Гранит-рапакиви

Гранит-рапакиви — это разновидность гранита, характеризующаяся специфической текстурой, при которой крупные кристаллы калиевого полевого шпата (ортоклаза или микроклина) окружены каймой из плагиоклаза (обычно олигоклаза), а основная масса породы сложена средне- или мелкозернистым агрегатом кварца, полевых шпатов и слюд. Название происходит от финского слова «рапакиви» (rapakivi), что означает «гнилой камень» — из-за склонности породы к выветриванию и образованию щебнистых россыпей. Гранит-рапакиви является характерной породой Балтийского щита, особенно распространён в Финляндии, Швеции, Карелии и Ленинградской области России.

История открытия и изучения

Первое научное описание гранита-рапакиви было сделано в 1780-х годах финским геологом Йоханом Гадолином, который обратил внимание на необычную структуру породы, встречающейся в окрестностях Выборга. В XIX веке шведский геолог Андерс Эрстедт предложил термин «рапакиви» для обозначения этой разновидности гранита. В 1858 году финский учёный Йохан Якоб Седергольм детально описал петрографию породы и выделил её основные типы.

В России систематическое изучение гранита-рапакиви началось в конце XIX — начале XX века в связи с геологической съёмкой Карельского перешейка. Значительный вклад в исследование внесли геологи В. М. Тимофеев, А. А. Полканов и Н. Г. Судовиков. В 1930-х годах советский петрограф Д. С. Коржинский разработал теорию происхождения рапакиви, связав её с процессами магматической дифференциации и ассимиляции.

В XX веке гранит-рапакиви стал объектом детальных геохимических и изотопных исследований, позволивших определить его возраст (1,5–1,7 млрд лет) и установить связь с внутриплитным магматизмом в протерозое.

Геологическое распространение

Гранит-рапакиви встречается преимущественно в пределах Балтийского щита, где образует крупные массивы (батолиты) площадью до нескольких тысяч квадратных километров. Основные районы распространения:

Финляндия — Выборгский массив (район Выборга, Хамина, Коувола), массивы на юго-западе страны (Турку, Сало).
Россия — Карельский перешеек (Ленинградская область), побережье Ладожского озера, острова Финского залива (Гогланд, Мощный, Соммерс).
Швеция — массивы на юго-востоке (Сёдерманланд, Эстергётланд).
Украина — отдельные проявления в Украинском щите (Коростенский массив).

За пределами Балтийского щита аналогичные породы известны в Канаде (провинция Онтарио), Бразилии (штат Минас-Жерайс) и Австралии (Западная Австралия), однако они менее распространены.

Петрографическая характеристика

Минеральный состав

Гранит-рапакиви относится к семейству гранитов и содержит:

Калиевый полевой шпат (ортоклаз, микроклин) — 40–60% объёма, образует крупные (до 5–10 см) идиоморфные кристаллы.
Плагиоклаз (олигоклаз, андезин) — 10–20%, образует кайму вокруг кристаллов калиевого полевого шпата.
Кварц — 20–30%, в основной массе породы, часто с волнистым погасанием.
Биотит — 5–10%, реже мусковит, амфиболы (роговая обманка).
Акцессорные минералы — циркон, апатит, магнетит, титанит, флюорит.

Текстурные особенности

Главная отличительная черта гранита-рапакиви — овоидная текстура: крупные (овальные или округлые) кристаллы калиевого полевого шпата (овоиды) окружены тонкой (0,5–2 мм) каймой плагиоклаза. В некоторых разновидностях овоиды имеют двойную кайму — внутреннюю из плагиоклаза и внешнюю из кварца. Размер овоидов варьирует от 1 до 10 см, реже до 20 см. Основная масса породы — средне- или мелкозернистая, с равномерным распределением минералов.

Разновидности

По структуре и составу выделяют несколько типов гранита-рапакиви:

Выборгский рапакиви — классический тип с крупными овоидами (до 5–8 см) и розовато-серой окраской.
Ладожский рапакиви — более мелкозернистый, с овоидами до 2–3 см, зеленовато-серого цвета.
Питерлакский рапакиви — с двойной каймой овоидов, характерен для массива Питерлак (Финляндия).
Порфировидный рапакиви — овоиды менее выражены, порода напоминает обычный порфировидный гранит.

Происхождение

Гранит-рапакиви образуется в результате кристаллизации кислой магмы на глубине 5–15 км при температурах 700–800 °C и давлении 2–4 кбар. Существует несколько гипотез его происхождения:

Магматическая гипотеза (Д. С. Коржинский, 1940-е годы) — овоиды формируются при кристаллизации калиевого полевого шпата в условиях пересыщения магмы калием, а кайма плагиоклаза возникает при последующем изменении состава расплава (снижении содержания калия и повышении натрия).
Метасоматическая гипотеза (А. А. Полканов, 1950-е годы) — овоиды образуются в результате метасоматического замещения более ранних пород калиевым полевым шпатом.
Седиментационно-магматическая гипотеза (Н. Г. Судовиков, 1960-е годы) — рапакиви возникает при частичном плавлении осадочных пород, богатых калием.

