определении потенциальных возможностей применения пород. К ним относят твердость, прочность, пористость, устойчивость к истиранию (для строительной отрасли), эстетические свойства: окраску, текстуру (для отделочной сферы), состав (для добывающей отрасли).