Шуман В. Мир камня. Горные породы и минералы

ОГЛАВЛЕНИЕ

Осадочные породы

Осадочные породы имеют вторичное происхождение. Они всегда образуются на поверхности Земли из остаточных продуктов предварительно разрушенных пород. Это разрушение, называемое выветриванием, осуществляется под влиянием климатических агентов, таких, как солнечная инсоляция, мороз и дождь, а также при участии кислот и организмов. Горные породы и минералы ведут себя при этом по-разному. Кварц, гранат и турмалин, к примеру, устойчивы к выветриванию; полевой шпат, фельдшпатоиды, оливин и биотит, напротив, легко разрушаются.
Следует различать два типа выветривания: физическое, или механическое, и химическое. Часто выделяют еще третий тип — биологическое, или органогенное, выветривание, но оно проявляется либо физическим (например, ростовое давление корней), либо химическим путем (например, воздействие органических кислот). В зависимости от климатической зоны, времени года и местных условий оба типа выветривания протекают с различной интенсивностью и более или менее комплексно. Физическое выветривание приводит к чисто механическому разрушению пород. Частые изменения температуры, морозное выветривание с образованием морозобойных трещин и солевое растрескивание пород (возникновение трещин под давлением кристаллов образующихся солей) обусловливают разрыхление структуры и распад пород на минеральные зерна без их химического изменения.
Осадочные породы, образующиеся при участии процессов физического выветривания, относят к пластическим, или обломочным, породам. Они составляют одну из больших групп осадочных пород.

Вторая группа охватывает новообразованные при участии выветривания породы. Исходным материалом для них служат преимущественно породы, разрушенные процессами химического выветривания. Водорастворимые минералы подвергаются растворению, силикаты — гидролитическому разложению, соединения железа — окислению, известняки — выщелачиванию под воздействием углекислоты. При повторном отложении компонентов пород, претерпевших столь интенсивные изменения, возникают совершенно иные породы, внешний облик которых не говорит о том, за счет каких исходных пород они образовались.
Особое место занимают ископаемые угли. Они имеют органическое происхождение и потому, согласно петрографическому определению, вообще не являются горными породами. Но поскольку, подобно всем настоящим горным породам, они участвуют в строении твердой земной коры, их следует рассмотреть.

Диагностические признаки осадочных пород

1.  Ясно выраженная слоистость.
2.  Наличие окаменелостей.
3.  Формы выветривания (рельефа) — резко расчлененные, крутые, обрывистые. Характерный диагностический признак большинства осадочных пород — четко

проявленная слоистость с ровными прямолинейными границами слоев. Чешуйчатые минералы и пластинчатые фрагменты пород расположены взаимно параллельно. Вместе с тем в ледниковых отложениях (моренах) слоистость отсутствует. Все их составные части, включая обломки пород, не сортированы по величине и располагаются беспорядочно, вперемешку.

Остаточные продукты выветривания (обломочные породы)
Хотя гранит и слывет символом вечности, он, как и любая другая порода, подвергается выветриванию. Образцы 154—160 иллюстрируют стадии выветривания на примере гранита.
154. Гранит свежий, неразложенный.
155. Гранит, в котором часть минералов приобрела буроватую окраску; это изменение цвета вызвано химическим преобразованием (окислением) железосодержащих компонентов.
156. Гранит, интенсивная бурая окраска которого обусловлена химическим выветриванием (окислением) железосодержащих минералов.
157. Гранит, претерпевший глубокое разложение и разрыхление.
158. Гранит, распавшийся на крупные обломки.
159. Гранит, распавшийся на гранитную дресву. Только кварц сохраняется в неизмененном виде. Полевой шпат и слюда сильно изменены.
160. Гранит, выветренный до превращения в почву (пахотную землю). Наименование рыхлых пластических осадков по крупности зерен.
В литологии кластические осадки подразделяются по крупности зерен независимо от их минерального состава, формы и происхождения на следующие группы*.

