/
Text
Ж №
MS
В.И. ЛЕБЕДИНСКИЙ
В УДИВИТЕЛЬНОМ
МИРЕ КАМНЯ
В. И. ЛЕБЕДИНСКИЙ
В УДИВИТЕЛЬНОМ
МИРЕ КАМНЯ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДРА»
Москва, 1973
293 _243]
™ 63 — 72 ©издательство НЕДРА 1973
(Ни ("*) —’
Светлой памяти отца,
наставника и друга
посвящаю книгу.
Мне хочется извлечь сырой,
на первый взгляд
неприглядный материал
из недр Земли
и в свете солнца сделать его
доступным человеческому
созерцанию и пониманию,
подобно красоте
благоухающих цветов.
А. Е. ФЕРСМАН
Первые встречи с камнем
Камень так же древен, как и наша планета Земля. Миллиарды
лет он был «вещью в себе», и только с появлением человека у камня
началась другая жизнь. Чем дальше развивалось человеческое общество,
чем больше человек осваивал природу, тем больше выявлялись полезные
качества камня.
Уже первобытный человек использовал камень как орудие труда. Ост-
рым камнем он рассекал тушу убитого животного, плоским растирал
зерна злаков, цветные и блестящие камни использовал для украшений.
Камень служил и надежным оружием первобытному человеку. Удачно
брошенный камень как бы удлинял руку охотника, поражая врага и убе-
гающего зверя.
Проходит много времени. Постепенно накапливая опыт, человек уже
не довольствуется случайной формой камня, а придает ему нужную фор-
му и размеры, изготовляя из него всевозможные орудия труда, обороны
и нападения. Первобытный человек уже знал некоторые особенности кам-
ня и умело ими пользовался. Из плотных вязких пород, сохранявших
цельность при сильных и многократных ударах, он изготовлял молотки.
Доисторический человек заметил, что некоторые камни (кремень, вулка-
ническое стекло) при умелом ударе раскалываются на кусочки с остры-
ми краями. Этот материал оказался незаменимым для изготовления но-
жей, наконечников стрел и копий, скребков и других вещей.
6
Первобытный человек в меру своих возможностей был специалистом
по камню. Он внимательно рассматривал валуны на берегу горной реки
и глыбы в осыпях у подножий гор, выискивая среди них нужные. Чисто
случайно заметил, что некоторые тяжелые камни на углях костра пла-
вились, затем, застывая, превращались в блестящий слиток. Потом он
обнаружил, что получившуюся из камня тяжелую жидкость можно вы-
лить в глиняную форму и таким путем получить нож, топор, наконечники
стрел и другие вещи.
В современную эпоху в жизни человека большое значение имеет ме-
талл, а чудесница химия дала удивительные пластмассы, нередко заме-
няющие камень. Но и теперь роль камня очень велика. Современная
жизнь немыслима без камня: он нужен при облицовке зданий, набереж-
ных, мостов, из камня высекают памятники. Без камня нельзя обойтись
при возведении любых домов, он необходим при прокладке дорог и т. д.
Известняк нужен для выжигания извести; из мергеля получают цемент;
фосфориты — ценнейшее сырье для получения минеральных удобрений;
из белой глины готовят фарфоровые и фаянсовые изделия, из обычной
глины — различные гончарные изделия, черепицу и кирпич.
В последнее время человек не довольствуется природными свойства-
ми камня, а искусственно изменяет их в своих интересах. На заводах
камень расплавляют, а затем огненную жидкость разливают в формы.
Охлаждая ее с разной скоростью, можно каменной отливке придать
нужные свойства. Некоторые сорта камня при нагревании сильно вспу-
чиваются, давая замечательный тепло- и звукоизоляционный материал.
В этом кратком очерке автор напомнил читателю многое из того,
что ему, наверное, хорошо знакомо. Но мир камня значительно многооб-
разнее, в нем очень много интересного, и далеко не все известно.
В мире животных и растений происходят непрерывные изменения и
различные превращения, которые мы называем жизнью. В мире камня,
на первый взгляд, все как будто бы остается неизменным, поэтому этот
мир еще называют «мертвой природой». Но в «неживой природе» тоже
все не вечно, и камни рождаются, мужают, старятся и затем исчезают.
Обо всем этом, о замечательном мире камня читатель узнает, прочитав
книгу.
Перейдем теперь к непосредственному знакомству с камнем. Сделаем
это на примере нескольких областей нашей страны с различными осо-
бенностями геологического строения.
7
В горах Крыма
Крым — один из чудесных уголков нашей необъятной Родины, край
с великолепной и живописной природой, чрезвычайно интересный для гео-
лога. Много удивительного скрыто в Крымских горах, пусть не очень
высоких и протяженных и не столь диких и трудно доступных, как Кав-
каз или Тянь-Шань. В ряде мест, особенно на Южном берегу, горы, ве-
личественно возвышаясь над морем, придают крымскому пейзажу особый
колорит и красоту. Реки проложили в горах глубокие ущелья, моря окру-
жили берега полуострова галечными и песчаными пляжами, солнце, дож-
ди и ветер сделали явными в скалах причудливые складки, жилы извер-
женных пород, кристаллы редких минералов и остатки животных давно
минувших эпох.
Крымские горы — пример складчатой горной цепи. Некогда на их
месте перекатывались волны огромного древнего океана Тетиса. На его
дне накапливались песок, ил, а ложе постепенно прогибалось. Здесь была
подвижная полоса земной коры, постепенно опускавшаяся (геосинкли-
наль). Затем она стала подниматься, освобождаясь от океанической
воды, образовав в конце концов поднятие, состоящее из смятых в склад-
ки слоев.
Чтобы познакомиться с крымским камнем, совершим экскурсию от
Симферополя к Южному берегу, спустившись к морю через Ангарский
перевал. Это будет путь по горной троллейбусной дороге Симферополь —
Алушта. На окраине города справа поднимаются обрывы желтовато-серых
скал. Это — Петровские скалы, участок одной из гряд Крымских гор, на
северном склоне которой стоит Симферополь. Скалы сложены плотными
известняками. Присмотревшись, мы заметим множество крупных и мел-
ких раковин вымерших животных — нуммулитов, живших в теплом море
55—60 миллионов лет назад. Сплюснутые раковины нуммулитов по фор-
ме и размерам напоминают трех- и пятикопеечные монеты (рис. 1), чем
и объясняется название раковин («нуммулюс» по-латыни монета). В из-
вестняке в изобилии встречаются крупные, размером с блюдце и даже с
тарелку, раковины устриц, внешне похожие на высоковольтные изо-
ляторы, раковины моллюсков нериней и остатки других морских жи-
вотных.
8
Рис. 1. Окаменевшая
многокамерная раковина
нуммулита в известняке.
Окрестности Сим-
ферополя
Что можно сказать о происхождении известняков Петровских скал?
В естественном залегании они образуют слои и пачки слоев, прослежи-
вающиеся на большом расстоянии. В них заключены остатки различных
животных, потомки которых в настоящее время живут в теплых морях. По
совокупности этих признаков известняки следует отнести к группе оса-
дочных пород, образовавшихся на дне моря в результате накопления из-
вестняковых раковин древних животных после их гибели.
У Симферопольского моря раскинулось село Лозовое. Рассматривая
с шоссе окружающий пейзаж, наше внимание привлечет буровато-зеленая
скалистая гряда, начинающаяся на правом берегу Симферопольского моря
и дальше соединяющаяся с крупным холмом. Во фронтальной части
гряды, обращенной к морю, находится старый, ныне заброшенный карьер,
а дальше мы увидим ряд действующих каменоломен.
Старым карьером вскрыта порода, которая по своему внешнему виду
и происхождению коренным образом отличается от известняков Петров-
9
ских скал. Это довольно тяжелая темная порода буро-зеленого цвета.
В одних участках она сохраняет однородность на больших расстояниях,
или, как скажет геолог, порода монолитна или массивна. В других участ-
ках она лишена сплошности и состоит как бы из ряда каменных шаров
и подушек, тесно примыкающих друг к другу и наползающих как куски
вязкого теста. Своеобразно и строение породы. На фоне тонкозернистой
массы, составные части которой невооруженным глазом совершенно не
различаются, видны серые и зеленовато-серые кристаллы полевого шпата,
в продольных сечениях прямоугольной формы. Такие крупные выделения
минералов правильной формы называют вкрапленниками, а структуру по-
роды в целом порфировой.
Порфировая структура породы, вскрытой карьерами у села Лозового,
и подушечное ее сложение не оставляют сомнения в том, что перед нами
ископаемая вулканическая лава. В далеком геологическом прошлом здесь
на дне моря действовал вулкан, время от времени извергавший раска-
ленную лаву. В одни моменты она вытекала сплошным потоком, в дру-
гие, при изменившейся обстановке, распадалась на гигантские капли, ко-
торые застыли в виде каменных шаров и подушек. Образование этой по-
роды началось на большой глубине в Земле, где ее вещество было жид-
ким. Из расплава при остывании начали выкристаллизовываться отдель-
ные минералы. Затем смесь из расплавленного вещества и кристаллов в
ходе вулканического извержения была выброшена на поверхность, где
быстро остыла и затвердела. Ранее выделившиеся кристаллы дали вкрап-
ленники, а не успевшая раскристаллизоваться лава застыла в виде плот-
ной тонкозернистой массы. Ее называют основной массой породы.
Порфировая порода карьера села Лозового образовалась из магмы.
Такие породы называют магматическими. Они возникают на поверхности
Земли и в ее глубинах, и разные условия приводят к очень важным раз-
личиям между ними. Среди магматических пород выделяют вулканические
породы, образовавшиеся на поверхности Земли, и глубинные, застывшие
на глубине. Порфировая порода, которая слагает гряду у села Лозового,
как раз и является вулканической породой.
Настоящий горный ландшафт начинается за большим селом Пере-
вальным. Отсюда лента шоссе длиной более десяти километров выводит
на Ангарский перевал. Справа — обрывы высокого известнякового плате
Чатыр-Даг, слева — отроги горы Демерджи. Скалистые обрывы Чатыр-
Дага сложены известняком, но форма скал в виде пиков, высоко подни-
10
маюшихся в небо, заставляет предположить, что чатырдагские известняки
не такие, как известняки Петровских скал. Действительно, известняки
Чатыр-Дага древнее, плотнее и крепче, местами напоминают мрамор. По-
этому они лучше сопротивляются разрушению и на местности выступают
в виде высоких скал и пиков. По своему происхождению чатырдагские
известняки, как и известняки Петровских скал, принадлежат к осадочным
породам, материал которых возник в основном за счет накопления из-
вестковых раковин вымерших животных, а также водорослей.
От Ангарского перевала до берегов Черного моря в основании Крым-
ских гор лежат иные породы, чем те, с которыми мы встречались до
сих пор. В обрывистых бортах дорожной выемки располагается полосча-
тая толща пород, состоящая из бесчисленно повторяющихся пластов пес-
чаников, алевролитов (тонкозернистых песчаников) и аргиллитов (окаме-
невших глин), смятых в складки. Слоистое строение толщи и присутствие
в ней раковин ископаемых морских организмов определенно говорят о
том, что песчаники и аргиллиты Южного берега Крыма представляют
собой окаменевшие морские пески и илы. Они, так же как уже упоминав-
шиеся известняки, принадлежат к осадочным породам. Но исходный ма-
териал песчаников и илов образовался путем механического раздробления
ранее существовавших пород, поэтому песчаники и аргиллиты следует от-
носить к так называемым механическим или обломочным осадочным
породам.
С особым видом горной породы можно познакомиться, поднявшись
на вершину Аю-Даг, или Медведь-горы — одной из самых примечатель-
ных гор Крыма. Этот огромный каменный горб, оканчивающийся круты-
ми обрывами к морю, сложен хорошо раскристаллизованной зернистой
породой. Состоит она из довольно крупных кристаллов распространенных
минералов — белого полевого шпата и черного пироксена, придающих
породе пятнистую окраску. Порода называется габбро-диабазом.
Равномернозернистое строение габбро-диабаза и правильная огранка
кристаллов свидетельствуют о том, что порода образовалась при засты-
вании магмы на глубине. Габбро-диабаз Медведь-горы относится к маг-
матическим породам, точнее к тем, которые кристаллизовались на глубине.
Их называют глубинными магматическими породами.
На склонах Медведь-горы видны и другие породы, как бы чехлом
одевающие габбро-диабазовый массив. При изломе они дают ребристые
острые края с гладким, как у рога, изломом. По этой особенности их
11
назвали роговиками. Роговики соединяют в себе признаки осадочных и
магматических пород. На осадочные породы они похожи своей слоисто-
стью, на магматические — высокотемпературны^ образованием слагающих
минералов и твердостью, а также ясно выраженным кристаллическизер-
нистым сложением. Такие горные породы, совмещающие в себе признаки
различного происхождения, называются метаморфическими, то есть пре-
образованными.
Долгое время происхождение метаморфических пород оставалось не-
ясным и вызывало разные толкования. В конце концов было установ-
лено, что эти породы по своему происхождению не первичны, а вторич-
ны, что они получились в результате переработки осадочных или магма-
тических пород под влиянием высокой температуры и повышенного дав-
ления в недрах Земли.
У скалистых обрывов Днепра
С породами, совершенно не похожими на крымские, мы встретимся
у скалистых берегов Днепра, например у города Днепропетровска. В кру-
чах правого берега Днепра, в парке им. Шевченко или немного ниже го-
рода у села Лоцмановки, на поверхность Земли выходят древнейшие
породы. Все они очень разнообразные: кристаллическизернистые, одно-
родные или полосчатые, темные или светлые.
На первое место по распространенности нужно поставить полосчатые
породы, в которых светлые полоски перемежаются с темными. Границы
между ними иногда настолько неясны и расплывчаты, что зачастую
трудно сказать, где кончается светлый прослой и начинается темный, и
наоборот. Светлые прослои розового или серого цвета, в них невоору-
женным глазом видны дымчатый кварц, розовый полевой шпат и черные
блестящие чешуйки слюды. Темные прослои сверкают слюдой, кроме того,
в них встречается серый полевой шпат и изредка кварц. Эти породы
называются мигматитами, образовались они на большой глубине, когда
под влиянием высокой температуры из метаморфических пород стал вы-
плавляться гранитный материал. Что было дальше? Капли расплава или
остались на месте или, продвинувшись, проникли в слабые участки мета-
12
морфического субстрата. Так возникли смешанные породы, состоящие из
первичного метаморфического материала, не успевшего расплавиться, и
новообразованных обособлений с внедрениями гранитного материала.
Пройдя по берегу Днепра вдоль скал, вы встретите участки исходных
метаморфических пород, из которых образовался мигматит. Это темно-
серые или почти черные кристаллические полосчатые породы, в них видны
серые кристаллы полевого шпата и темно-зеленые — роговой обманки с
характерным мерцающим блеском. Это и есть гнейс — метаморфическая
порода, образовавшаяся на больших глубинах под воздействием высокой
температуры и сильного давления вышележащих пород.
В составе мигматитов, кроме гнейсов, встречаются обособления гра-
нитов, иногда довольно крупные, и черно-зеленых амфиболитов, сплошь
состоящие из кристаллов амфибола. Амфиболиты — метаморфические по-
роды. Первоначально это были или вулканические породы, богатые маг-
нием и кальцием (так называемые лавы основного состава), или осадоч-
ные породы, также богатые магнием и кальцием (доломиты или извест-
няки с примесью доломита).
Познакомившись с кристаллическизернистыми породами круч над
Днепром у Днепропетровска, вы приходите к выводу, что область их рас-
пространения принадлежит к очень древним участкам Земли. Ведь все
осадки, некогда здесь отлагавшиеся в древнем океане, успели превра-
титься в породы совершенно иные — метаморфические. В пользу этого
вывода говорит и полное отсутствие следов органического мира. В них
нет отпечатков раковин и растений. Можно предполагать, что во время
образования этих пород органический мир еще не существовал.
Мигматиты вместе с гранитами, гнейсами и амфиболитами выходят на
поверхность Земли или же лежат неглубоко под маломощным слоем пес-
ков и глин на значительной территории Украины. Широкой полосой про-
тянулись они от Житомирской области на юго-восток до берегов Азов-
ского моря. Этот один из древнейших участков земной коры в гео-
логии называют Украинским кристаллическим щитом. Новейшие
исследования, основанные на изучении радиоактивных изотопов не-
которых элементов, показали, что возраст пород Украинского кристалли-
ческого щита очень древний. Например, мигматиты по р. Саксагаиь об-
разовались 2630 миллионов лет назад, гнейсы у села Репихово на
Криворожье — 2250 миллионов лет, гранит у города Шполы — 1700 мил-
лионов лет.
13
Возвращаясь к петрографическому составу горных пород, слагающих
Днепровские кручи, можно заключить, что здесь мы встретились с совер-
шенно иными породами, чем в Крымских горах. И это естественно. Ведь
участки Земли, на месте которых теперь находятся Крымские горы и Ук-
раинский щит, имеют разную геологическую историю, а значит, процессы,
ведущие к возникновению горных пород, были различными.
Итак, даже беглое знакомство с горными породами двух областей
нашей страны говорит об их чрезвычайно большом разнообразии. По осо-
бенностям своего происхождения горные породы разделяются на три
главнейших типа — осадочные, магматические и метаморфические.
Чаще всего на земной поверхности встречаются породы осадочного
происхождения. Очень трудно найти такие участки материков, где бы не
были распространены осадочные породы. Это говорит о том, что почти
все части земной поверхности раньше или позже в своей геологической
истории находились под водой. Однако не везде сохранился покров оса-
дочных пород. В ряде мест он размыт и разрушен после поднятия мор-
ского дна. Осадочные же породы, опустившиеся в глубины Земли, до
неузнаваемости изменились, превратившись в метаморфические. Осадоч-
ные породы лучше всего сохранились на равнинах, где они многосотмет-
ровым чехлом покрывают древний кристаллический фундамент. Участки
такого геологического строения называют платформами и впадинами (если
фундамент прогнут). Таковы, например, области Русской платформы, Си-
бирской платформы, Североамериканской платформы, Причерноморской
впадины и другие.
Меньше распространены на поверхности магматические породы. У них
четко выражена связь со складчатыми горными цепями. Магматические
породы очень разнообразны, но особенно широко распространены граниты
и некоторые вулканические породы — базальты, андезиты, спилиты и дру-
гие. Граниты часто образуют большие тела или массивы, протяженностью
в десятки, а то и в сотни километров, например, в складчатых хребтах
Кавказа, Урала, Саян, Колымы, Индигирки и других районов. В этих же
участках всегда встречаются породы, образованные в связи с деятель-
ностью древних и молодых вулканов, например, в Карпатах, на Кавказе,
на Урале, на Алтае, в Саянах, в горах Дальнего Востока.