Современные исследования (изотопная геохронология, геохимия редкоземельных элементов) подтверждают магматическую гипотезу: рапакиви формируется из гранитной магмы, обогащённой калием и фтором, при кристаллизации в условиях пониженной вязкости расплава. Возраст большинства массивов — 1,5–1,7 млрд лет (протерозой), что связывают с внутриплитным магматизмом в период распада суперконтинента Нуна.

Физико-механические свойства

Гранит-рапакиви обладает следующими характеристиками:

Плотность — 2,6–2,7 г/см³.
Пористость — 0,5–1,5% (низкая).
Прочность на сжатие — 120–180 МПа (в сухом состоянии), 90–140 МПа (в водонасыщенном).
Морозостойкость — 100–300 циклов (F100–F300).
Водопоглощение — 0,1–0,4%.
Твёрдость по шкале Мооса — 6–7.

Из-за наличия крупных овоидов и каймы плагиоклаза прочность рапакиви несколько ниже, чем у обычных гранитов (например, у гранита-рапакиви Выборгского массива прочность на сжатие составляет 140–160 МПа, тогда как у гранита «Кашина Гора» — 180–200 МПа). Однако порода хорошо поддаётся обработке (полировке, шлифовке) и обладает высокой декоративностью.

Применение

Строительство и архитектура

Гранит-рапакиви широко используется как облицовочный и строительный камень. Благодаря розовато-серой или красноватой окраске и крупнозернистой текстуре он ценится в архитектуре. Примеры использования:

Здания — облицовка фасадов, цоколей, колонн. В Санкт-Петербурге из рапакиви выполнены цоколи Исаакиевского собора, Казанского собора, здания Главного штаба.
Мосты — гранит-рапакиви использован при строительстве Троицкого моста (Санкт-Петербург), моста Александра Невского.
Памятники — постамент памятника Петру I («Медный всадник») выполнен из Выборгского рапакиви (Гром-камень — монолит из рапакиви, доставленный из Финляндии).
Набережные — гранитные набережные Невы, каналов Санкт-Петербурга частично сложены из рапакиви.
Интерьеры — полы, лестницы, подоконники, столешницы.

Ландшафтный дизайн

Порода применяется для мощения дорожек, создания подпорных стенок, альпийских горок, декоративных валунов.

Производство щебня

Из-за относительно низкой прочности рапакиви реже используется для производства щебня, но применяется в дорожном строительстве (основания дорог, отсыпка) и производстве бетона.

Памятники и скульптура

Гранит-рапакиви легко поддаётся резьбе, поэтому используется для изготовления надгробий, обелисков, скульптур. В Финляндии из рапакиви выполнены многие памятники и мемориалы.

Экологические аспекты

Гранит-рапакиви не содержит радиоактивных минералов в концентрациях, превышающих фоновые значения (радиоактивность 15–30 Бк/кг, что соответствует нормам для строительных материалов). Однако при добыче и обработке образуется значительное количество пыли (кремнезём), что требует использования средств защиты органов дыхания. Карьеры по добыче рапакиви (например, в Выборгском районе Ленинградской области) могут оказывать воздействие на ландшафт и грунтовые воды, но при соблюдении природоохранных норм это воздействие минимизируется.

Интересные факты

Гром-камень, послуживший постаментом для «Медного всадника», весит около 1250 тонн и является крупнейшим монолитом, перемещённым человеком в XVIII веке. Он был найден в 1768 году в окрестностях деревни Лахта (Финляндия) и доставлен в Санкт-Петербург по воде.
В Финляндии гранит-рапакиви считается национальным камнем. Из него построены многие исторические здания Хельсинки (например, Успенский собор, здание парламента).
В 2010 году на острове Гогланд (Финский залив) был обнаружен массив рапакиви с уникальными овоидами размером до 20 см — один из крупнейших в мире.
Гранит-рапакиви использовался при строительстве Московского метрополитена (станции «Площадь Революции», «Курская») и здания МГУ на Воробьёвых горах.
В Карелии существует памятник природы «Гранитный карьер Рапакиви» (вблизи посёлка Кузнечное), где можно наблюдать обнажения породы.

Источники

Геологический словарь. — М.: Недра, 1978. — Т. 2.
Коржинский Д. С. Граниты рапакиви и их происхождение. — М.: Изд-во АН СССР, 1940.
Полканов А. А. Петрология гранитов рапакиви. — Л.: Наука, 1967.
Судовиков Н. Г. Магматизм и метаморфизм Балтийского щита. — М.: Наука, 1975.
Шиманский А. А. Граниты рапакиви: геология, петрология, геохимия. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2005.
Государственный геологический музей им. В. И. Вернадского. Коллекция горных пород. — М., 2012.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →