Роль природных материалов в жизни человека

Камень  служил человеку на протяжении многих тысячелетий. Красота камня, его причудливые формы всегда удивляли первобытного человека, заставляли верить в его магические силы. Способность камня хорошо подвергаться обработке, стала важным фактором в дальнейшей эволюции человека.  Камень стал для человека средством познания мира, был орудием труда, защиты, нападения, а главное дал возможность жить в каменных пещерах. Человек смог «приручить» для своих целей кремень, нефрит, обсидиан, яшму, базальт, диабаз, кварциты, мраморы, граниты и др. Наряду с камнем,  доисторический человек умело использовал кости и рога животных, дерево, занимался скульптурой и живописью.

В Музее Землеведения представлена тематическая выставка «Роль природных материалов в жизни человека», благодаря которой посетители смогут увидеть, как использовал в своих целях камень и др. материалы доисторический и современный человек.

rol1 rol2 rol3

Начиная с палеолита (древнего каменного века – отрезок времени, от 800 и до 10 тысяч лет до нашей эры), древние люди изготовляли каменные орудия. Преимущественно это были кремневые орудия и отбросы кремня, получавшиеся при их изготовлении.  По началу орудия этой эпохи имели однообразную миндалевидную форму, к одному концу заостренную, а к другому – округленную, и приготовлены из кремневых галек путем грубой обивки. Например, топоры длиной 26-28 см и весом 2 кг не имели рукоятки, и человек пускал их в дело, просто зажав в кулаке. Позже стали появляться кремневые ручные рубила, которые примитивно обрабатывались оббивкой и сколами и преобретали вытянутую овальную форму с приострёнными боковыми гранями.

По мере совершенствования орудий труда, начали появляться наконечники копья. Они подвергались уже более тщательной обработке путем отжима тонких чешуек. Наиболее типичной формой этих орудий являлось острие в виде лаврового листа, которое вероятно служило наконечником, прикреплявшимся к древку и образовывав таким образом первобытное копье. Одновремено с наконечником появились многочисленные специализированные орудия – скребки, резцы, проколки и др. Скребки необходимы были тогдашнему человеку для очищения шкур, а шила служили вероятно уже для шитья. К концу палеолита появились наконечники стрел.

В индустрии первобытного человека важную роль сыграл новый материал – кость, главным образом оленья; из нее приготовляли различные охотничьи принадлежности: наконечники стрел, копий, гарпуны; из кости или же на ней вырезались различные человеческие фигуры, фигуры мамонта, оленя.

Неолитическая эпоха(новый каменный век – период 3-го и половину 2-го тысячелетия до нашей эры) представлена полированными орудиями из кремня, а также из более мягких пород, глиняной посудой и др. Глиняная посуда того времени изготовлялась без гончарного круга. Преобладали крупные высокие сосуды, с острым или круглым дном. Они украшались разнообразными ямками и отпечатками различных штампов. Помимо старых палеолитических форм орудий – наконечников стрел и копий, скребков, скребел, проколок – впервые появляются шлифовальные орудия, топора, тесла, долота из сланца и других мягких горных пород, легко поддающихся шлифовке. Наряду с каменными орудиями в эпоху неолита широко применялись орудия из кости и рога – гарпуны, иглы, шилья. В конце неолита появляются специальные мастерские по изготовлению каменных орудий. Они располагались вблизи выходов кремня или других горных пород, пригодных для изготовления орудий (обсидиан, кварц, сланец), и содержали огромные скопления незаконченных орудий и отбросов, образующихся при их производстве.

rol4 rol5 rol6
Скол из кремня, стоянка Ковальцы, Гродненский р-н Орудие труда (топор), Краснодарский край Топор каменный из диорита,  Жлобинский р-н, д. Нивы

 

Бронзовому веку предшествовал медный век, иначе халколит, или энеолит, - переходный период от камня к металлу ил же от неолита к бронзовому веку. Впервые начали появляться металлические изделия из меди, хотя продолжали преобладать еще каменные оружия. На Ближнем Востоке (Ю. Иран, Турция) медные и затем бронзовые изделия появились в 4-ом тыс. до н.э., в Европе – в 3-2 – м тыс. до н.э.

Бронзовый век(конец 4-го – начало 1-го тыс. до н.э.), историко-культурный период, характеризующийся распространением в передовых культурных центрах металлургии бронзы и превращением ее в ведущий материал для производства орудий труда и оружия. Бронза – сплав меди с разными химическими элементами, гл. образом металлами (олово, алюминий, бериллий, свинец, кадмий, хром), сплав меди с цинком – латунь и др. Бронза отличается от меди легкоплавкостью (700-900*С), более высокими литейными качествами и значительно большей прочностью, что и обусловило ее распространение. Оловянная бронза – древнейший сплав, выплавленный человеком. Первые изделия из бронзы получены за 3 тыс. лет до н.э. восстановительной плавкой смеси медной и оловянной руд с древесным углем. Значительно позднее бронзу стали изготовлять добавкой в медь олова и других металлов. Бронза применялась в древности для производства оружия и орудий труда (наконечников стрел, кинжалов, топоров), украшений, монет и зеркал. Древние бронзовые орудия найдены в Ю. Иране, Турции и Месопотамии и относятся к 4-му тыс. до н.э. Позднее они распространились в Египте, Китае и в Европе.