Рыхлые кластические осадки, по крупности зерен занимающие промежуточное положение между илом и тонкозернистым песком, называют алевритом.
В технике (грунтоведении) обломочные породы классифицируются в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями следующим образом:
ГЛИНИСТЫЕ ПОРОДЫ — уплотненные (связные) скопления мельчайших частиц разрушенных пород («породной муки»), состоящие преимущественно из глинистых минералов (см. стр. 36). Главные их представители — каолин, глина, суглинок, мергель, сланцеватая глина и лёсс. За исключением лёсса, все они образуются путем осаждения из воды или при выветривании горных пород.
161. Каолин (фарфоровая глина) состоит из минерала каолинита (водного силиката алюминия). Образуется путем разложения и преобразования силикатных пород. Чистый каолинит снежно-белого цвета, в смесях с кварцем и полевыми шпатами бывает серовато-желтоватым (серый каолин, каолиновый песок). Каолин — важное сырье для получения фарфора. Места распространения: Шнайттенбах (ФРГ), Мейсен (ГДР), Карлови-Вари (ЧССР), Англия, США, Китай. Образец из Шнайттенбаха, Бавария, ФРГ.
162. Глина здесь понимается не как классификационное подразделение обломочных пород по крупности зерна (см. стр. 98), а как агрегат глинистых минералов (см. стр. 36), кварца и слюды с примесью полевого шпата и кальцита. До 10% составляют оксиды железа, вызывающие красноватую, а иногда и зеленоватую окраску. Глины, богатые монтмориллонитом, называются бентонитовыми или просто бентонитами.
Глина в сухом состоянии — твердая, во влажном (в зависимости от содержания воды) — в различной степени пластична. Глина способна капиллярными силами удерживать воду в многочисленных тончайших порах, поэтому она становится непроницаемой для грунтовых вод и действует как водоупорный слой. Она используется для изготовления кирпича и шамотных огнеупоров. Распространены глины повсеместно. Образец из Розенгейма, ФРГ.
163. Суглинок — глина, бедная известью, но с примесью кварцевых песчинок. Лимонит (стр. 100), образовавшийся за счет окисления железистых минералов, окрашивает суглинок в желтый цвет. Образец из Верля, Вестфалия, ФРГ.
Мергель — глина, богатая известью (точнее, глинистый известняк). Примесью глауконита окрашивается в зеленоватые, а примесью битумов — в темно-серые тона. Распадается с образованием рассыпчатой, крошащейся массы. Валунный мергель — мергель с примесью моренного материала. Озерный мел (гажа) — мергелистая глина, или глинистый мергель, с весьма мелкими зернами.
Лёсс содержит те же минеральные компоненты, что и глина (162), но имеет эоловое происхождение — из скоплений пыли, приносимой ветром. Лёсс рыхл, однако способен (благодаря наличию в нем массы тончайших волосных трубчатых канальцев) образовывать устойчивые вертикальные стенки, пропускать воздух и воду. Гидроксиды железа окрашивают лёсс в желтоватые, палевые тона. При выщелачивании извести дождевой или просачивающейся грунтовой водой образуются лёссовидные суглинки. Места распространения: Придунайская область, Верхне-Рейнская низменность, Моравия. Наиболее крупная область сплошного развития лёсса — Северный Китай.
164. Мергелистые конкреции («журавчики») — желвакообразные стяжения глинистокарбонатного состава среди глинистых пород; встречаются преимущественно в лёс- сах и (лёссовидных) суглинках. Образуются в результате выщелачивания извести из вмещающих пород и ее повторного выпадения. Образец из Рейнланда, ФРГ.
165. Сланцеватая глина — диагенетически уплотненная глина. Битуминозные примеси придают ей светло-серую окраску. От глинистого сланца отличается тем, что сохранила способность впитывать (поглощать) воду, разбухая при этом, а также размокать и распадаться в воде.
[Советский Союз богат месторождениями белых каолиновых глин. Наибольшей известностью пользуются высококачественные каолины Украины. Помимо изготовления фарфоро-фаянсовых изделий, каолиновые глины используются в производстве огнеупорной керамики. — Пер.]
РЫХЛЫЕ ОБЛОМОЧНЫЕ (КЛАСТИЧЕСКИЕ) ОТЛОЖЕНИЯ крупностью от 2 до 200 мм в значительных скоплениях называют щебнем, гравием или галькой.
Форма отдельных обломков зависит от способа и дальности переноса, во время которого она меняется под действием ударов о другие обломки и шлифовки при трении о песок. На склонах гор ниже вершины собираются крупные остроугольные обломки разрушенных скал, глыбы пород, в больших нагромождениях именуемые в зависимости от размеров глыбовыми осыпями, щебнем или дресвой. Первоначально остроугольный обломочный материал при речной транспортировке или в зоне морского прибоя подвергается окатыванию. Такие окатанные, округлые обломки называются в литологии галькой или гравием, а в больших скоплениях галечниками. Обломки песчаников и известняков окатываются, приобретая округлую форму, через 1—5 км речного переноса, тогда как обломки гранитов, гнейсов и кварцитов — через 10—20 км. Мягкие песчаники полностью перетираются уже через 1—2 км. В строительном деле под «щебнем» и «щебенкой» понимают искусственно раздробленный материал, подобный тому, что применяется в качестве балласта при укладке железнодорожного пути.
Если перенос осуществляется ледником, то обломки не достигают столь совершенной окатанности, как при речной транспортировке. Крупные обломки и глыбы пород не перекатываются, а волочатся и приобретают вследствие этого плоскую форму, а их углы и ребра сглаживаются. Одни обломки царапают другие, и на их поверхности появляются прямолинейные борозды, так называемые ледниковые шрамы, или ледниковая штриховка. Подобные обломки называют штрихованными валунами. Самые крупные скальные глыбы, объемом в несколько кубометров, называются ледниковыми или эрратическими валунами; в эпоху оледенения некоторые из них были перенесены на расстояние свыше 1000 км.
Ветер тоже способен обрабатывать обломки пород; он делает это с помощью песка, либо шлифуя ребра глыб, либо — в тех случаях, когда породы сложены слоями или участками с разными механическими свойствами, — избирательно выдувая более мяпсие из них и оставляя более устойчивые в виде выступающих ребер йли перегородок.
166. Галька «истерзанной породы» — серый известняк, при горообразовательных процессах разбитый на обломки неправильной формы с последующим диагенетичес- ким залечиванием трещин молочно-белым кальцитом (сеть тонких светлых прожилков на снимке). Кроме известняков, такие образования встречаются в доломитах и песчаниках, причем трещины могут залечиваться не только карбонатами, но и кварцем, Образец из русла реки Изар близ Мюнхена, ФРГ.
167. Валун с признаками ледникового переноса: овальная форма, сглаженные ребра и отчетливые царапины. Местонахождение валуна — окрестности долинного ледника (глетчера) в верховьях реки Инн, Верхняя Бавария, ФРГ.
168. Эоловый многогранник с ребристой поверхностью, отшлифованной песком, развеваемым ветром. Местонахождение — Саудовская Аравия.
169. Шлифующее действие ветра проявляется преимущественно в пустынных областях. Более мягкие слои выскабливаются сильнее, чем более прочные и устойчивые кварцитовые пропластки. Вследствие этого возникают необычные, странные на вид формы. Образец найден в пустыне Намиб, Намибия.
[Ветровая эрозия сообщает скальным останцам гранитов, песчаников и других твердых пород весьма причудливые формы, создает в них глубокие ниши выдувания, отшлифовывает их поверхность. Вместе с тем, деятельность ветра может приводить к накоплению в районах, окружающих пустыни, мощных толщ эоловых отложений, таких как лесс (см. стр. 100). Наибольшей известностью пользуются лессовые отложения Северного Китая, где к ним приурочены весьма плодородные почвы. Лессовые почвы широко распространены и на территории советской Средней Азии. — Пер.]

БРЕКЧИЯ — это сцементированные обломки горных пород (щебня, глыб). Несортированные угловатые, часто остроугольные, произвольно расположенные обломки связаны воедино глинистым, известковым (карбонатным) или кремнистым цементом. образуя крепкую прочную породу. По своему первоначальному происхождению осадочные брекчии — это чаще всего глыбовые осыпи на склонах гор, материал горных обвалов или селевых потоков; обломки в них могут принадлежать какой-либо одной породе (брекчии гранитов, известняков и др.) или разным породам. Какого- либо отбора обломков по прочности и крепости пород не существует.
В зависимости от состава, количества и характера цемента брекчии бывают различной плотности и прочности. Самым крепким является кремнистый цемент, а самым распространенным — карбонатный. По своему сложению брекчия похожа на бетон с заполнителем из мелкого щебня, отличаясь, правда, наличием многочисленных пустот угловатой формы.
Для каменотеса и строителя брекчии представляют интерес в том случае, если отдельные обломки прочно связаны между собой и твердость породы приблизительно одинакова по всему объему. Некоторые известняковые брекчии поддаются, подобно мрамору, шлифовке и полировке (172). Районы развития: Альпы, Апеннины (Италия). Альпийская брекчия, или брекчиевый мрамор, — торговые наименования пестрой хорошо полирующейся известняковой брекчии, сложенной угловатыми обломками.
170. Брекчия из обломков разных типов пород. Образец из Кицбюэля. Австрия.
171. Конгломерат (нагельфлю) из Нессельванга, Альгёй, ФРГ.

Строение брекчии: угловатые Строение конгломерата: окатан-
обломки пород в тонкозернистой ные обломки в тонкозернистой
цементирующей массе. цементирующей массе.

[Некоторые природные крупнообломочные брекчии и конгломераты настолько декоративны по своему рисунку, что это навело строителей на мысль воспроизвести брекчиевые и конгломератовые структуры в искусственных облицовочных материалах. Сегодня такие материалы производятся в промышленных масштабах и используются для отделки интерьеров, настилки полов, облицовки стен подземных переходов. — Пер.]

Конгломерат — это сцементированные гравий, галька, иногда валуны. Окатанные, округлые обломки пород связаны в прочную породу глинистым, известковым или кремнистым цементом. Соотношения между крупными и мелкими обломками широко варьируют. Встречаются лишь единичные окатанные куски величиной с голову или крупнее. Окраска в целом серая, голубоватая, желтоватая, а в случае, если цемент сильно железистый, то и красноватая.
Конгломераты образуются из галечников, принесенных водой (речных или морских), и в большинстве случаев содержат разнохарактерный по составу пород обломочный материал. При далеком его переносе вследствие разрушения более мягких компонентов происходит отбор в пользу самых устойчивых пород, таких, например, как кварцит, гранит, окремнелый известняк, амфиболит или диабаз.
Подобно брекчиям, конгломераты бывают более или менее прочными и крепкими. Прочнее всего — кремнистый цемент, но самый распространенный — карбонатный (известковый). По своему сложению конгломераты напоминают бетон с гравийным заполнителем. Однако в конгломератах всегда обнаруживаются округлые пустоты на местах выбитых галек (171).
Практический интерес составляют конгломераты, твердость которых приблизительно одинакова по всему ее объему. Присутствие кварцитовых галек затрудняет обработку конгломерата.
Устойчивые к атмосферным влияниям конгломераты весьма ценятся в районе Альп. Здесь их называют, пользуясь швейцарским термином, нагельфлю. Не следует путать с конгломератом похожий на него искусственный камень вашбетон, который отличается ровнозернистым кремнистым цементом и полным отсутствием дырок или ямок на поверхности. Конгломераты распространены во многих районах мира.
Тиллит — уплотненная обломочная порода (валунная глина) из ледниковых (моренных) отложений. Крупные обломки могут быть представлены галькой, валунами, а также более или менее угловатыми кусками и глыбами; цемент — глинистый («ледниковая мука»).
172. Брекчия (приполирована) с характерным угловатым обломочным материалом возникла путем повторной цементации хрупкого известняка, расколотого в ходе горообразовательных процессов. Повторная цементация при участии диагенеза и метаморфизма привела к возникновению крепкой и прочной породы, способной принимать полировку. В строительном деле ее называют альпийской брекчией или брек- чиевым мрамором. Имеет некоторое значение как декоративный камень. Внешне похожа на брекчию терраццо — широко используемый для настилки полов, изготов1'"' ления лестничных маршей и подоконников искусственный камень, состоящий из мелкозернистого бетона с разноцветными включениями природного камня, пригодными для шлифовки, но гораздо более однородными по величине.
173. Конгломерат ( приполирован) с характерными округлой формы ямками или дырками на месте выбитых галек; типичная окраска — в серых тонах. Образец из долины реки Инн, близ Бранненбурга, ФРГ.
[Любопытно, что с древними конгломератами связаны мировые месторождения золота и урана. Так, знаменитое месторождение Витватерсранд в Трансваале (ЮАР) дает около 65% зс?лота, добываемого ежегодно в капиталистических странах — Пер.]