Метаморфические породы встречаются преимущественно в древних,
внутренних частях материков, образуя упомянутые выше «щиты», окру-
женные более молодыми отложениями. Такие щиты известны в Европе
14
Рис. 2. Строение земной коры под материками и океанами. По В. Е. Хайну
1 — вода; 2 — гранитный слой; 3 — осадочный слой; 4 — базальтовый слой; 5 — про-
межуточная оболочка (мантия) Земли
(Балтийский и Украинский), в Азии (Алданский, древние массивы Казах-
стана, Северной Индии), Канаде и других местах. В щитах породы осо-
бенно метаморфизованы, зачастую до неузнаваемости — это гнейсы, слан-
цы и мигматиты. Другая область распространения метаморфических
пород — центральные части складчатых гор, где они представлены различ-
ными сланцами, мраморами, кварцитами и другими породами.
Знания о горных породах в глубинах Земли не так определенны. Са-
мый достоверный материал о составе Земли до глубин 6—7 км мы полу-
чаем по результатам бурения скважин. Косвенные данные позволяют су-
дить со значительной вероятностью о составе более глубоких частей зем-
ного шара. Эти сведения дает геофизика и геохимия. Например, о неко-
торых физических свойствах вещества в глубинах Земли (плотность, маг-
нитность, электропроводность) можно судить, сопоставляя их со свойст-
вами горных пород на земной поверхности, внеся в них некоторые
поправки на возросшие температуру и давление. Так был сделан вывод
о том, что осадочные породы распространяются до глубины 3—4 км, а
метаморфические уходят вглубь на 15—20 км. Еще ниже лежит пояс маг-
матических пород. Верхнее место в нем занимают граниты и родственные
15
им породы, под ними лежат базалы ы, ниже — близкие к ним, но с мень-
шим содержанием кремнезема — так называемые ультраосновные породы
(РИС. 2).
Геология и ее ветвь — петрография
Горные породы слагают поверхность Земли и уходят вглубь на де-
сятки километров. Они являются предметом изучения геологии. Здесь
нужно уточнить, чем занимается эта одна из древнейших естественных
наук. Геология в широком смысле слова — наука о Земле. Но такое опре-
деление слишком общее, так как Земля является предметом изучения
ряда других наук — астрономии, геодезии, почвоведения, географии и т. д.
Поэтому правильнее сказать, что геология изучает верхнюю часть нашей
планеты, называемую земной корой, точнее ее состав, строение и про-
цессы, происходящие в ней с момента образования до наших дней.
Земная кора состоит из камней или горных пород. Одинаковое ли
значение имеют эти названия? Нет, не одинаковое. Камень — название
бытовое и техническое, в геологии оно не применяется. Геологи пользу-
ются понятием горной породы. Что же представляют собой горные по-
роды? Это твердые, мягкие, рыхлые и сыпучие массы, которыми сла-
гается верхняя оболочка Земли толщиной до 40—60 км. Таким образом,
горная порода в отличие от житейского понимания слова камень вовсе не
обязательно должна быть твердой. Поэтому к горным породам принад-
лежат не только гранит, известняк и другие крепкие породы, но и пла-
стичная глина и рыхлый песок.
От горных пород нужно отличать минералы — природные химические
соединения и самородные химические элементы. Они своего рода «кир-
пичи», из них построено «здание» горной породы. Минералы не образуют
больших скоплений. Они встречаются в виде отдельных зерен, хорошо
ограненных кристаллов, рассеянных в горных породах. В природе изве-
стно около 350 видов различных горных пород, но часто встречаются
только несколько десятков.
Широчайшее распространение горных пород, многообразие их соста-
ва и связь с ними многих полезных ископаемых не могли не привести к
16 ----------------------------------------------------------------k
/
появлению особой ветви в геологии. Такая наука существует с начала
второй половины XIX в. Эта наука — петрография, что в переводе с Древ-
негреческого означает «описание камня» (от слов «петрос» — камень; и
«графо» — пишу).
Более чем за столетний период петрографами изучены разнообразные
горные породы всех стран мира, и ныне, когда эта наука располагает
огромным фактическим материалом, интересы исследователей камня на-
правлены не столько на изучение свойств горных пород, сколько на вы-
яснение условий их происхождения, установление законов, управляющих
образованием и распространением горных пород во времени и простран-
стве. В последнее время многие специалисты предпочитают называть пет-
рографию петрологией, т. е. наукой о камне от древнегреческих слов
«петрос» — камень и «логос» — наука.
Без точных наблюдений
и исследований
нет и не может быть науки.
В. М. СЕВЕРГИН1
Как изучают горные породы
У многих людей, не имеющих прямого отношения к геологий, зна-
комство с горными породами часто начинается в геологических или крае»
ведческих музеях. Здесь, у застекленных витрин, за которыми лежат об-
разцы разнообразных горных пород и минералов, нередко можно встре-
тить и профессионалов-геологов. Они приходят в музей для того, чтобы
увидеть редкие образцы или познакомиться с монографическими коллек-
циями, результаты изучения которых опубликованы в специальных науч-
ных трудах.
Горные породы в натуре
Изучение горных пород, как правило, начинается не в музее. Ведь
граниты, известняки, песчаники и другие камни составляют естествен-
ные части земной коры, и их следует изучать там, где они находятся.
Работа петрографа начинается в экспедиции. В глухой тайге, в болоти-
стой тундре или высоких горах — везде можно встретить исследователя
камня. Петрограф пройдет многими маршрутами, прежде чем выяснит,
где какие горные породы залегают. Ему нужно не только собрать образцы
различных горных пород —это лишь часть дела. Ведь одни горные по-
роды занимают большие пространства, другие — маленькие участки.
18
Петрограф прежде всего должен выявить форму скоплений горных
пород. Они могут располагаться пластами, линзами, жилообразными внед-
рениями, а также огромными массивами. Необходимо также изучить воз-
раст соседних горных пород, учесть возможность применения их в на-
родном хозяйстве.
Петрографическая работа в экспедиции требует применения соответ-
ствующих инструментов. Для отбора образцов нужен геологический мо-
лоток и зубило, для определения состава и строения горных пород пет-
рограф использует лупу, при помощи горного компаса выясняет поло-
жение пластов осадочных пород, потоков лав и других геологических тел.
Для выяснения химического состава пользуется набором реактивов.
Однако горние породы, выходящие на поверхность Земли, дают да-
леко не полное представление об их распространении в земной коре. На-
пример, осадочные породы, сосредоточенные в нескольких верхних кило-
метрах земной коры, с глубиной исчезают.
Чтобы «заглянуть» в глубь Земли, петрограф использует результаты
глубокого бурения. С глубины до 6—7 километров получают образцы
горных пород. А ныне ученые планируют сверхглубокое бурение до
10—12 км.
Если же нужно получить данные о составе земной коры на глубине
в несколько десятков и даже сотен километров, петрограф обращается
к геофизикам. С помощью специальных приборов определяют физические
свойства каменного материала в недрах Земли, узнают его плотность,
магнитность, электропроводность, радиоактивность и т. д. Правда, по ним
не всегда однозначно можно сказать о конкретных горных породах. Од-
нако эти данные приобретают все большее значение, так как в последние
годы в лабораториях предпринято исследование свойств каменного ма-
териала под большим давлением и при высокой температуре, характер-
ных для земной коры в более глубоких частях земного шара. Геофизиче-
ские данные с учетом поправок на высокое давление и температуру по-
зволяют получить надежные сведения о горных породах в недрах
планеты.
Закончив экспедиционные работы, петрограф приобретает важнейший
материал для дальнейших исследований. В его распоряжении находятся
геологические карты и разрезы, на которых условными знаками и различ-
ными цветами обозначены участки распространения разных горных пород.
Каменная коллекция явится ценным источником для специальных иссле-
19
дований. Ведь в экспедиционных
многими специальными приборами
сложным оборудованием.
условиях петрограф не располагает
и лабораториями, зачастую с очень
Что можно узнать о горных породах в лабораториях
Горные породы изучают различными методами и с помощью разных
приборов. Прежде всего их наблюдают под микроскопом, определяют
химический состав и физические свойства. Уточняют возраст горных пород
по сохранившимся в них окаменелым ископаемым организмам. А если
их нет, тогда геологический возраст определяют при помощи радиоак-
тивных элементов, в небольших количествах содержащихся почти в каж-
дой горной породе.
Но это лишь самые общие сведения о главнейших направлениях изу-
чения горных пород в лабораториях. Расскажем о них подробнее. Наибо-
лее распространенный и, можно сказать, обязательный метод изучения
горных пород — исследование их под специальным микроскопом. Наблю-
дения в нем производятся не в обычном, естественном свете, а в плоско
поляризованном *, поэтому петрографический микроскоп называется по-
ляризационным. Рассматривают при этом не сами образцы горных пород,
а приготовленные из них так называемые шлифы — тонкие пластинки (в
среднем 0,27 мм), способные пропускать свет. В шлифах видны зерна
различных минералов, составляющих породу, выясняются их форма, раз-
меры, отношения друг с другом и иные особенности.
Важным дополнением к изучению шлифов под микроскопом служат
исследования минералов на особом приборе — универсальном столике
Федорова, названном так в честь его изобретателя, знаменитого русского
ученого Е. С. Федорова. На столике поляризационного микроскопа мы
видим минералы в случайных сечениях, что не всегда позволяет опре-
делить характерные свойства минералов. Вот тогда столик Федорова не-
заменим. В нем есть несколько колец, соединенных друг с другом и вме-
сте с тем вращающихся независимо. Вращая шлиф в разных плоскостях,
придают зерну минерала нужное положение и определяют оптические
* В плоско поляризованном свете в отличие от обычного колебания света упоря-
дочены и совершаются в одной плоскости.
20
свойства минерала. Этот метод позволяет провести полное оптическое
исследование минерала в одном зерне.
Как ни удобен поляризационный микроскоп, но в нем нельзя рас-
смотреть частички меньше 0,2 микрона (микрон — одна тысячная милли-
метра) — границы видимости мелких частичек в оптическом микроскопе.
Для изучения более мелких минеральных зернышек используют электрон-
ный микроскоп. В нем применяются не световые волны, а поток элек-
тронов. Электронный микроскоп позволяет получать увеличения в десятки
тысяч раз. Он оказался незаменим при изучении глин, коллоидных мине-
ралов и других веществ, состоящих из мельчайших частиц, для исследо-
вания которых возможности оптического микроскопа недостаточны.
При изучении горной породы во многих случаях нужно знать ее хи-
мический состав. Поначалу химические анализы использовались для оп-
ределения горных пород, особенно тонкозернистых и аморфных, о мине-
ральном составе которых нельзя судить в шлифе. Таковы, например,
вулканические стекла и глины. Теперь же химические анализы служат
для установления родства между породами разного состава. С их по-
мощью доказали, например, что граниты одной и той же местности, как
будто бы сходные по внешнему виду, отличаются друг от друга связан-
ными с ними рудами. Например, на Колыме с одними гранитами встре-
чается олово, с другими — золото. Однако изучение особенностей хими-
ческого состава этих гранитов показало, что они различаются по содержа-
нию окислов щелочей, глинозема и других компонентов.
При обычном химическом анализе горной породы определяют содер-
жания не всех химических элементов, а лишь двенадцати-пятнадцати, из
которых построены главнейшие минералы горных пород. Это кремний,
кислород, алюминий, железо, марганец, магний, кальций, натрий, калий,
фосфор, титан, сера, водород, углерод. Такие химические элементы назы-
ваются породообразующими. Абсолютное содержание их различно — от
10% и более (кремний, кислород, алюминий) и до десятых долей (марга-
нец, сера, фосфор).
В самое последнее время разработан способ определения химического
состава горных пород без того, чтобы вещество дробилось и вступало в
химические реакции с реактивами, как это обычно делается. Такой бес-
контактный метод определения химического состава, в частности, был при-
менен на «Луноходе-1» — советской автоматической научно-исследователь-
ской станции на Луне.
21
«Луноход-1» оборудован специальным прибором РИФМА для опре-
деления химического состава лунного грунта. Название прибора отражает
принцип его действия и расшифровывается следующим образом: рентге-
новский изотопный флуоресцентный метод анализа. Действие его осно-
вано на следующем. Излучаемые прибором рентгеновские лучи ионизи-
руют атомы различных элементов, входящих в состав лунного грунта.
Возникают излучения, отвечающие ряду определенных химических элемен-
тов. При помощи пропорциональных счетчиков учитывают излучение и
замеряют энергию. Эти данные позволяют определить, какие элементы и
в каком количестве содержатся в лунном грунте.
В горные породы входят не только породообразующие элементы, но
и такие, содержание которых меньше десятых долей процента в десятки,
сотни и тысячи раз. Это «малые» элементы. Они не образуют самостоя-
тельных минералов, а входят как примеси в состав главных минералов.
И тем не менее малые элементы придают горным породам характерные
черты. Оказывается, например, что граниты одних мест обогащены бором,
других — оловом и т. д. Знание содержания малых элементов позволяет
разобраться в особенностях состава горных пород. Более того, эти данные
нередко указывают и на возможно связанные с ними полезные иско-
паемые.
Малые элементы определяют не только химическим путем, но и дру-
гими методами, в частности спектральным и полярографическим.
Спектральный анализ основан на том, что свет, прошедший через рас-
каленные пары вещества, а затем через трехгранную призму распадается
на ряд тонких цветных линий — линейный спектр. Известно, что у каж-
дого химического элемента есть свой, отличный от других элементов
спектр. Эта особенность явилась основой необычайно высокой чувстви-
тельности спектрального анализа. Многие элементы определяются с точ-
ностью до 0,0001—0,00001%, что соответствует содержанию 1,0—0,1 г эле-
мента в одной тонне горной породы.
Полярографический метод анализа изобретен в 1925 г. Поляро-
граф — небольшой компактный автоматический фоторегистрирующий при-
бор, записывающий ход электролиза. Предварительно анализируемое
вещество растворяется в электролите. Постепенно увеличивают напряже-
ние электрического тока до тех пор, пока не начнется электролиз, ход
которого автоматически записывается на диаграмме — полярограмме. По
ее форме узнают, какие элементы и в какой концентрации находятся в
22
растворе. Чувствительность полярографического анализа очень высокая,
этим путем можно определять вещества, находящиеся в количествах до
0,0001%.
Существует также особый метод изучения горных пород, основанный
на физико-химических превращениях вещества при нагревании (термиче-
ский анализ). Применяется он к горным породам и минералам, изменяю-
щим при нагревании свои свойства. Эти изменения сопровождаются
выделением или поглощением тепла, улавливаемые при помощи автома-
тического прибора — пирометра, изобретенного академиком Н. С. Курна-
ковым. На термической кривой записывается разность скоростей нагре-
вания исследуемого материала и какого-нибудь нейтрального образца, не
испытывающего при этом преобразования. Поэтому изменения в скорости
нагревания двух веществ отразятся изломами на плавном графике. При
поглощении тепла на нем появится резкое понижение, при выделении —
четко выраженный пик. Термический анализ является важнейшим мето-
дом изучения горных пород, состоящих из тончайших частичек, неразли-
чимых в шлифах, таких как глины, бокситы, некоторые железные руды
и др.
Точная характеристика горных пород складывается также из углуб-
ленного изучения минералов. И тогда нередко нужны данные о внутрен-
нем строении минералов. Это значит, что необходимо выяснить располо-
жение атомов или ионов в кристаллической постройке, установить, на
каких расстояниях они находятся друг от друга. Такие сведения полу-
чают, изучая минералы с помощью рентгеновских лучей. Для этого через
кристаллы пропускают невидимые очень короткие электромагнитные волны
(с длиной волны в тысячи раз меньшей длины волн видимого света).
Они проходят беспрепятственно в местах, где нет атомов или ионов, и
отклоняются от своего направления при встрече с ними. Лучи за кристал-
лом фотографируются на пленку. Получается рентгеновский снимок кри-
сталла, состоящий из множества пятнышек, следов рассеянных лучей. По
снимку определяют расположение элементарных частиц и особенности
строения вещества. Рентгеноструктурному анализу минералов принадле-
жит очень большая роль, он не только открыл перед исследователями
мир частиц в кристалле, но и позволил связать свойства кристаллов с их
внутренним строением.
Еще пять-семь лет назад пределом исследований минералов было
установление внутреннего строения кристаллов при помощи рентгенов-
23
Рис. 3. Диаграмма абсолютно*
го возраста Земли и геологи-
ческих периодов (в миллионах
лет)
ских лучей. Но в последние годы на стыке физики и наук о природном
веществе — минералогии, петрографии и геофизики — возникло новое
научное направление — физика минералов. Главная ее задача состоит в
изучении электронной структуры и электронных свойств минералов. Новое
направление обусловило и новые методы изучения физических явлений—
радиоспектроскопию.
Достоянием широких кругов геологов стало определение абсолютного
возраста минералов и горных пород, основанное на распаде радиоактив-
ных элементов. Известно, что уран, актиноуран и торий, испытывая ряд
превращений, идущих независимо от внешних условий, в конечном счете
дают особый изотоп свинца. Зная периоды полураспада радиоактивных
элементов и измерив количество начальных и конечных членов радиоак-
тивных рядов, содержащихся в минералах, можно определить их возраст.
Это так называемый «свинцовый» метод определения абсолютного возра-
24 -----------------------------------------------------------------
ста. В последние годы арсенал абсолютной геохронологии значительно
расширился. Применяется аргоновый метод (расчет ведется по аргону,
выделяющемуся при распаде радиоактивного калия), стронциевый (по
стронцию, образующемуся при распаде радиоактивного рубидия) и ДР-
Использование «радиоактивных» часов очень важно для определения
ритма древних геологических процессов, оно поставило на прочную основу
цифровое выражение геологического времени. На рис. 3 в виде спирали
показана продолжительность геологических эр и периодов по данным
радиогеологических исследований. Геологический возраст Земли равен
примерно 5 миллиардам лет.
Слоистые породы
покрывают большую часть
земной коры
и носят чрезвычайно
разнообразный характер.
М. НЕИ МАИ Р*
Осадочные горные породы
Осадочные породы — это горные породы, которые образовались на
поверхности Земли или вблизи ее за счет материала, полученного при
выветривании и за счет жизнедеятельности организмов. Процесс возник-
новения осадочных пород протекает длительное время и делится на не-
сколько этапов.
Сначала образуется осадочный материал. Скалы разрушаются под
влиянием воздуха, воды и льда, колебаний температуры и жизнедеятель-
ности организмов. Прочные камни дробятся на мелкие куски, и часть
вещества переходит в раствор. Все это и есть осадочный материал. Ча-
стично он остается на месте, но основная масса уносится водой, ветром,
льдом, под влиянием силы тяжести. Транспортирующая сила где-то ис-
сякает и материал разрушенных пород задерживается. Так образуется
осадок, рыхлый и пропитанный водой. Но это только прообраз будущей
горной породы. Постепенно из осадка уходит вода, изменяются строение
и минеральный состав и только в конце этого длительного процесса обра-
зуется горная порода.
Осадочные породы очень широко распространены на поверхности
Земли. Они почти сплошным чехлом покрывают сушу и, как показали
океанологические исследования, образуют мощные толщи на дне океанов
и морей. Велико разнообразие осадочных пород. Познакомимся с наиболее
важными из них.
Австрийский геолог второй половины XIX в.
26
Обломочные породы
Название этих пород отражает их главнейшую особенность — они со-
стоят из обломков горных пород и минералов. А так как обломки обра-
зуются при раздроблении камня, т. е. механическим путем, обломочные
породы нередко еще называют «механическими». Насчитывается множе-
ство видов этих пород.
Плотные обломочные породы, состоящие из угловатых кусков, называют
брекчиями. Как возникли эти породы, материал которых не обладает
сплошностью, а представлен обломками горных пород? Брекчии образу-
ются путем естественной цементации скоплений глыб и щебня, накапли-
вающихся у подножий высоких гор и у крутых каменистых морских бе-
регов или при взрывах вулканов (рис. 4). Обломочный материал
возникает и в недрах Земли, в участках, где земная кора под большим
давлением разрывается с дроблением каменного материала. Брекчии при-
влекают пристальное внимание геологов, ведь в промежутках между об-
ломками пород некогда циркулировали насыщенные минеральным веще-
ством подземные воды, оставившие после себя в пустотах различные
минералы, и в том числе минералы золота, меди, ртути и других ме-
таллов.
Конгломераты близки к брекчиям, но отличаются сглаженными кон-
турами обломков. Поскольку плавные очертания обломков возникли при
окатывании камня на дне моря у берега или в русле быстрой реки, кон-
гломераты служат надежным указателем древней морской береговой
линии или ископаемых горных рек. Среди конгломератов в зависимости
от размера обломков устанавливается «иерархический» ряд: валунные
(поперечник обломков более 100 мм), галечниковые (100—10 мм) и гра-
вийные (10—1 мм).
Внешне конгломераты как будто непривлекательны, а между тем мно-
гие из них очень декоративны. Представьте себе полированный зеркаль-
но блестящий камень с мозаичной поверхностью. На ней, словно крупные
разноцветные пятна, выделяются куски серого известняка, красного гра-
нита, фиолетового порфирита и других ярко окрашенных горных пород.
Это и есть декоративный конгломерат. Такова, например, порода из
Джархеча в Армении, плитами которой выложены полы в ряде зданий
Еревана.
27
Рис. 4. Вулканическая
брекчия с Карадага,
Крым. Обломки вулка-
нических пород сцемен-
тированы тем же, но
мелко раздробленным
материалом. Длина об-
разца 10 см
К обломочным породам наряду с брекчиями и конгломератами при-
надлежат и песчаные породы, но в них размер обломков меньше — от
1,0 до 0,1 мм. Поэтому обломки в песчаниках представлены не кусочками
пород, а зернами минералов. Рыхлые песчаные породы — это всем хоро-
шо известные пески. Прочные (сцементированные) пески называются пес-
чаниками. Встречаются и более мелкозернистые породы с размерами
обломков от 0,1 до 0,01 мм. Они называются алевритами.
Пески образуются в разнообразных условиях. Они часто возникают
в прибрежной части моря и состоят из одного размера хорошо окатан-
ных песчинок с гладкой поверхностью. Речные пески сортированы хуже,
к тому же часть зернышек угловатая.
Очень много песка сосредоточено в песчаных пустынях, образо-
вавшихся путем перевевания речных отложений. Постоянно дующие
ветры сортировали обломочные частицы — поднимали в воздух и далеко
28
уносили глинистые частицы, перекатывали песчаные, тогда как более
крупные гравийные зерна оставались на месте. Поэтому пески пустынь
хорошо сортированы и в них нет примеси глинистых и гравий-
ных частиц.
В пустынях иногда встречается необычная галька. В отличие От реч-
ной и морской гальки со сглаженными плавными контурами, она огра-
нена. Каждая «грань» пустынной гальки плоская и гладкая, прекрасно
отшлифованная бесчисленными ударами песчинок. Кроме отшлифованных
плоскостей также встречаются одна или две стороны без следов ветровой
обработки с шероховатыми поверхностями. Ветрогранники образовались
из обычной «водной» гальки, принесенной в пустыни временными водо-
токами с окружающих гор под действием ветра.
Геологи установили, что ребра ветрогранников параллельны направ-
лению господствующих ветров. При этом шлифовке одновременно подвер-
гались две грани, ориентированные длинными осями по направлению
ветра. Это наглядно видно в Туркменистане, в предгорьях Копет-Дага,
где ребра ветрогранников направлены на северо-запад, по курсу господ-
ствующих здесь ветров.
По ветрогранникам выясняют климатические условия прошлого. По
ориентировке ветрогранников определяют направление, по степени обра-
ботки каменной поверхности — силу господствовавших ветров.
Минеральный состав песков несложен, он хорошо изучен. И все-таки
с песками связаны некоторые явления, до сих пор остающиеся загадоч-
ными. Например, звучание песков. Оно чаще всего возникает при опол-
зании крутых песчаных откосов под действием слабого ветра. Звуки
раздаются и при ходьбе по увлажненному песку. «Поющие» пески обна-
ружены на берегах Байкала, на Кольском полуострове, Рижском взморье,
на пляжах в Днепропетровске и в ряде мест за рубежом.
Единого мнения о причине звучания песков нет. Одни ученые счи-
тают, что звуки рождаются при трении друг о друга кварцевых песчи-
нок. Другие полагают, что «пение» вызвано расширением и сжатием зерен
при движении песка. Английский ученый Р. Бегнольд математически про-
анализировал движение песчинок по склонам дюн и установил, что при
этом происходит быстрое сжатие и расширение песчинок нижележащего
слоя, когда на него обрушиваются песчаные лавины. Такие попеременные
сжатия и расширения порождают вибрацию воздуха, которую человече-
ское ухо воспринимает как совокупность музыкальных звуков.
29
Пески используются в самых различных целях. Они нужны при изго-
товлении стекла, фарфора, бетона, кирпича, входят в состав формовочного
материала для литья в металлургии и т. д. В некоторых песках концен-
трируются самородное золото и платина, минералы, богатые оловом,
вольфрамом, торием, церием и другими ценными элементами. Такие
пески — месторождения полезных ископаемых. Называются они россып-
ными месторождениями или проще — россыпями.
Нужны народному хозяйству и сцементированные песчаные породы —
песчаники. Многие из них обладают высокой прочностью и используются
при строительстве зданий и дорог. Песчаники, окрашенные в различные
цвета, применяются как облицовочный камень.
В пустынях и полупустынях выветривание создает огромную массу
пыли. Пустыни — своего рода «фабрики» пыли. Ветер поднимает мине-
ральную пыль в воздух и уносит на многие десятки и сотни километров,
а затем осаждает ее на окраинах пустынь. Так возникли толщи пород
мощностью в десятки и сотни метров, названные лёссом, или желтоземом.
Лёсс — серо-желтая связная, но малопрочная порода. Она широко
распространена, например, в степных областях Украины. Состоит лёсс
из пылеватых скоплений кварца и полевого шпата, связанных между со-
бой глинистым веществом и минеральными солями. В лёссе много мелких
округлых пустот, придающих породе легкость. Он легко разрушается про-
точной водой, и в нем возникают глубокие овраги с вертикальными стен-
ками, напоминающие ущелья.
Лёсс имеет большое значение в народном хозяйстве. На нем форми-
руется одна из самых плодородных почв — чернозем. Из желтозема по-
лучают отличный красный кирпич. На лёссе возводят дома и заводы,
прокладывают дороги и каналы, устраивают водохранилища. Но не нужно
забывать о коварных свойствах этого грунта. В противном случае воз-
можны большие неприятности — появление трещин в стенах домов, наклон
зданий, возникновение провалов с обрушением домов.
Все эти неприятности объясняются растворимостью лёсса. Вода легко
проникает в пористую породу, растворяет соли на контактах между ча-
стицами и разрушает скопления пылеватых частиц. Пылеватые частички
занимают более компактное положение, порода доуплотняется и сокра-
щается в объеме. С опасными деформациями лёссовых грунтов успешно
борются. В скважины пускают, например, раскаленный воздух, после чего
грунт обжигается и не размокает. Используются и химические методы
30
укрепления. Лёсс пропитывают щелочным раствором силиката натрия,
который вступает в реакцию с заключенным в породе кальцием, образуя
гель кремниевой кислоты, «намертво» цементирующий частички лёсса. Та-
ким методом был укреплен грунт под фундаментом театра оперы и балета
в Одессе и фундаменты 120-метровых промышленных труб в Запорожье.
Породы, долгое время остававшиеся загадочными
Песчаные и алевритовые породы, о которых только что шла речь,
принадлежат к обломочным породам с самым мелким размером частиц.
К ним по размеру минеральных частиц примыкают другие широко рас-
пространенные породы — глины, но состоят они из минеральных частиц
не обломочного происхождения. Размер глинистых частиц обычно меньше
0,001 мм.
Ничтожные размеры минеральных частиц глин, или, как говорят, силь-
ная дисперсность этих пород, была причиной того, что до недавнего вре-
мени об их составе знали очень мало. Размер глинистых частиц настолько
ничтожен, что в поляризационном микроскопе при самом сильном увели-
чении (до двух тысяч раз) видны только какие-то точки, о которых нельзя
сказать ничего определенного. Не помогал и химический анализ, посколь-
ку не было уверенности в том, что глина состоит из одного минерала, а
не из смеси нескольких.
Минеральный состав глин начал выясняться при сопоставлении их
химического состава и кривых нагревания с составом и кривыми нагре-
вания хорошо окристаллизованных разновидностей таких минералов, как
каолинит, монтмориллонит и некоторых других. Точные данные о составе
глин были получены после применения рентгеноструктурного анализа и
наблюдений с помощью электронного микроскопа (рис. 5). Теперь извест-
но, что состав и характерные особенности глин определяют несколько
тонко дисперсных минералов, называемых глинистыми. Главными являются
каолинит, монтмориллонит, гидрослюда и палыгорскит. Кроме того, су-
ществуют промежуточные, так называемые смешаннослойные образова-
ния, состоящие из элементарных частиц двух или нескольких глинистых
31
Рис. 5. Каолинит под электронным микроскопом
минералов, повторяющихся в определенном порядке. Как примесь в гли-
нах встречаются зернышки кварца, полевых шпатов, слюд и некоторых
других минералов. По химическому составу глинистые минералы принад-
лежат к алюмосиликатам и состоят из кремния, алюминия, кислорода и
водорода. В некоторых из них еще содержатся железо и магний (монт-
мориллонит), магний (палыгорскит) или калий (гидрослюда). Кристалли-
ческие решетки большинства глинистых минералов слоистые.
Глинистые минералы образовались путем выветривания горных пород
с полевым шпатом и слюдой. Пропитывающая горные породы вода с рас-
творенными в ней кислородом, углекислым газом и различными веществами
химически разлагала полевые шпаты и слюду и замещала их глинисты-
ми. Иногда глинистые минералы оставались на месте своего образования,
где природа разрушила их «прародителей». Так возникли «первичные»
или «остаточные» залежи глины, обычно мощные (до нескольких десятков
метров), занимающие большие площади. Однако большая часть место-
рождений первичных глин под действием воды, ветра, движущихся лед-
ников была размыта, а глинистые минералы перенесены на далекие рас-
32
стояния. В местах, где скорость водных потоков и ветров уменьшалась,
глинистые минералы отлагались и накапливались, при благоприятных
условиях сохранившись в виде относительно небольших залежей слои-
стого строения. Это и есть месторождения вторичных глин.
Глинистые минералы устойчивы в определенных географических ус-
ловиях и по ним можно восстановить древние географические обстанов-
ки, в которых образовались глины и сопровождающие их породы. Као-
линита много в пресноводных отложениях, накапливающихся в условиях
теплого влажного климата. В наземных отложениях сухой и жаркой
зоны господствует монтмориллонит. Много его и в морских отложениях.
В отделенных от открытого моря лагунах с сильно засоленной водой при
жарком и сухом климате в изобилии появляется палыгорскит. И только
гидрослюды не имеют своего «лица», они сопутствуют всем глинистым
минералам.
Глины — важное полезное ископаемое, находящее самое разнообраз-
ное применение. Каолин — обязательная составная часть смеси, из кото-
рой изготовляют фарфор. Это белая, жирная на ощупь, мало пластичная
и очень огнеупорная глина (плавится при температуре около 1750° С
Каолин как превосходный наполнитель используется в бумажной, парфю-
мерной, мыловаренной и резиновой промышленности.
Гидрослюдистые глины не огнеупорны и в основном идут для полу-
чения грубой керамики — кирпича, черепицы, гончарных изделий и пр.
Монтмориллонитовые глины окрашены в зеленоватый или желтова-
тый цвет, обладают восковидным блеском, легко поглощают воду и при
этом сильно разбухают. От других глин они отличаются способностью
извлекать примеси из жидкостей, твердых веществ, шерсти. Монтморилло-
нитовые глины прекрасно очищают нефтяные продукты, растительные
масла, уксус, вино, фруктовые соки и др. В текстильной промышленности
они издавна применяются для обезжиривания шерсти и известны под
названием сукновальных глин.
В последние десятилетия огромные массы монтмориллонитовых глин
используются в буровой технике. На обширной территории нашей страны
при поисках и разведке полезных ископаемых бурится огромное число
скважин. И почти в каждую из них нагнетается водный раствор глины,
он укрепляет стенки скважины и выносит на поверхность обломки вы-
буренной породы. Лучшим материалом для приготовления глинистых
растворов служат монтмориллонитовые глины. О масштабе их примене-
К стр. 18
33
ния наглядно свидетельствуют следующие данные. В СССР в 1975 г. пла-
нируется использовать для этого 2500 тыс. т высококачественных монтмо-
риллонитовых глин, что составит 24% от всей добычи в стране.
Менее всего распространены палыгорскитовые глины. Состоят они из
своеобразного глинистого минерала палыгорскита, отличающегося от всех
остальных волокнистой формой. Под электронным микроскопом видно,
что его волокна часто собраны в пучки, кристаллы нередко изогнуты, а
их концы заострены. В последнее десятилетие было открыто и изучено
уникальное по своим огромным запасам месторождение палыгорскитовых
глин в Черкасской области (Украина). Эта глина используется в строи-
тельстве как тепло- и звукоизоляционный материал.
Кроме того, палыгорскитовые глины незаменимы для изготовления
глинистых растворов при проходке буровых скважин в толщах каменной
соли и других легко растворимых в воде минералов.
Глинистые почвы, когда на них возводят различные сооружения, мо-
гут быть очень коварными. Дело в том, что они, несмотря на кажущуюся
плотность, — высокопористые породы. И хотя пористость их весьма зна-
чительна (от 40 до 60%), но без лабораторных исследований она не обна-
руживается. Объясняется это микроскопическим размером пор (1—5 ми-
крон). В природных условиях микропоры обычно заполнены влагой. По-
ристость глин приводит к тому, что при возведении на них тяжелых зда*
ний грунт сжимается под весом сооружений, уплотняется и оседает. Если
осадка идет неравномерно, здания становятся наклонными, «падающими».
Известна падающая башня в итальянском городе Пизе. За время с 1174 г.
до середины XX в. башня осела с одной стороны на 3,2 м, с другой — на
1,6 м. Незадолго перед второй мировой войной осадка илисто-глинистого
грунта прекратилась. Во время военных действий на площадь, где стоит
башня, упали бомбы. Взрывы вызвали сотрясение почвы, грунт «ожил»,
и вновь начал увеличиваться наклон башни. Сейчас отклонение верхушки
башни от вертикальной оси достигло 4,9 м. Если не будут предприняты
энергичные меры, башня неминуемо упадет.
Другим интересным, но менее известным примером «падающего» зда-
ния является башня Сюмбеки в Казанском Кремле, построенная в
XVII в. Это стройное семиярусное высотой 58 м здание из красного обож-
женного кирпича возводилось на дубовых сваях, часть которых со време-
нем опустилась. Поэтому башня отклонилась от вертикальной оси на
169 см.
2 В. И. Лебединский
34
Породы, рожденные в море
В море химическим и органическим путем образуется множество
горных пород. По химическому составу они разделяются на железистые,
кремнистые, фосфоритовые, карбонатные, соляные и органические. Мы
расскажем о породах трех групп — карбонатных, соляных и органических.
Они наиболее наглядно иллюстрируют свойства и происхождение горных
пород химического и органического происхождения.
Карбонатные породы содержат карбонаты — минералы, являющиеся
солями угольной кислоты. Известно несколько десятков карбонатных ми-
нералов, но породообразующими являются только кальцит и доломит.
Из кальцита состоят широко распространенные в земной коре известняки,
из доломита — одноименная порода.
Известняки по происхождению делятся на органогенные и химические.
Органогенные известняки имеют остатки ископаемых раковин моллюсков,
скелетов, кораллов, стеблей морских лилий, известковых водорослей и
других организмов, обитавших на дне морей. Менее распространены из-
вестняки, образовавшиеся из водорослей и организмов, живших в толще
воды и перемещавшихся волнами и морскими течениями. Эти известняки
состоят главным образом из окаменевших водорослей и раковин корне-
ножек.
Известняки химического происхождения содержат кальцит, выпавший
в осадок химическим путем. Они имеют кристаллическое строение, в них
нет остатков организмов и залегают они в виде протяженных пластов.
Химические известняки в виде небольших шаров образуются в песчани-
ках, глинах и других породах.
Иногда кальцит накапливался одновременно органическим и химиче-
ским путем, поэтому встречаются известняки смешанного происхождения.
Наиболее наглядно это можно проиллюстрировать на примере мела —
породы несомненно органического происхождения (под микроскопом в нем
видны многочисленные остатки морских водорослей с известняковым пан-
цирем и других одноклеточных организмов), но с примесью кальцита хи-
мического происхождения.
Известняк — довольно прочная стойкая порода, кажущаяся нераство-
римой (ведь он используется как бутовый камень для фундаментов). Од-
нако не все знают, что известняк растворим в воде. Кальцит растворяется
35
Рис. 6. Известняк с пустотами — следами растворения камня водой. Гора Чатыр-Даг
в количестве одной части по весу на 10 800 частей воды, а в воде с уг-
лекислотой, заимствованной из воздуха, растворимость его повышается
в 30—40 раз. В течение геологического времени влага, просачивающаяся
по трещинам, постепенно растворяет углекислый кальций и уносит его с
собой. Трещины расширяются (рис. 6), превращаются в лабиринты узких
ходов, каверны и естественные колодцы. Потом внутри известняковых
массивов возникают пещеры, а на поверхности — воронки и впадины. Этот
процесс постепенного и медленного разъедания массивов известняков под-
земными водами называется карстом.