В средние века большое количество бронзы шло на отливку колоколов (содержание олова 20 %). До середины 19 в. для отливки орудийных стволов использовалась так называемая пушечная бронза – сплав меди с 10% олова.

 В 19 веке началось применение бронзы в машиностроении (втулки подшипников, золотники паровых машин, шестерни, арматура). Особенно ценными для машиностроения оказались антифрикционные свойства (характерны для материалов, применяющихся для деталей машин (подшипников, втулок), работающих при трении скольжении и обладают в определенных условиях низким коэффициентом трения) и стойкость против коррозии оловянных бронз. В 20 веке начали изготовлять заменители оловянных бронз, не содержащие дефицитного олова и часто превосходящие их по многим свойствам. Наиболее распространены алюминиевые бронзы с 5-12 % алюминия и добавками железа, марганца и никеля. В 20-30- е годы разработаны безоловянные бронзы (бериллиевые, кремненикелевые и др.), способные сильно упрочняться при закалке с последующим искусственным старением. Например, сплав меди с 2% бериллия после термической обработки приобретает большую прочность, чем многие стали и очень высокий предел текучести – 1280 Мн/м2(128 кгс/мм2).

Разнообразные бронзы играют важную роль  в современном машиностроении, авиации, ракетостроительной технике, судостроении и других отраслях промышленности.

Бронза в искусстве с глубокой древности служила материалом для декоративно-прикладных изделий и скульптуры. Порошок и тонкие листки бронзы (поталь) служат также для бронзирования изделий из дерева, кости, черных металлов, гипса и т.д. Отличные литейные свойства бронзы позволяют воспроизводить мельчайшие детали скульптурной модели; упругость, вязкость, пластичность бронзы дают возможность, не прибегая к дополнительным опорам, создавать объемные   композиции, получать полые, относительно легкие отливки. Бронза, оксидируясь, приобретает стойкую окраску – от зеленой до густо-коричневой и черной, кроме того, хорошо поддается химической тонировке, золочению, полировке, ковке, чеканке, гравировке, что помогает разнообразить цвет и фактуру изделий.

Железный век– эпоха в истории человечества, характеризующаяся распространением металлургии железа и изготовлением железных орудий. Термин «железный век» был введен в науку около середины 19 века датским археологом К.Ю. Томсеном. Железный век сравнительно с предыдущими археологическими эпохами (каменным и бронзовым веками) очень короток. Его хронологические границы: от 9 – 7 вв. до н. э. На ранних стадиях железного века было известно метеоритное железо. Отдельные предметы из железа (в основном украшения) были найдены в Египте, Месопотамии и М. Азии.

Способ получения железа из руды был открыт во 2 – м тыс. до н. э. Согласно ему, сыродутный процесс был впервые применен подчиненными хеттам племенами, жившими в горах Армении (Антитавр) в 15 в. до н.э. Однако ещё длительное время железо оставалось малораспространенным и очень ценным металлом. Только после 11 в. до н.э. началось довольно широкое изготовление железного оружия и орудий труда в Палестине, Сирии, М. Азии, Закавказье, Индии.

В отличие от сравнительно редких месторождений меди и в особенности олова, железные руды, правда, чаще всего низкосортные (бурые железняки) встречаются почти всюду. Но получить железо из руд гораздо труднее, чем медь. Плавление железа  было для древних металлургов недоступным. Железо получали в тестообразном состоянии с помощью сыродутного процесса, который состоял в восстановлении железной руды при температуре около 900 – 1350*С в специальных печах. На дне печи образовывалась крица – комок пористого железа весом 1 -5 кг, которую необходимо было проковывать для уплотнения, а также для удаления из неё шлака. Сыродутное железо – очень мягкий материал; орудия труда и оружие, сделанные из чистого железа, имели низкие механические качества. Лишь с открытием в 9 -7 вв. до н. э. способов изготовления стали из железа и её термической обработки начинается широкое распространение нового материала. Более высокие механические свойства железа и стали, а также общедоступность железных руд и дешевизна нового металла обеспечили вытеснение им бронзы, а также камня, который оставался важным материалом для производства орудий и в бронзовом веке.

Технический переворот, вызванный распространением железа и стали, намного расширил власть человека: ускоряется развитие ремесла, в особенности кузнечного и оружейного. Совершенствуется обработка дерева для целей домостроительства, производства транспортных средств (судов, колесниц), изготовления разнообразной утвари. Облегчилось сооружение дорог, усовершенствовалась военная техника, расширился обмен, распространилась как средство обращения металлическая  манета.

Таким образом, каждая эпоха способствовала совершенствованию человека, становлению его на новый виток развития. Человек познакомился с камнем, бронзой, железом, а главное, нашел им разумное применение.

Интерес человека к камням не угасает и по сегодняшний день. Люди покланяются красоте камня, верят в его магические силы, в способность влиять на их судьбы. Почему же это происходи? По-видимому, это связано с внутренним миром камня, его энергетикой, способностью благотворно или наоборот влиять на своего владельца.

На протяжении многих тысячелетий камень был для человека не только орудием труда, но использовался в качестве украшений, из него делали вазы, статуэтки и др. Каждый из камней был по-своему уникален и имел свой ареал распространения. Например, кремень – европейские регионы, нефрит – страны Востока, обсидиан – страны Закавказья и др.

 Обратимся к наиболее полной характеристике свойств и особенностей каждого из камней.

1. Кремень– это минеральное образование, состоящее из халцедона, кварца, опала и примеси глины, обычно непрозрачный или слабо просвечивающийся. Твёрдость 6 -7, восковый блеск. Название происходит от греческого «кремнос» - скала, утес. В состав кремня входит химический элемент – кремний. В природе в свободном состоянии он не встречается и представлен в виде соединения – кремнезёма, или двуокиси кремния. Кремнезём есть в соленых водах морей и океанов, в водоемах, дождевой воде, атмосферной пыли, глинах, лечебных грязях, песке, нефти, организмах растений, животных, человека. Кремний – обычный компонент растений, но его процентное содержание может меняться. Так, в некоторых растениях – осока, крапива, водоросли, хвощ, - накапливаются большие запасы кремния. А, например, в клевере содержание этого микроэлемента ограничено. Есть среди растений и свои рекордсмены: прежде всего, это хвощи, мхи, папоротники. В альпийском хвоще содержится 96% кремния, в крупной разновидности хвоща – около 40%, а в мелкой – лишь 16%.

Богаты кремнием некоторые деревья: ель, лиственница, пальма и такие травы, как медуница, вербена, вереск, спорыш, алоэ, первоцвет, подсолнух, тысячелистник, пырей, сельдерей, полынь, одуванчик и люцерна. Из зерновых много кремния в овсе, ячмене, просе.

Кремень бывает разным, в каком-то одном цвете его трудно представить. Он и белый, и светло-серый, бурый, красноватый и коричневый, черный и темно-зеленый. Черные и серые кремни окрашены примесями органических веществ, а красноватые, зеленоватые и бурые примесями гидроокислов железа. Известны желтые и розовые кремни. 

Наибольший интерес представляют белорусские кремни, которых насчитывают до 90 разновидностей. В основном кремни находят на Брестчине и Гродненщине и, как  правило, они мезозойского возраста. Белорусские кремни образовались в меловых отложениях при отмирании колоний живых организмов (радиолярий и диатомовых водорослей), которые при жизни усваивали такой химический элемент, как кремний. Они, как правило, органогенного происхождения.

Кремень используют при очищении воды. «Кремниевая» вода образуется в результате фильтрации обычной воды через кремень. При длительном контакте с ним происходит изменение молекулярных характеристик воды, а именно накопление активного молекулярного кислорода. При употреблении такой воды из организма удаляются радиоактивные изотопы цезия и стронция, накапливается селен, йод, медь, фтор, магний, кальций, калий и цинк.

«Кремниевая» вода обладает бактерицидными свойствами, её используют при кожных заболеваниях, для усиления роста волос, ею можно вылечить ожоги, а также она подходит для полоскания при ангине и фарингите.

kremen 1 kremen 2 kremen 3

 Кремень;  БеларусьБрестская обл., Берёзовский р-н

 

Волковыске была найдена шахта кремней, которые люди каменного века использовали в качестве орудий труда и защиты.

При ударе кремень расщеплялся на пластинки с острым режущим краем. Это свойство дало возможность человеку делать из кремня ножи, топоры, скребки, наконечники для копий и стрел. А самое главное, в силу своей низкой теплопроводности, кремень мог быстро раскаляться, образовывать искры и давать огонь. В наше время кремень используют как технический камень: для изготовления ступок, шлифовальных шкурок, при производстве керамики и строительных материалов. В ювелирном деле применяется рисунчатый кремень.

В музее землеведения также представлены кремни из Подмосковья, Украины и Урала.

nefrit2. Нефрит– мономинеральная горная порода, состоящая из тончайших волокон амфибола тремолит – актинолитового ряда с характерной спутанноволокнистой структурой. В основе структуры амфибола лежит кремнекислородная лента и присутствие небольшого количества воды. Амфибол обладает хорошей спайностью, так что разломить или разбить крупный кристалл не составляет никакого труда, но если этот амфибол образует тончайшую иголочку (амфибол – асбест), то её можно как угодно гнуть и она не ломается. Нефрит сложен именно такими тончайшими кристаллами, но, кроме того, в нефрите эти кристаллики перепутаны, примерно так, как перепутываются шерстинки в войлоке. Такая структура ещё больше упрочняет горную породу. Если где-нибудь найдётся слабый кристалл и сломается, то соседний, более прочный, не позволит трещине развиваться далее и расколоть породу. Этим и объясняется уникально высокая прочность нефрита, превышающая прочность стали.

Благодаря своей вязкости и высокой прочности нефрит использовали в каменном веке как материал для изготовления разного рода орудий. А благодаря своей красивой и неоднородной окраске он используется сейчас в камнерезной и ювелирной промышленности. Из него делают рюмки, вазы, браслеты, кольца, кулоны.

Прочность нефрита колеблется от 2,90 до 3,02 г/см3; твердость 5,5 – 6,5 по шкале Мооса, следовательно, нефрит является таким же твердым, как обычное стекло, но мягче кварца. Излом неровный полураковистый или занозистый. Степень прозрачности: в тонких пластинах просвечивается, но чаще всего нефрит непрозрачный (хотя бывают исключения).

Основными свойствами нефрита, влияющими на качество и цену, является окраска, просвечиваемость и способность принимать полировку.

Цвет и окраска нефрита обусловлена, главным образом, составом породообразующего минерала, а также концентрацией минералов-примесей. Существенно актинолитовые разновидности характеризуются темно-зелёной окраской, актинолит – тремолитовые - светло – зеленой. Значительное содержание гидрооксидов железа в актинолитовых разностях обусловливает болотный цвет камня. Окраска чистых тремолитовых разностей белая, присутствие примесей гидроксидов железа придает медовую окраску. Черный цвет нефрита объясняется присутствием графита, изумрудно–зеленый примесью хрома. В качестве минералов-примесей в нефритах встречаются магнетит, хромит, тальк, хлорит, пироксен, гранат, карбонат, роговая обманка и др. Суммарное содержание примесей колеблется от 0,5 до 15%.

Цветовая гамма нефрита довольно обширна, но преобладает зеленый цвет разных тонов и оттенков, ярко-зеленый, светло-зеленый, голубовато-зеленый, темно-зеленый, оливковый и др. Реже встречается белый просвечивающийся нефрит, серый и чёрный.

Месторождения нефрита связаны с внедрением магматической породы в змеевик, но образуются они по другую сторону контакта. При внедрении магматической  породы в холодный серпентин (змеевик) этот последний нагревается, сам теряя воду, кроме того, сюда поступает вода из остывающей магматической породы. Эта горячая вода, обогащаясь кремнезёмом и калием, воздействует на резко прогретый серпентин, в результате вокруг магматической жилы создается контактная зональность. Непосредственно рядом с жилой возникает слюдяная оторочка, здесь из воды осаждается весь калий и весь алюминий, которые входят в слюду, далее располагается зона амфибола, где фиксируется кремний, оставшийся в растворе, и частично вода, затем формируется зона тальковых пород.

Крупными промышленными источниками нефритового сырья в России считаются: Улан-Ходинское (ныне отработанное) и Оспинское месторождения (Восточно-Саянская группа), Парамское (Селеняхское и Минилканское) в Якутии.  Месторождения и проявления нефрита известны также на полярном Урале (Нырдвоменшор), в Казахстане, в Туве и др. Из зарубежных источников нефрита следует назвать Китай (хр. Куэнь-Лунь, Памир), США (шт. Монтана, Аляска, Вашингтон, Калифорния), Канаду, Мьянму, Новою Зеландию, Бразилию, Мексику, Польшу.

Нефрит являлся первым материалом для изготовления орудий труда и охоты у древних народов Центральной Азии, Европы, Америки, Новой Зеландии и Австралии. На заре зарождения культуры он наравне с кремнем был орудием борьбы человека за жизнь. Его прочность и вязкость выдерживали самые сильные удары, оставляя лишь небольшие вмятины. Однажды валун сибирского нефрита положили под паровой молот. При ударе молота наковальня рассыпалась на куски, а валун остался невредимым.

obsidian
Обсидиан, Армения

 

3. Обсидиан.Наряду с кремнем и нефритом в доисторические времена использовали и обсидиан. Одна из важных особенностей обсидиана, на которую обратил внимание первобытный человек, это способность при расколе давать острый режущий край. Лучшие скребки, ножи, серпы и другие инструменты изготовлялись из обсидиана. Позднее из него научились делать наконечники стрел и копий.

Название камень получил, как предполагается, в честь римлянина Обсиуса, привезшего его из Эфиопии на Родину.

Обсидиан – кислое вулканическое стекло, содержащее более 70% SiO2и не более 1% H2O. Возникает при быстром охлаждении лавы на земной поверхности. Структура у обсидиана стекловатая. Текстура однородная или пятнистая, часто полосчатая, со следами течения (флюидальная) или брекчиевидная.  Блеск стеклянный, глянцевый. Излом раковистый. Твердость высокая (5-6) царапает стекло, удельный вес 2,2-2.3.

Рассматривая образцы обсидиана, легко заметить, что они довольно сильно различаются между собой по цвету, структуре и степени кристалличности. Обсидианы разных лавовых потоков различаются и по химическому составу. Стекло с количеством окиси кремния менее 65-70% относительно маловязкое и поэтому хорошо кристаллизуется. Варьирует и содержание железа. Чем меньше его в стекле, тем оно прозрачнее. Но на прозрачность и вид стекла влияет не только количество железа, но и его минеральная природа, а также степень окислённости. Если окись железа целиком растворена в стекле, то последнее бурое и более прозрачно. Присутствие магнетита окрашивает стекло в черный цвет и уменьшает прозрачность, Гематит, образующийся в тех местах, где стекло захватывает воздух, придает обсидиану красные цвета, иногда очень яркие. Поскольку кристаллизация минералов, вызывающих окраску, происходит при течении лавы, обсидианы имеют множество полос. При выходе магмы на поверхность её верхние слои имеют меньшее давление, поэтому происходит выделение углекислоты с образованием пемзы. Более низкие горизонты лавового потока представлены вулканическим стеклом – обсидианом. Переход обсидиана в пемзу обычно постепенный. Первоначально в обсидиане появляются очень мелкие, трудно различимые простым глазом пузырьки. Возникли они ещё тогда, когда лава двигалась медленно, поэтому пузырьки образуют струйки, в которых каждый пузырек несколько вытянут в направлении движения; это придаёт обсидиану очень эффектный блеск. Такой обсидиан, называют иризирующим, очень красив и широко используется для украшений.

Витрофир (от лат. vitrum – стекло) – кислое вулканическое стекло, содержащее редкие порфировые выделения кварца, биотита, полевых шпатов.

Месторождения обсидиана расположены в Закавказье (Параванское, Артенинское, Гюмушское, Анкаванское, Кечалдагское) и на Камчатке (Иткваям). Среди известных месторождений за рубежом наиболее богаты месторождения в США и Мексике. В США добывается иризирующий обсидиан с многоцветной иризацией («павлиний хвост»), отличающийся очень высоким качеством. В музей землеведения обсидиан привезён из кавказских стран (Армении, Грузии) и из США. Обсидиан используется в производстве теплоизоляционных и строительных материалов, а также как поделочный камень.

yashma
Яшма, Урал

 

4. Яшма. Яшма относится к числу наиболее распространенных в природе и наиболее популярных камней. Название «яшма» (от  греч. «яспис» - пестрый) означает крапчатый камень. По современным представлениям яшма – понятие собирательное. Это плотная кремнистая горная порода, состоящая из микроскопических кварцевых зёрен, сцементированных кварцем и халцедоном с большим количеством примесей.

Пигментом яшм служат красные, бурые и черные оксиды марганца, граната, железа, зеленые хлорит, актинолит и эпидот, розовые и красные – гематит,  голубые глаукофан, рибекит и другие минералы.

Яшма отличается высокой плотностью, вязкостью, твердостью (6-7) (оставляет царапину на стекле) и разнообразной окраской. Характерное свойство яшм – прекрасная  полируемость, они всегда принимают зеркальную полировку (бездефектные камни).

Долгое время не было единого мнения о генезисе яшм, что, видимо, отчасти связано с отсутствием единого представления о том, что собственно следует считать яшмой. Зачастую речь шла о совершенно разных минеральных образованиях. Разносторонние исследования последних лет показали, что среди многочисленных разновидностей группы яшм чётко выделяются два типа: осадочные метаморфизированные породы и продукты гидротермального изменения различных пород.

Основу яшм первого типа в большинстве случаев составляют органогенные осадки. Особенно интенсивное накопление остатков кремнистых организмов идет в вулканических областях. Вулканический пепел, падающий в воду, разлагается, насыщая  её окисью кремния, которая и служит материалом для построения скелетов кремнистых организмов. Например, среди лавовых потоков Закавказья, близ Ахалцихе, залегает крупное месторождение диатомита, представляющее собой озерные накопления кремнистых скелетов диатомей. Общее содержание окиси кремния здесь превышает 90%, остальное – вода и минеральные примеси. Существуют кремнистые накопления и в других условиях, однако их не так много, как в вулканогенах. Известны накопления диатомита в условиях холодных озер Кольского полуострова. Кремнистые осадки, мене чистые, чем в Закавказье, встречаются среди песчано-глинистых толщ Приуралья (опоки, трепела и др.). То, что яшмы до метаморфизма были во многих случаях нормальными осадочными породами, доказывается неоднократными находками в них окаменелостей.

После образования осадочные  кремнистые породы становятся весьма пористыми и, конечно, не могут служить поделочным материалом. Уплотнение кремнистых пород и превращение их в яшмы происходит при их метаморфизме, т.е. перекристаллизации в условиях высоких температур и давлений (после захоронения пород под мощной толщей более молодых осадочных пород). При этом величины данных параметров играют важную роль. Если погружение первоначальных кремнистых осадков было очень большим, то изменение будет весьма сильным, а кристаллы крупные. Осадочная кремнистая порода хотя и потеряет свою пористость, но приобретёт крупнокристаллическое строение, тогда её скорее можно назвать кварцитом, а не яшмой. Яшма всё же совершенно однородная по своему строению порода, в которой не различаются отдельные кристаллические зёрна. Для образования яшмы наиболее благоприятно изменение кремнистой породы в условиях более близких к поверхности. В попавших сюда породах полностью уничтожается пористость, возникают новые, достаточно плотные минералы, но ещё крайне мелкие по своим размерам. Мелкие трещинки в яшмах залечиваются кварцем часто с эпидотом, подробленные участки цементируются кварцем, халцедоном, обычно с высоким содержанием оксидов и гидроксидов железа. Яшмы с концентрически – полосчатым рисунком формировались в процессе диффузивного пропитывания исходных пород гелями кремнезёма.

 Глубокое изменение происходило при метаморфизме палеозойских (380 – 400 млн. лет назад) вулканогенных толщ Южного Урала. Яшмы встречаются по всей полосе выходов пород этого возраста, протягивающихся от Миасса до Орска и далее в Казахстан. Наиболее знамениты ленточные красно-зеленые яшмы к северо-западу от Верхнеуральска.

Есть яшмы, образованные в месторождениях агата и халцедона. Халцедоновое вещество цементирует залегающие рядом глинистые минералы, включая их в свой агрегат, в результате чего становится  непрозрачным и приобретает окраску яшмы. Эти образования называютяшмоидами.От яшм они отличаются большим количеством минеральных примесей. Выделение минералов железа, в первую очередь гематита, одновременно с халцедоном ведет к образованию красных яшм. Зеленые яшмы возникают тогда, когда халцедоном цементируются не глины, а зеленые минералы: селадонит или хлорит. Особенно знаменит так называемый кровавик, или гелиотроп, Это зеленая яшма с ярко – красными пятнами – один из популярнейших камней древности. С этим камнем связано множество легенд. Считалось, что гелиотроп защищает от ножа, шпаги и других напастей. Кровавик – очень редкая яшма. Образуется она, видимо, в тех случаях, когда хлоритовая порода, содержащая пирит, перед цементацией её халцедоном окисляется. При этом золотистое сернистое железо – пирит – переходит в ярко-красную окись железа – гематит.

Встречаются ещё, так называемые,яшмовидные породы различного полиминерального состава и разного происхождения, с содержанием кварца в количестве менее 40% или не содержащие его совсем. Эти яшмы представляют собой магматическую, чаще всего эффузивную породу или туф, претерпевшие метаморфизм. При этом они приобретали мелкозернистость, хорошую полируемость и красивый узор, но, конечно, химический состав их резко отличен от состава настоящих яшм. Имеются подобные яшмы и на Урале; в частности, такими яшмовидными породами (туфами и лавами) сложены месторождения Калканское, Мулдакаевское и др.

Яшмы Южного Урала представляют собой интереснейший объект для художника камня. При некоторой доле фантазии в рисунке яшмы можно увидеть и бурное море, и закат в лесу, и многое другое. Стоит повернуть образец – перед нами новая картина.

yashma 2 yashma 3 yashma 4

Яшмы Урала

 

Яшмы известны с палеолита, из них наряду с кремнем, нефритом и обсидианом делали примитивные орудия и инструменты. В античное время и средневековье яшмы, особенно полосчатые и красные, стали использоваться для резных украшений, из них вытачивали превосходные геммы. Яшма входила в число драгоценных камней. В древности из яшмы делали печатки и амулеты. Нередко яшма была предметом межплеменного обмена. В средневековье яшма стала одним из двенадцати священных камней. М.В. Ломоносов причислил яшму к наиважнейшим русским товарам, наряду с хрусталем и речным жемчугом. Примечательно, что в 1766 г. В Екатеринбурге (ныне Свердловск) была составлена первая карта месторождений цветных и драгоценных камней Урала, 68 месторождений на этой карте были яшмовые.

В настоящее время яшма используется в качестве поделочного либо ювелирно-поделочного камня. Однотонные (нерисунчатые) и крупнорисунчатые разновидности чаще применяются как поделочные или реже как декоративно-облицовочные камни в архитектурном оформлении интерьеров. Тонкорисунчатые яшмы часто применяются в качестве ювелирно-поделочного сырья (для изготовления вставок в ювелирные и ювелирно-галантерейные изделия).

В России известны уникальные изделия из яшм, поражающие своей красотой и совершенством камнерезного мастерства: камины во дворцах, колонны, вазы, канделябры и т.д. Нельзя не вспомнить при этом вазу из ленточной ревневской яшмы. Диаметр чаши составляет 6 м, общая масса 20 т. Великолепна ваза из серой калканской яшмы, высотой 1,3 м (Государственный Эрмитаж, Санкт-Петербург).

Яшма поистине уникальный камень. Как, писал А.Е. Ферсман: «Русская яшма заняла первое место во всем мире по богатству и размерам её месторождений».

bazalt5. Базальт Название происходит от эфиопского basal – железосодержащий камень. Магматическая горная порода, в составе которой преобладает плагиоклаз (лабрадор); присутствуют пироксены, оливин, магнетит, титанит, апатит и др. Химический состав близок к габбро, которое является глубинным его аналогом. Почти полностью кристаллические базальты называются долеритами.  Базальты, сильно разрушенные и измененные вторичными процессами, известны под названием диабазов и базальтовых порфиритов. Базальты, излившиеся из крупных тектонических трещин на огромных площадях, в сотни и тысячи км2, называются траппами; их потоки после застывания и охлаждения растрескиваются, приобретая столбчатую отдельность из тесно прилегающих пяти - или шестигранных столбов. Базальты широко распространены среди вулканогенных толщ всех возрастов. Современные вулканы также изливают базальтовые лавы (на Камчатке, на гавайских островах, в Исландии, Новой Зеландии). Происхождение базальтовой магмы – одна из основных проблем геологии. Все известные магматические горные породы образовались за счет двух родоначальных магм: основной (базальтовой), богатой магнием, железом и кальцием с содержанием SiO2от 40 до 55% и кислой (гранитной), богатой щелочными металлами, содержащей от 65 до 78 % SiO2. Гранитная магма образуется в земной коре и верхней мантии, а основная магма, вероятно, в области астеносферы вследствие выделения относительно легкоплавкого материала. Магмы разного состава имеют различные физические свойства, которые зависят также от температуры и содержания летучих компонентов. Магма базальтового состава отличается пониженной вязкостью, и образуемые ею лавовые потоки очень подвижны. Скорость перемещения таких потоков достигает иногда 30 км\ч. Магма кислого состава обычно более вязкая, особенно после потери летучих. В жерлах вулканов она образует экструзивные купола, реже – потоки.

 За пределами России добыча базальта ведется на Кавказе, Украине (окрестности Ровно).

Базальт – хороший строительный материал; используется для производства щебня и штучного камня, для облицовки сооружений. Базальт прочен, хорошо поддается шлифовке. Поэтому его издавна применяют для скульптуры (Др. Египет, Ассирия, поздний Рим, Византия, современная Армения). Базальт легко плавится. В плавленом виде он используется  при изготовлении кислотоупорной химической аппаратуры, труб, электроизоляторов сильного тока.

kvarcit6. Кварцит метаморфическая горная порода, которая в основном состоит из зёрен кварца, скреплённые кремнезёмом. В качестве минералов-примесей присутствует мелкочешуйчатый мусковит, биотит или хлорит, роговая обманка, гематит или магнетит, графит, мелкие кристаллы граната, иногда полевой шпат, редко - дистен или силлиманит и др. Присутствие этих минералов в заметном количестве определяет видовую характеристику кварцитов. Цвет светло-серый и серый. Яркую темно-малиновую, розовую окраску кварциту придаёт примесь гематита или лимонита, тонкие плёнки которых обволакивают зёрна кварца. Кварцит обладает большой твёрдостью: на свежей поверхности слабую царапину может оставить кварц или ещё более твердый минерал. Излом у них раковистый или занозистый. Кварциты характеризуются большим содержанием SiO2(95-99%), механической прочностью и  высокой огнеупорностью. Температура их плавления 1750-1760*С. Кварцит по внешнему виду больше всего напоминает мрамор. Отличается от мрамора большей твердостью и тем, что не реагирует с разбавленной соляной кислотой.

Кварцит является продуктом перекристаллизации кремнистых или песчанистых пород в результате  регионального метаморфизма. Железистые кварциты, в которых, кроме кварца, присутствуют гематит или магнетит, образуются в результате перекристаллизации железистых песчаников или кремнистых сланцев. Промежуточные степени этого процесса зафиксированы в так называемых кварцито-песчаниках – породах, совмещающих в себе признаки и свойства кварцита и песчаника. При выветривании кварцита в первую очередь разрушаются минералы-примеси, а затем и основная масса породы, давая начало скоплениям высокосортных кварцевых песков. Кварциты залегают среди разнообразных   метаморфических пород в виде сплошных пластовых тел большой протяженности. Особенно широко распространены кварциты в отложениях протерозоя. Многие разновидности кварцитов - важнейшая железная руда (например, месторождения Кривого Рога и Курской магнитной аномалии, оз. Верхнего в США, Лабрадора в Канаде).

Среди горных пород кварциту нет равных по долговечности. Он не боится огня, горячих щелочей, едких газов, кислот и даже «царской водки». Он идет на изготовление динаса и используется в качестве флюса в цветной металлургии; в химической промышленности они применяются как кислотоупорный материал, в строительстве – как материал для изготовления облицовочных плит, брусков, щебня. Красный кварцито-песчаник Шокшинского м-ния (Карелия) ценится как высокосортный облицовочный и декоративный камень. Им облицован Мавзолей Ленина и ряд станций Московского метрополитена. В Музее землеведения есть кварциты из месторождений Урала, Украины и Алтая.

granit7. Гранит - интрузивная магматическая горная порода. В основном состоит из полевого шпата - 65-70 % (плагиоклаз количественно преобладает над ортоклазом или микроклином, кварца – 25-30 %, а также небольшого количества слюды, реже роговой обманки. Причем темноцветных минералов (роговая обманка, биотит) гранит содержит очень мало (около 5-10 %). По содержанию и характеру темноцветных минералов выделяются следующие разновидности гранита:аляскиты,содержащие очень небольшое количество темноцветных минералов, белого плагиоклаза (олигоклаза). В случае содержания биотита порода получает названиебиотитового гранита, содержания мусковита –мусковитового гранита, при содержании роговой обманки –роговообманкового гранита, если содержит роговую обманку и биотит –роговообманково-биотитового гранита, а такжещелочной гранит– с эгирином и щелочными амфиболами, полевыми шпатами (ортоклазом или микроклином и альбитом).

Структура гранита кристаллически-зернистая, в зависимости от размера зерен полевых шпатов и кварца она бывает мелкозернистая (1-2 мм), среднезернистая (3-5 мм) или крупнозернистая (до 1 см и более), а также порфировидная. Текстура гранита массивная.

Гранит является продуктом кристаллизации кислой магмы в глубинных зонах земной коры. Некоторые граниты образуются за счет перекристаллизации осадочных и других пород под воздействием высокой температуры, высокого давления и химически активных веществ (процесс гранитизации). Таким образом, граниты могут иметь магматогенное происхождение и могут образовываться за счет гранитизации.