ПЕСЧАНИК — наиболее широко распространенная осадочная порода, обычно отчетливо слоистая. Образуется путем цементации зерен песка глиной или кремнем. В составе песчаников преобладает кварц. Ниже приведен минеральный состав некоторых песчаников в %.
Порода Кварц Полевой
шпат Слюда Глинистые минералы Хлориты Карбонаты Прочие
мине
ралы
Спириферовый песчаник 70 6 10 2 6 6
Пестрый песчаник 65 20 И — — — 4
Граувакка 41 25 9 1 11 11 2
Аркоз 35 33 3 16 4 1 8

В основу многочисленных названий различных песчаников могут быть положены их цвет (зеленый песчаник), внешний облик (тигровый песчаник), местонахождение (везерский песчаник — с реки Везер), применение (крепостной песчаник), примеси (железистый песчаник), органические остатки (спириферовый песчаник) и геологический возраст (меловой песчаник).
Технические характеристики песчаников зависят от типа цемента и его количественных соотношений с песчинками, а также от формы и распределения пор. Пористость песчаников варьирует от 1 до 25%. Глинистые песчаники морозонеустойчивы, известковистые — подвержены агрессивным химическим воздействиям газообразных продуктов сгорания и не огнестойки.
Слаботрещиноватые мелкозернистые песчаники с преимущественно кварцевыми песчинками и кремнистым цементом — популярный в архитектуре камень. Каменотес и скульптор предпочитают, однако, менее богатые кварцем сорта. Очень крепкие и прочные кварцитовые песчаники используются в виде щебенки в авто- и железнодорожном строительстве.
Лркоз — обычно грубозернистый песчаник с высоким содержанием полевых шпатов, он почти лишен слоистости.
Граувакка (серая вакка) — темно-серый до бурого песчаник палеозойского возраста, содержащий наряду с зернами кварца обломки различных пород (177). Очень твердый. Применяется в виде щебенки в авто- и железнодорожном строительстве. Широко распространен.
Кварцит (179) — весьма крепкий и прочный кварцевый песчаник с кремнистым цементом, белый до светло-серого, очень трудный для обработки. Происхождение: диагенез или метаморфизм кварцевого песка. Применяется в виде щебня в авто- и железнодорожном строительстве, для покрытия полов, изготовления лестничных маршей и облицовки стен, в качестве добавки к твердому бетону, как сырье для изготовления огнеупорного силикатного кирпича (динаса) и как металлургический флюс. Районы распространения: Рудные горы (ГДР); Верхний Пфальц, Гессен (хребет Тау- нус), Вестфалия (ФРГ).
[В советской петрографической литературе кварцитами принято называть существенно кварцевые породы преимущественно метаморфического происхождения. — Пер.]
174. Ангулятовый песчаник, принадлежащий к числу железистых песчаников; при богатом известью цементе порода неустойчива. Свое название получил по присутствию одного из видов аммонитов. Образец из Вюртемберга, ФРГ.
175. Мурнауский кварцит — очень крепкий глауконитсодержащий кварцевый песчаник. Применяется как балластная щебенка при строительстве железных дорог. Образец из Эшенлоэ, Бавария, ФРГ.
176. Глауконитовый песчаник мало устойчив к атмосферным агентам. Свое название получил по присутствию зеленого минерала глауконита. Образец из Швейцарии.
177. Граувакка, покрасневшая вследствие обжига (термического метаморфизма) под воздействием внедрившейся магмы.

Формы выветривания песчаников: если трещины ориентированы поперек слоистости, то образуются прямоугольные параллелепипеды, или квадеры (квадерный. или плитняковый, песчаник).

Известковистый песчаник— песчаник, содержащий углекислую известь, то есть карбонат кальция (поскольку речь идет о природном камне), его синоним гартштейн — «твердый камень» (название искусственного известковистого песчаника).
178. Крепостной песчаник из окрестностей замка Преппах (вверху слева) — одна из разновидностей песчаников с реки Майн (приполирован). Нижняя Франкония. ФРГ.
179. Кварцит осадочного происхождения (вверху справа) — поверхность свежего излома. Вестфалия. ФРГ.
180. Молассовый песчаник с поверхностью, обработанной скарпелью (внизу слева). Предгорья Швейцарских Альп.
181. Пестрый песчаник с рельефно выбитой поверхностью (внизу справа). Шварцвальд, ФРГ.
[Прекрасными декоративными свойствами обладают некоторые разновидности железистых кварцитов Кривого Рога и Курской магнитной аномалии с их ленточной или фестончатой полосчатостью, обусловленной чередованием густо-вишневых, темно-серых и коричневых слоев.
Наибольшей славой в СССР и за рубежом пользуются малиновые и густо-розовые кварциты (кварцито-песчаники) из Карелии, широко известные под традиционным названием «шокшинский порфир». Именно шокшинский порфир использован при возведении Мавзолея В. И. Ленина и мемориала «Могила Неизвестного солдата» у Кремлевской стены, во внутренней отделке Московского метро. Этот торжественный камень украшает и многие административные здания столицы Карелии — Петрозаводска. — Пер.]

Новообразованные продукты, возникшие при участии процессов выветривания
В результате химического выветривания породы распадаются на отдельные химические компоненты, которые переходят в раствор. Континентальные или морские воды вбирают в себя эти растворы, перераспределяют или разделяют их, но в итоге содержащиеся в них вещества в той или иной форме осаждаются вновь. Их отложение в местах выходов источников, в озерах и морях приводит к появлению новых пород. Если отложения источников («накипи», туфы) возникают преимущественно неорганическим путем, то в озерах и морях образуются как неорганические породы (например соляные), так и биогенные отложения (карбонатные и кремнистые породы).
«НАКИПИ» И ТУФЫ — это отложения минералов в местах выхода источников. Удаление углекислого газа вследствие падения давления, а в отдельных случаях и при участии растений (поглощающих углекислоту) вызывает распад водорастворимых соединений, и их нерастворимые компоненты осаждаются в виде известковых или кремнистых новообразований — туфов. Если вода источника была богата углекислой известью, то возникают отложения пористых известковых туфов, или травертинов (не путать с вулканическими туфами). Они бывают окрашены в желтовато-коричневые цвета. В металлургической и строительной промышленности рыхлые образования называют известковым туфом (186), а более плотные, способные принимать полировку, — травертином (187). Пористые известковые туфы применяются как легкие стройматериалы, плотные травертины идут на изготовление плит для настилки полов и облицовки фасадов.
К рассматриваемой группе туфовых пород относятся натечные образования пещер — свисающие с их кровли сталактиты и растущие со дна сталагмиты.
182, 183. Известковые туфы возникают преимущественно у различных барьеров вблизи места выхода источника. Это приводит к неравномерному отложению карба- натов с образованием небольших водопадов и туфовых каскадов. Мировой славой пользуются туфовые каскады Гиераполиса в Малой Азии (Турция). Нередко листья и древесные части растений тоже обволакиваются или покрываются известковыми корками. Образцы: 182 — из Поллинга, 183 — из Иффельдорфа, Верхняя Бавария, ФРГ.
184. Карлсбадский шпрудельштейн (приполирован) — продукт осаждения из теплых источников углекислого кальция в форме арагонита; часто имеет красивый полосчатый рисунок и красный или коричневый цвет, связанный с присутствием соединений железа. Используется как материал для изготовления художественных изделий. Месторождение — Карлови-Вари (ЧССР).
185. Гороховые камни — скопления известковых шариков. Они наряду с минеттами и икряными камнями относятся к оолитовым породам. Гороховые камни образуются из теплых источников путем облекания взвешенных в воде посторонних частиц концентрическими слоями выпадающего арагонита. По мере увеличения собственной тяжести отдельные шарики-оолиты опускаются на дно и формируют агрегаты осадочного происхождения. Образец из Карлови-Вари (ЧССР).
Кремнистый, или кремневый, туф (гейзерит) образуется из вод горячих источников — гейзеров путем осаждения растворенного в них кремнезема вследствие охлаждения воды и парообразования на земной поверхности. Кремнезем отлагается в форме либо тонковолокнистого кварца (халцедона), либо (чаще) аморфного опала. Места распространения: Исландия, Новая Зеландия, Иеллоустонский парк (США). Долина гейзеров (Камчатка, СССР).

Известковый туф и травертин — единственные из туфовых пород рассматриваемой группы, имеющие практическое значение.
186. Известковый туф — это пенистые, крупнопористые известковые отложения пресноводных источников. Он применяется как легкий строительный камень при возведении сводов, как теплоизоляционный материал — заполнитель стен каркасных конструкций и (благодаря химической чистоте) — для производства жженой извести. Несмотря на свою пористость известковый туф морозоустойчив. Крупные, часто связанные между собой поры никогда не бывают целиком заполнены водой, что позволяет ей расширяться при замерзании, не вызывая растрескивания камня. Образец из Поллинга, Верхняя Бавария, ФРГ.
187. Травертин — это тонкозернистый, прочный, поддающийся шлифованию и полировке камень — известковые отложения углекислых источников. Наибольшей известностью пользуется слегка полосчатый светло-желтый римский травертин из Сабинских гор, который применялся, в частности, при сооружении Колизея и собора св. Петра в Риме. В ФРГ практическое значение имеет травертин из Каннштатта (близ Штутгарта) с его сочным рисунком в густо-коричневых тонах. Травертин применяется в виде плиток, всегда имеющих ноздреватую поверхность, как облицовочный камень для покрытия полов и террас. Будучи неустойчив к воздействию агрессивных дымовых, топочных, выхлопных газов, травертин более уместен как декоративный материал в архитектуре интерьеров. Распространена искусственная имитация травертина. Искусственный травертин такой же по цвету и пористости, как и натуральный, но по составу не имеет с ним ничего общего. Его фабрикуют из окрашенного цемента, а потому он более устойчив к атмосферным воздействиям и пригоден для устройства садовых террас, чем настоящий травертин. Образец — римский травертин типичного желтого цвета и с характерным мягким узором.
[Наиболее известные районы распространения известковых туфов — траверти- нов — в СССР — Закавказье (Армения, Азербайджан), Таджикистан и Камчатка. Декоративные травертины, применяемые в качестве облицовочного камня, добываются в Армении (Араратское месторождение). Они используются главным образом для внутренней отделки. Пористые кремовые и коричнево-серые травертины Азербайджана идут на наружную облицовку, из них делают не только облицовочные плиты, но и цельные стеновые камни.
Исключительно живописны уникальные травертиновые террасы, уступы, карнизы и сталактитовые «занавески» на юго-западе Памира. Выходы горячих источников расположены здесь неподалеку от древних разработок знаменитого «бадахшан- ского лала» — памирской шпинели и потому были известны людям с незапамятны* времен. Памирские травертины в основном белоснежные, но иногда бывают окрашены оксидами железа и сине-зелеными водорослями в желтые, буроватые или зеленоватые цвета. -— Пер.]

СОЛЯНЫЕ ПОРОДЫ — осадочные породы неорганического происхождения, главными представителями которых являются каменная соль, ангидрит и гипс. Большинство соляных пород мономинеральны, то есть это скопления какого-либо одного из минералов солей.
Соляные породы возникают преимущественно в отшнурованных морских бухтах (лагунах) в условиях аридного климата. Вследствие непрерывного испарения морской воды концентрация растворенных в ней солей постепенно повышается, пока наконец не наступит пересыщение растворов и соли не выпадут в осадок. При этом они осаждаются в последовательности, обратной их растворимости. Сначала выпадают сульфаты (гипс, ангидрит), затем хлориды натрия (каменная соль) и в заключение — калийные соли. Ввиду хорошей растворимости всех соляных пород в воде они выходят на дневную поверхность только в условиях крайне сухого климата; в Средней Европе, в зоне влажного (гумидного) климата, они могут быть обнаружены лишь под землей, под мощной защитной толщей перекрывающих слоистых пород.
188. Каменная соль (NaCl) — самая известная среди соляных пород, в просторечии называемая поваренной солью. Состоит из минерала галита (25), подобно ему соленая на вкус. Часто в виде примесей присутствуют ангидрит, кварц и глинистые минералы. Каменная соль обычно залегает слоями, имеет крупнозернистую структуру и блестит на солнце. Бесцветная и водяно-прозрачная после искусственной очистки, в природе она обычно окрашена в серый, рыже-желтоватый или красноватый цвет. Треть всей добываемой соли идет в пищу людям и животным, остальная (большая) часть используется в промышленности, для технических целей. Месторождения: Стасфурт (Саксония-Анхальт, ГДР), Целле (Нижняя Саксония, ФРГ), Берхтесгаден (Верхняя Бавария, ФРГ), Верхняя Австрия, Штирия, Зальцбург (Австрия). Образец из Берх- тесгадена. Верхняя Бавария. ФРГ.
189. Ангидрит (CaS04). Так называется как сама соляная порода, так и минерал, слагающий ее (26). Похожа на каменную соль, белесовато-серого, желтоватого, голубоватого цвета, однако более мелкозернистая и не имеет соленого вкуса. Применяется в производстве минеральных удобрений и в строительстве как вяжущий материал для каменных полов, а также в качестве раствора для внутренних штукатурных работ и для каменной кладки стен. Ангидритовые слои представляют опасность при строительстве туннелей, так как при поступлении воды они чрезвычайно сильно разбухают и вследствие этого могут сдавить стены туннеля. Места проявления: Нижняя Саксония и Верхняя Бавария (ФРГ), Валлис (Швейцария), Каринтия (Австрия). Образец из Остероде (Гарц, ФРГ).
190,191. Гипс (CaS04-2H20) состоит из минерала гипса (29). Белого цвета или слегка тонированный; крупнозернистый (190) или волокнистый, с шелковистым блеском (191). От сходного ангидрита, имеющего твердость 3—4, отличается более низкой твердостью, равной 1,5—2. Широко применяется в строительстве. Путем обжига гипса из него удаляется 75% кристаллизационной воды, но если к обожженному строительному гипсу добавить воду, то он более или менее быстро вновь поглощает ее, восстанавливая свое первоначальное водосодержание, что сопровождается увеличением объема (эстрих-гипс, штукатурный гипс). На этом основывается техническое использование гипса в качестве цемента и вяжущего материала. С недавнего времени из гипса стали также вырабатывать легкие стройматериалы, которые применяются при внутренних отделочных работах. Мелкозернистая разновидность гипса, высоко ценимая скульпторами, называется алебастром (27). Места проявления: Гарц (ФРГ и ГДР), Тюрингия (ГДР), Бавария (ФРГ), Зальцбург и Каринтия (Австрия). Образцы: 191 из Остероде (Гарц, ФРГ), 192 — из Стасфурта (ГДР).
[Большой популярностью пользуется уральский желтый волокнистый гипс — селенит, из которого камнерезами Кунгура изготовляются многочисленные изделия мелкой пластики. — Пер.]

КАРБОНАТНЫЕ ПОРОДЫ — собирательный термин, применимый к любым горным породам, сложенным карбонатами кальция и магния: известковым туфам, органогенным известнякам, доломитам, метаморфическим породам — мраморам и др. Известняк — широко распространенная осадочная порода. Образуется при участии организмов в морских бассейнах; деятельность организмов сопровождается физикохимическими процессами.
Водоросли, брахиоподы, фораминиферы, кораллы, двустворчатые моллюски и улитки строят из растворенной в воде углекислой извести свои скелеты, панцири, раковины; после отмирания организмов они целиком, или их скелетные остатки, или, наконец, продукты полного распада — известковый ил — опускаются на морское дно. В одних известняках присутствие окаменелых твердых частей организмов устанавливается непосредственно, в других остатки раковин целиком разрушены и, кроме того, слегка перекристаллизованы в результате диагенеза.
При сильном метаморфическом преобразовании карбонатных отложений породы становятся крупнозернистыми, сахаровидными (194). В петрографии такие метамор- физованные известняки называют мрамором (или кристаллическим известняком) и относят к группе метаморфических пород, метаморфитов. Вместе с тем в металлургии и строительной индустрии прочные, пригодные для полировки известняки тоже называют мрамором. В действительности определенной границы между метаморфическими мраморами, мраморизованными и мраморовидными известняками нет, так что неспециалисту различить их зачастую бывает трудно.
192. Известняк Валгаллы — желтоватый юрский известняк (название связано с тем, что из него построен пантеон Валгалла близ Регенсбурга. — Пер.). Образец из Регенсбурга, Бавария, ФРГ.
193. Меловой известняк, мел (писчий мел) — мелкозернистый известняк, построенный из раковинок кокколитофорид. Мел имеет непрочное мучнистое сложение; он часто содержит кремневые желваки (конкреции) — «журавчики». Образец из Шампани, Франция.
194. Мрамор (кристаллический известняк) — метаморфизованный известняк типичного сахаровидного облика; относится к метаморфитам. Образец с гор Фихтель, Бавария, ФРГ.
195. Доломит песчанисто-зернистого облика. Образец с гор Фихтель, Бавария, ФРГ.

Горы, сложенные известняками и доломитами; для них характерны крутые обрывистые склоны и зубчатые скалистые гребни.

Известняк — мономинеральная порода, состоящая из кальцита (стр. 34); обычно в нем присутствуют различные примеси. Существуют все переходы к другим типам осадочных пород. Цвет известняков обусловлен посторонними веществами — сам по себе агрегат кальцита белый. Как и минерал кальцит, известняк без труда царапается перочинным ножом. При взаимодействии с разбавленной соляной кислотой (НС1) известняк (СаСОэ) интенсивно «вскипает» вследствие выделения углекислого газа. Крупные формы рельефа в горных областях, сложенных известняками, отличаются отвесными обрывистыми склонами (стенами) и зубчатыми скалистыми гребнями хребтов. Слоистые известняки обычно залегают маломощными пластами. Слои расчленяются глубокими трещинами, непрерывно расширяющимися вследствие процессов растворения. Названия разновидностей известняков отражают присутствие в них остатков породообразующих организмов (нуммулитовые известняки), район распространения (лейтские — слагающие горы Лейта в Бургенланде, Австрия), структуру (оолитовые), примеси (железистые), характер залегания (плитняковые) и геологический возраст (триасовые).
Известняки распространены очень широко, из них построены целые горные цепи: Северные и Южные Известковые Альпы, Швейцарская, Швабская и Франконская Юра (Альба).
Промышленное применение известняков многообразно; в производстве сахара и селитры, соды и стекла, флюсующие добавки при плавке железных руд, в агротехнике для известкования почв, а также в строительной индустрии (как цементное сырье и для обжига извести: жженая известь — исходный материал для приготовления строительнЬш раствора). Известняк утратил свое прежнее значение в качестве строительного камня. Под воздействием агрессивных газообразных продуктов сгорания известняки в облицовке зданий соврегЛЬнных городов подвергаются интенсивному выветриванию. К тому же известняки неогнеупорны, а также неустойчивы при соприкосновении с морской водой.
Доломит похож на известняк по цвету, характеру примесей и условиям залегания. Состоит из минерала доломита (CaMgfC03]2). Доломиты образуются в морских бассейнах главным образом как вторичные продукты за счет известняков: растворенный в воде магний взаимодействует и вступает в соединение с кальцитом известняка. Этот процесс, называемый доломитизацией, ведет к полному уничтожению органических остатков. Для доломитов также не типична тонкая слоистость; они часто слагают мощные скальные утесы. От известняка доломит отличается тем, что вскипает с соляной кислотой только при нагревании. Доломит применяется в строительстве наряду с известняком, но в меньших масштабах, так как встречается реже. В природе доломиты обычно ассоциируют с известняками.
Пещеристый доломит — доломит, первоначально содержавший гипс, вследствие выщелачивания которого порода приобрела ячеисто-пористое сложение.
196. Криноидный известняк — известняк с отчетливо различимыми остатками морских лилий. Образец из Крайльсгейма, Вюртемберг, ФРГ.
197. Нуммулитовый известняк кайнозойского возраста. Образец из Бад-Тёльц, Бавария, ФРГ.
198. Коралловый известняк — полностью или почти лишенный слоистости (массивный) известняк, продукт жизнедеятельности кораллов, живущих колониями и строящих целые рифы. В виде крупных глыб коралловые рифы встречаются среди отложений более древних геологических эпох также в Альпах и в других известняковых горах Европы. Образец с гор Эйфель, ФРГ.
199. Массивный известняк — темно-серый известняк, совсем или почти лишенный слоистости. Образец из Гревенбрюка, Вестфалия, ФРГ.
200. Зольнхофенский плитняковый известняк (иногда его ошибочно называют золь- нхофенским сланцем) — желтоватая тонкослоистая осадочная карбонатная порода. Благодаря равномерно-мелкозернистой структуре отдельные отборные по качеству плиты используются для литографской печати (отсюда другое название породы — литографский сланец). Кроме того, его применяют для покрытия полов и облицовки стен. Плитняковые известняки часто несут моховидные украшения, так называемые дендриты. Это не растительные остатки или отпечатки растений, а выделения оксидов марганца. С миром растений они имеют столь же мало общего, как и морозные цветы на оконных стеклах. Они образуются при участии фильтрующейся воды, развиваясь преимущественно по стенкам трещин и на поверхностях напластования мелкозернистых известняков в результате предпочтительного роста вершин и ребер кристаллов. В зольнхофенских плитняковых известняках присутствует множество окаменелостей.
[В Московской и Владимиро-Суздальской Руси известняки использовались для строительства жилых и общественных зданий, храмов, крепостных сооружений с XII в. Камень добывался в каменоломнях и подземных выработках близ устья реки Пахры и по берегам реки Москвы, в окрестностях старинных сел Мячкова, Тучкова и Домодедова. Из подмосковных мячковских известняков возводилась в XIV—XVI вв. Москва-белокаменная. Ломки их сохранились до наших дней. Широко применялись известняки и при строительстве зданий и крепостных стен Владимира, Суздаля, Ростова Великого, Юрьева-Польского и других городов нынешнего Золотого кольца.
Известняки применяются не только как строительный камень, но и в качестве сырья для получения строительной извести и цемента, в сельском хозяйстве — для известкования почв, в химической, пищевой, стекольной, керамической и ряде других отраслей промышленности. По объему добычи известняки занимают одно из первых мест среди всех полезных ископаемых. — Пер.]

КРЕМНИСТЫЕ ПОРОДЫ — собирательное название кремнистых биогенных осадочных пород. Иногда к ним относят и кремнистый туф, имеющий неорганическое происхождение. Кремнистые породы образуются в озерах или в море из скелетов преимущественно одноклеточных организмов, таких, как кремневые водоросли (диа- томеи), кремневые губки и радиолярии. В рыхлых скоплениях и молодых уплотненных образованиях еще отчетливо различимы скелеты, построенные из аморфного опалового вещества; в более древних породах все следы органических структур стерты диагенезом. К числу кремнистых пород принадлежат кизельгур, трепел, кремнистый сланец, радиолярит и кремень.
Кизельгур (диатомовая земля) — рыхлое скопление многочисленных скелетных остатков кремнистых водорослей. Желтый до бурого; от примесей битумов становится темно-серым. Применяется как фильтрационная масса и для изготовления динамита, а также в качестве тепло-, звуко- и электроизоляционного материала. Месторождения: Люнебургская Пустошь (Нижняя Саксония) и массив Фогельсберг (Гессен) в ФРГ; шт. Калифорния (США).
Трепел (полировальный сланец, диатомовый сланец) — уплотненный кизельгур, окрашенный битуминозными примесями в серый цвет. Применяется как средство для чистки металлических предметов.
Кремнистый сланец (лидит) — древняя (палеозойская) кремнистая порода с хорошо выраженной слоистостью, состоящая из скрытокристаллического кварца — халцедона. Продукт диагенетической раскристаллизации аморфного опалового вещества диатомей и радиолярий. Лидиты — твердые и хрупкие породы красно-коричневого цвета; из-за примесей битумов становятся серыми до черных. Плотность 2,6. Черные лидиты используются как лучшие пробирные камни и точильные бруски. Месторождения в ФРГ: Рейнские Сланцевые горы, Гарц, горы Фихтель.
Радиолярит — кремнистая порода, в которой еще отчасти различимы формы радиолярий; обычно красная или коричневая. При метаморфизме превращается в яшму.
201, 202. Кремень — тонкозернистый пятнистый или полосчатый агрегат халцедона, скрытокристаллической разновидности кварца. Образуется из распавшихся скелетных остатков кремневых организмов, то есть из геля кремнезема, который, постепенно теряя воду и уплотняясь, превращается в опал и затем в халцедон. Часто содержит включения органических остатков. Цвет преимущественно серый до черного или бурый. Занозисто-раковистый излом. Плотность 2,6. Встречается в виде желваков (конкреций), главным образом в меловых известняках, никогда не образуя связных пластов. Характерна белая пористая поверхностная корка (но это — не известняк!). В каменном веке кремень благодаря высокой твердости (равной 7) служил важным материалом для изготовления оружия и орудий труда. В XVII в. применялся для высекания искры в кремневых ружьях. Ныне используется как шлифовальный и полировальный материал, а также в качестве мельничных камней для размола цемента. Места распространения: меловые скалы побережий острова Рюген (ГДР), Дании и Англии; в виде свободнолежащих камней и валунов, разбросанных по Северо-Гер- манской низменности. Образец — кремневые желваки (конкреции) с острова Рюген, ГДР.
203. Опал — аморфная масса, состоящая из кремнезема и воды и образовавшаяся из геля кремнезема — продукта распада скелетных остатков кремневых организмов. Твердость 5,5—6,5. Блеск тусклый до воскового и перламутрового, иногда стеклянный. Плотность 2,1—2,5. Встречается в виде прожилков, гнезд и корок. Цветные опалы являются ювелирными и коллекционными камнями. Опал обычно рассматривается среди минералов кремнезема (наряду с кварцем и халцедоном); он может иметь не только биогенно-осадочное происхождение, но часто образуется неорганическим путем как продукт химического выветривания силикатных пород, а также слагает натёчные образования гидротермального генезиса — гейзериты, кремнистые туфы. Места распространения: ЧССР, Мексика, США, Австралия. Образец^ огненный опал из Зибенгебирге, Рейнланд, ФРГ.

Ископаемые угли

Ископаемые угли (твердые каустобиолиты) имеют органическое происхождение и потому, согласно строгому определению, не являются настоящими горными породами. Но, с другой стороны, они представляют собой составную часть твердой земной коры и частично бывают изменены в такой степени, что их органическую природу уже невозможно установить, а потому эти образования причисляют к осадочным породам и рассматривают обычно совместно с ними. Каустобиолиты возникают путем так называемой углефикации скоплений растительного материала. Процесс углефикации состоит в постепенном повышении относительного содержания углерода в органическом веществе вследствие его обеднения кислородом (и в меньшей мере водородом). Повышенные давления и температуры, связанные с горообразующими и вулканическими процессами, вызывают диагенетические и метаморфические преобразования углей.
Химический состав каустобиолитов в %
Ряд углефикации С Н О N P+S
Сухое дерево 50 6 43 1
Торф 60 6 33 1 —
Бурый уголь 73 6 19 1 1
Каменный уголь 83 5 10 1 1
Антрацит 94 3 2 1 —
Графит 100 — — — —

Свойства твердых каустобиолитов
Каусто
биолиты Цвет Блеск Плот
ность Теплотворная
способность Содержание углерода, %
Торф Бурый Матовый 1,0 1500—2000 кал 55—65
Бурый уголь Буровато- (без блеска) Тусклый 1,2 (6280—8374 Дж) 2000—7000 кал 65—80
Каменный черный
Черный Жирный 1,3 (8374—29 308 Дж) 7000—8500 кал 80—93
уголь
Антрацит » Сильный металло 1,5 (29 308—35 588 Дж) 8500—9000 кал 93—98
Графит » видный
Металлический 2,2 (35 588—37 681 Дж) Не горит 98—100

204. Торф образуется из растений, разложению и гниению которых препятствует отсутствие доступа воздуха, отсеченного грунтовыми или болотными водами. Растительные остатки узнаваемы вплоть до деталей их строения. Распространен повсеместно. Образец — мелколистоватый торф из верховых болот Штифтсмоор, Нижняя Саксония, ФРГ.
205. Бурый уголь, диагенетически измененный в такой степени, что в нем сохранились и различимы лишь отдельные части растений. Месторождения: ГДР, ФРГ, ЧССР. Образец из земли Северный Рейн-Вестфалия, ФРГ.
206. Каменный уголь обычно имеет полосчатый облик; в нем обнаруживаются отдельные отпечатки растений. Месторождения: Верхняя Силезия (ПНР), Саксония (ГДР), Рурская область (ФРГ), Бельгия, Франция, Англия, Уэльс (Великобритания). Образец из Оберхаузена, Рурская область, ФРГ.
Антрацит — продукт столь сильной углефикации, что части растений в нем уже не распознаются. В остальном внешне он похож на каменный уголь.
Графит (37) — кристаллический углерод; это высокометаморфизованный уголь, но он может иметь и неорганическое происхождение.

.