Однако разрушение горных пород — только одна сторона карстового
процесса. Чуть только немного изменится температура воздуха, атмосфер-
ное давление или содержание углекислого газа, и тотчас из воды начи-
нают выделяться и оседать на стенках и потолках пещер мельчайшие
известковые частицы. От повисшей на выступе скалы капли начинается
2*
36
рост каменной сосульки — сталактита. Обрываясь с его кончика и раз-
брызгиваясь на полу пещеры, она порождает сталагмит. Миллионы капель
за сотни тысяч лет создают неповторимые украшения карстовых пещер:
громадные колонны и ажурные драпировки, отвесные сталактиты-трубоч-
ки и причудливо изогнутые геликтиты, изящные известковые цветы и кру-
жевные оторочки ванночек.
Очень сильное разрушение известняков в карстовых районах приво-
дит к возникновению фантастического рельефа — образованию конических
гор, похожих на сахарные головы. На юге Китая в провинции Гуаней
находятся одни из самых красивых по своим ландшафтам города Гуйлинь
и Яншо. Высота конических гор, поднимающихся над речными долинами,
достигает 200 м. Естественные каменные конусы и пирамиды возвышаются
всюду. Гор очень много, они обособленны и не соприкасаются друг с
другом, напоминая огромный каменный лес. Гигантским резцом, изваяв-
шим каменный лес Гуйлиня, явился карст. Образование глубоких поло-
стей и их расширение зашло так далеко, что кровля мощной известняко-
вой толщи оказалась неустойчивой и обвалилась. Остатком от прежнего
монолитного массива и являются каменные пики Гуйлиня и Яншо.
Доломиты похожи на кристаллические известняки. Они отличаются
особым мерцающим блеском, а выветренные поверхности бывают покры-
ты тонкокристаллическим порошком. Для того чтобы определить извест-
няк или доломит, нужно испытать их по отношению к кислоте (хотя бы
уксусу): известняк бурно реагирует с кислотой, пузырьки углекислого
газа вспениваются; на образец доломита кислота не действует, но тонко-
растертый порошок слабо реагирует с выделением пузырьков газа. Одни
доломиты непосредственно выкристаллизовались в морских заливах и ла-
гунах с повышенной соленостью. Другие сформировались при окаменении
карбонатного осадка сложного состава. Случалось и так, что доломит
образовывался при действии растворов на уже окаменевший известняк.
Карбонатные породы широко используются в народном хозяйстве —
металлургической, стекольной и сахарной промышленности, в строитель-
стве и сельском хозяйстве. При выплавке металлов известняки и доло-
миты нужны как флюсы — из расплавленной руды они забирают вредные
примеси и переводят их в шлак. Доломит — прекрасный огнеупорный ма-
териал, температура его плавления около 2300°. Известняк в смеси с гли-
ной идет на изготовление цемента. В химической промышленности из-
вестняк и продукты его обжига необходимы для получения карбида
37
кальция, едкого натра и других веществ. В сельском хозяйстве он исполь-
зуется для улучшения подзолистых почв. Наконец, известняки издавна
применяются в строительстве. -Старинная Москва была построена из пре-
восходных местных белых известняков и за светлые и радостные тона
зданий была прозвана «белокаменной».
Подземные склады солей
Здесь мы поговорим о скоплениях в земле растворимых в воде ми-
неральных солей. Соляные породы состоят из галоидных и сернокислых
соединений натрия, калия и магния. Это каменная соль~(ЫаС1), гипс
(CaSO4 • 2Н2О), ангидрит (CaSO4) и другие. Поскольку они легко раство-
римы в воде, на первый взгляд трудно представить, как соли сохрани-
лись в течение огромных промежутков времени в сотни миллионов лет.
Образование минеральных солей происходит в строго определенных
условиях, а именно, в сухом и жарком климате путем испарения концен-
трированных растворов. В какой-то момент растворы становятся пересы-
щенными и тогда из них друг за другом выпадают соли. При испарении
морской воды минералы кристаллизуются в следующем порядке: сначала
выделяются карбонаты, затем гипс и ангидрит, потом каменная соль
вместе с сернокислым кальцием и магнием и в последнюю очередь —
хлориды калия и магния.
Для образования соляных месторождений необходимо испарение
огромного количества воды. Подсчитано, например, что для образования
трехметрового пласта гипса нужно испарить толщу морской воды в
4200 м. В море концентрация солей недостаточна для кристаллизации,
поэтому соли не выпадают в осадок. Они выделяются в лагунах — обо-
собленных от моря мелководных водоемах. В условиях засушливого кли-
мата вода быстро испаряется и концентрация солей в лагуне возрастает.
Потери воды восполняются ее постоянным притоком через песчаный вал.
Выпадение солей происходит в основном зимой, так как низкие темпера-
туры способствуют тому, что раствор становится пересыщенным.
Для образования соляных месторождений нужны не только подхо-
дящие климатические и географические условия, но и соответствующие
38
геологические. Месторождение возникает только тогда, когда дно лагуны
постепенно опускается и в нем накапливается мощная соленосная толща.
Эта толща должна быть перекрыта не пропускающими воду породами,
своего рода «крышей», которая предохраняет ее от растворения. Сочета-
ние всех этих условий — редкий случай, поэтому до нашего времени со-
хранилась только небольшая часть соляных богатств прошлого.
Из минеральных солей наиболее известна каменная соль. Она бывает
водяно-прозрачной, желтой, розовой, красной, голубой, серой; часто обра-
зует сплошные зернистые массы, а иногда и красивые сростки кристал-
лов. Каменная соль не очень твердая, блеск у нее стеклянный.
У каменной соли есть одно удивительное свойство. Хотя она твердая
и образует кристаллы, но под большим давлением этот материал течет.
Более полувека назад известные ученые Н. С. Курнаков и С. П. Жемчуж-
ный поместили соль в металлический цилиндр и, сжимая минеральную
массу, продавили ее, словно смолу, через небольшое круглое отверстие
внизу прибора. Давление, при котором соль проходила через отверстие
диаметром 2,86 мм при диаметре поршня 8,66 мм, было равно 7200 кг
на 1 см2. Вытекала соль со скоростью 0,00037 см/сек.
Пластичность соли под давлением в сочетании с ее меньшим удельным
весом (2,13) по сравнению с окружающими обломочными породами (в
среднем 2,30) ведет к любопытнейшим явлениям в земной коре. Каменная
соль под давлением многосотметровых и километровых толщ горных по-
род становится пластичной и, обладая меньшим удельным весом, посте-
пенно всплывает, образуя соляные вздутия, штоки и соляные валы. Такие
приподнятые скопления каменой соли, получившие общее название соля-
ных куполов, широко распространены в нашей стране в междуречье Ура-
ла и Эмбы, на Украине — в Предкарпатье и Полтавской области. Рост
соляных куполов идет медленно и захватывает несколько геологических
периодов, т. е. отрезки времени в 150—200 млн. лет.
В местах, где на глубине находятся залежи каменной соли, иногда
случаются провалы. Причина их — легкая растворимость соли. Подзем-
ные воды оставляют после себя пустоты и пещеры, после обрушения
кровли образуются огромные воронки (рис. 7). В этих неожиданно воз-
никающих провалах исчезают дома и дороги, цветущие сады.
На человека, впервые увидевшего соляной карст, сильное впечатление
производят грандиозные соляные утесы, кратерообразные котловины и
соляные сталактитовые пещеры. Особенно поражают пещеры, на дне ко-
39
Рис. 7. Провал над размытым в глубине слоем каменной соли. Солотвино, Закар-
патская область
40
торых журчат соленые ручьи с затейливыми каскадами водопадов. По-
толки и стены таких пещер часто украшены натеками причудливой формы.
Подземные разработки каменной соли в Артемовске и Солотвино
(Украина), Илецке (Прикамье) и в других местах представляют собой
громадные камеры и галереи длиной в десятки километров. В Величке
(в Польше) под землей в толще соли находится музей — настоящий го-
род, состоящий из множества улиц, залов, площадей, церквей и часовен.
Легкая растворимость каменной соли используется человеком. Пода-
вая воду в недра Земли через буровые скважины, растворяют соль и
получают рассолы, необходимые соляной и химической промышленности.
Возникающие при этом искусственные подземные полости можно исполь-
зовать для хранения нефтепродуктов. А в Артемовске заброшенные соля-
ные шахты, где температура всегда постоянна, приспособили как овоще-
хранилища. Сюда на зиму закладываются тысячи тонн помидоров, огур-
цов и капусты.
Каменная соль — не только необходимый пищевой продукт, но и важ-
ное сырье для химических заводов, вырабатывающих соду, соляную кис-
лоту и хлор.
Гипс образует мелкозернистые или плотные просвечивающие массы
снежно-белого, серого, желтого и других цветов. Отдельные кристаллы,
встречающиеся, например, в глинах, бесцветны и прозрачны как стекло.
Селенит — разновидность гипса волокнистого* строения с красивым шелко-
вистым отливом.
Гипс — мягкий, легко царапается ногтем. Он широко используется
для получения вяжущих материалов. Для этого применяют жженый гипс,
нагретый до 120—180° и потерявший часть воды. Смешиваясь с водой, он
поглощает влагу и быстро затвердевает, превращаясь в прочную массу.
Поэтому жженый гипс издавна применяется для получения отливок
в штукатурных работах и хирургии. Обычный гипс нашел применение в
бумажной промышленности как наполнитель при изготовлении лучших
сортов писчей бумаги. Нужен гипс и сельскому хозяйству для улучшения
солонцеватых почв.
Алебастр (так называют мелкозернистый гипс) нежно-желтоватого
оттенка просвечивает и имеет изящный узор причудливых жилок и вол-
нистых пятен, придающих особую красоту изделиям из этого недоро-
гого камня. Особенно широкое применение он нашел в архитектуре и
скульптуре древней Ассирии. Из него высекали крупные фигуры богов и
----------------------------------------------------------------- 4t
царей, колоссальных львов и крылатых быков с человеческими головами.