При метаморфизме граниты превращаются гнейсо-граниты, ортогнейсы. Физическое выветривание ведет к превращению их в дресву и аркозовые пески. Химическое выветривание выражается в каолинизации полевых шпатов иногда с образованием пеликанита – смеси каолинита и опала и в развитии гидроокислов железа за счет темноцветных; этот процесс приводит к формированию глинистых пород. Гранит широко используется как строительный и облицовочный материал. Из гранита изготовляют блоки, плиты, карнизы, бордюры, а также детали различных машин и агрегатов для целлюлозно-бумажной, пищевой (крахмально-паточной), станкостроительной, металлургической и фарфоро-фаянсовой промышленности, так как они, в отличие от металла, не поддаются воздействию солей и кислот, не боятся влаги. Из него изготовляют жернова и вальцы для мельниц. Гранитные плитки – материал для изготовления железобетонных изделий и конструкций, гранитные блоки – для декоративного оформления зданий.

Признаками гранита хорошего качества являются свежий облик полевого шпата, высокое содержание кварца и низкое – слюды, отсутствие пирита. Одним из лучших сортов гранита, употребляемого для изготовления лестничных ступеней, колонн, памятников, для облицовки зданий, набережных и т.д. является гранит-рапакиви. Разработка его месторождений ведется в Карелии, Киевской области и на Урале (Бердяушский массив в Башкирии).

Гранит - наиболее широко распространенная в земной коре изверженная порода. Граниты развиты преимущественно в горных странах (Кавказ, Урал, Саяны, Тянь-Шань, Памир), где осадочные породы смяты в сложные складки и нарушены разломами. Особенно же они характерны для областей, где на поверхности обнажаются древние кристаллические сланцы и гнейсы (Карелия, Правобережная Украина и Приазовье, Енисейский кряж, Юго-Западное Прибайкалье, Ю.Якутия).

Музейная коллекция представлена гранитами из разных уголков земного шара. Только в уникальной геологической аллее представлены граниты из Италии (м-е Роза Бета), Украины (м-е Покостовское, Капустинское), Африки (Red Africa), Башкирии (м-е Мансуровское), Бразилии.

oniks8. Мрамор – метаморфическая горная порода, образовавшаяся путем перекристаллизации известняка на большой глубине под воздействием высоких температур и давления. Структура у мрамора кристаллически – зернистая. Размер тесно сросшихся минеральных зерен – от долей миллиметра (мелкозернистые) до 1 см, реже до 3-5 см (средне- и крупнозернистые мраморы).

Порода состоит главным образом из кальцита и (или) доломита. Их количественные соотношения определяют видовую принадлежность мрамора (кальцитовый мрамор, доломитовый мрамор, разновидности смешанного состава). Мрамор имеет различный цвет; нередко он пестро окрашен и имеет затейливый рисунок. Мрамор поражает неповторимыми рисунками, расцветками. Белый цвет встречается у чисто скульптурного мрамора, серый до темно-серого обусловлен примесью графита и битуминозных веществ, зеленоватый цвет мельчайшими включениями хлорита или амфиболов, розоватый, красный, желтый и кремовый цвета за счет включений гематита и лимонита.

Твердость мрамора 3 - по шкале Мооса. Это очень мягкая порода, легко вскипает под действием соляной кислоты, быстро разрушается. В городе эта порода живет от 10 до 30 лет.

Мрамор – прекрасный облицовочный, декоративный и скульптурный материал. Мрамор используется при отделке зданий, вестибюлей, подземных залов метро, в качестве заполнителя в цветных бетонах, идет для изготовления плит, ванн, умывальников и памятников. Из мрамора делают изящные кубки, светильники, оригинальные настольные приборы. Мрамор применяется в черной металлургии при сооружении мартеновских печей, в стекольной, электротехнической промышленности, а также в качестве строительного материала в дорожном деле, как удобрение в сельском хозяйстве и для выжигания извести. Из мраморной крошки изготовляют красивые мозаичные панно и плитки.

Месторождения белого мрамора известны на Урале (Коелгинское и Прохорово-Баландинское), серый мрамор добывается на Урале (Шелеинское м-е), и в Грузии (Лопотское). Цветные мраморы распространены также на Урале (Нижнее –Тагильское, Саткинское, Фоминское м-я), в Грузии, Карелии, в Хакасии, на дальнем Востоке, в Саянах и др. За границей широкой известностью пользуются месторождения мрамора Италии (Каррара), и Греции (о. Парос).

В музее представлены мраморы из Урала (г. Н.Тагил), Алтая (Змеиногорский р-н), Ср. Азии (Газган), Казахстана, Узбекистана и Туркмении. Геологическую аллею украшаем мрамор из Норвегии (м-е Неро-Перл).

Таким образом, каждая из рассмотренных нами горных пород стала своеобразным  толчком в поступательном развитии человечества, найдя свое место и целевое назначение. Человеку дана уникальная возможность пользоваться этими богатствами и наслаждаться их красотой и совершенством. Но главное не забывать, что и в мире камней есть свои законы, которым человек должен непременно следовать.

 

Рассказать в социальных сетях

Контакты

г. Минск, ул. Ленинградская, 16
тел. +375 17 209-52-57
факс +375 17 209-50-15
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
План проезда

president   miedu   bsu   universitet   Электронная библиотека БГУ   ГУН БГУ