Некоторые из этих монументальных фигур хранятся в Государственном
Эрмитаже, в музеях Парижа и Лондона.
Солнечный камень и сок земли
Горючие осадочные породы органического происхождения многим хо-
рошо известны. Это торф, бурый и каменный уголь, нефть. Образование
торфа, бурого и каменного угля из растений очевидно. В торфе раститель-
ные остатки сохранились превосходно, в буром угле они обнаруживаются
без особого труда, в каменном угле встречаются окаменевшие стволы де-
ревьев, корни, веточки и листья. Угли образовались из растительных
остатков в течение многих миллионов лет под влиянием сложных физико-
химических процессов. При превращении неплотного торфа с хорошо со-
хранившимися растительными остатками в крепкий однородный каменный
уголь происходило сильное сокращение первичной мощности пласта.
Установлено, что первоначальная мощность пласта уменьшается в
6—7 раз.
Уголь часто называют солнечным камнем. Это название связано с
удивительным процессом в растениях — фотосинтезом. В ходе фотосин-
теза зеленые растения создают углеводы из углекислоты воздуха и воды,
всасываемой из почвы корнями, при помощи солнечной энергии, погло-
щаемой хлорофиллом. Вот и получается, что солнечная энергия перехо-
дит в углеводы растений, накапливаясь в них в виде потенциальной
химической энергии. При углефикации растительного материала он начи-
нает играть роль своеобразных «солнечных кладовых».
Значение угля в народном хозяйстве очень велико. И сейчас, несмот-
ря на огромную добычу нефти, горючего газа и внедрение атомной энер-
гии, уголь играет большую роль в топливно-энергетическом балансе
нашей страны. Он сжигается в топках кораблей, на тепловых электростан-
циях, в кочегарках жилых домов, используется в металлургической про-
мышленности. Чугун нельзя выплавлять без кокса, получающегося при
нагревании некоторых сортов угля без доступа воздуха. Из попутно об-
разующейся каменноугольной смолы путем химической переработки по-
42
думают краски, химикаты, лекарства, синтетические ткани, искусственное
топливо и множество других веществ.
Зола, остающаяся от сжигания угля, — ценный продукт. Ее широко
используют для изготовления строительных материалов. В золе некоторых
углей содержатся редкие химические элементы. Такая зола служит сырьем
для получения иттрия, скандия, галлия и т. д. Эти элементы находят
широкое применение во многих отраслях народного хозяйства.
Встречаются и такие твердые горючие породы, в которых углистый
материал сильно «разбавлен» минеральными примесями. Это — горючие
сланцы, похожие на сланцеватый коричневый камень. В сухом виде они
загораются от спички и горят коптящим пламенем. В нашей стране
больше всего горючих сланцев добывается в Эстонии. В эстонских слан-
цах горючее вещество составляет около 40%, остальное приходится на
минеральную часть.
Светло-шоколадный сланец на южном побережье Финского залива из-
вестен давно, но его горючие свойства были установлены только в XVIII в.
У эстонцев распространено предание о крестьянине, который построил
баню и сложил в ней печь из коричневых камней, взятых из ближней ка-
меноломни. Когда крестьянин затопил печь, то обнаружил, что вместе с
дровами загорелся и камень. Печь сгорела. С тех пор этот камень назы-
вают «пылевкиви», что значит «горящий камень».
Горючие сланцы представляют собой замечательное химическое сырье.
Из них вырабатывают топочный мазут, электродный кокс, печатную олифу,
дубитель для кожи, серу, лаки, моющие вещества, толуол, бензол и мно-
гое другое.
Нефть отличается от всех других полезных ископаемых (за исключе-
нием подземных вод) тем, что находится в жидком состоянии. Отсюда
и название ее — сок земли. Это горючая маслянистая жидкость со свое-
образным запахом и цветом, меняющимся в зависимости от состава от
темно-бурого до светло-желтого.
Не все ясно в происхождении нефти. Существуют две точки зрения.
Согласно первой — нефть возникла в результате преобразования органи-
ческих остатков, тогда как сторонники второй считают, что нефть обра-
зовалась неорганическим путем.
В настоящее время большинство нефтяников — сторонники органиче-
ского происхождения нефти. Органические остатки в смеси с глинистым
веществом образовали желатиноподобный ил — сапропель, накапливав-
43
шийся на дне замкнутых и полузамкнутых бассейнов и прибрежных ча-
стей открытых морей. Затем изменялся режим бассейнов, прекращалось
накопление сапропеля и в нем отлагались пески, илы и иные осадки. Так
сапропелевый материал оказался погребенным. Но в захороненном со-
стоянии в нем под давлением и при повышенной температуре продолжа-
лось разложение. Органическое вещество превратилось в жидкие и газо-
образные углеводы. В недрах Земли, не имея выхода на поверхность,
углеводы скапливались и со временем превращались в нефть.
Дальнейшая судьба этих продуктов связана с их передвижением в
горных породах. Нефть, газы и вода по межпоровым пространствам и
трещинам проникали в вышележащие слои песков, песчаников, трещи-
новатых известняков и других пород. Так они становились коллекторами
(собирателями) нефти. Пласты-коллекторы бывают очень вместительными.
Суммарный объем пустот может достигать 18—25% всего объема породы,
а это значит, что один кубический метр коллектора может вместить 135—
190 л нефти. Нефть и сопровождающий ее газ вследствие разницы удель-
ных весов занимали разное положение. Вода как самая тяжелая занима-
ла нижние части коллекторов, нефть — над ней, а выше — самые легкие
продукты разложения органического материала — газы.
Нефть в глубинах Земли не соприкасается с воздухом и его сильным
окислителем — кислородом и в таком «законсервированном» состоянии
может сохраняться в течение многих геологических периодов. Если к
скоплениям нефти получит доступ кислород, она начинает разрушаться,
а окисляясь преобразуется в асфальт.
Сторонники неорганического происхождения нефти полагают, что
нефть и горючие газы образовались путем химических реакций в глу-
бинах Земли. Основы этой теории были заложены Д. И. Менде-
леевым.
В наше время доказывается, что нефть возникла за счет углеводов,
выделявшихся из медленно застывающей магмы на глубине или даже из
глубинных частей Земли, теряющих заключенные в них газы. В подтвер-
ждение приводят, например, наблюдения на Кольском полуострове. Более
десяти лет назад в Хибинском апатитовом руднике, заложенном в магма-
тических породах, были обнаружены струи газа, поднимавшиеся с глуби-
ны со свистом и шумом. Газ оказался горючим. Удалось подсчитать, что
в 1 кг породы заключено в трещинах и порах 230 см3 углеводородных
газов. Если учесть, что Хибинский массив магматических пород протяги-
44
вается на десятки километров и уходит вглубь по крайней мере на не-
сколько километров, то легко представить, какое в нем заключено
огромное количество нефтяных газов!
Смола веков
Много поэтических названий получил этот удивительный камень. Его
называют священной смолой, затерянной богами, каменным соком, окаме-
невшими слезами сестер Фаэтона, осколками стен уничтоженного замка
красавицы Юрате, дочери морского царя. Положите на ладонь несколько
кусочков этого чудо-камня. Они очень легкие. В одном из них, цвета мо-
лодого майского меда, застыло, распластав крылышки, насекомое В дру-
гом — спряталось, будто пронизанное яркими лучами солнца, дымчатое
облачко. Имя этому прекрасному камню — янтарь.
Еще в середине XVIII в. было много домыслов о природе янтаря.
О нем говорили, например, как о морской пене, застывшей под теплом
солнечных лучей, или как о нефти, окаменевшей на дне моря, или как
о затвердевшей икре неизвестных рыб. Только М. В. Ломоносов оконча-
тельно доказал происхождение янтаря из смолы ископаемых деревьев,
как предполагали еще философы древности.
Янтарь возник из смолы хвойных деревьев, живших 35—40 миллио-
нов лет назад. Деревья при глубоком повреждении коры обильно выде-
ляли живицу — смолистый сок. В ее состав входят скипидар, вода и смо-
ляные кислоты. В теплом субтропическом климате того времени вода и
легколетучий скипидар испарялись, а смола затвердевала на деревьях
в виде наростов.
Смола химически очень устойчива, не поддается разрушающему влия-
нию влаги, тепла и воздуха. Проходили века, деревья погибали, сгнивали,
а смола сохранялась и накапливалась в земле. Там она окаменела и пре-
превратилась в янтарь. Его находят в виде капель, желваков, сосулек, кус-
ков и глыб разнообразной формы.
Самое крупное месторождение янтаря в мире находится на побережье
Балтийского моря у поселка Янтарный под Калининградом. Янтареносный
слой голубой на вид земли толщиной до 3 м залегает на обширной тер-
ритории. Берег моря размывается волнами, и куски ценного камня иногда
выбрасываются на берег. У поселка Янтарный действует янтарный комби-
нат, здесь в год добывают до 350—380 т золотистого камня.
45
Известен янтарь и на Украине. Находят его в северо-западных ча-
стях республики (Волынской, Ровенской и Житомирской областях) и в
Приднепровье (в Киевской, Днепропетровской и Херсонской областях).
Янтарь встречается в белых и зеленых песках третичного возраста в виде
желваков и неправильной формы кусков: самые крупные из них весят
до 1 кг.
Янтарь —очень своеобразный полудрагоценный камень. По красоте
расцветок он занимает особое место. Известно более двухсот видов янта-
ря, различающихся по оттенкам. Преобладает, однако, золотисто-желтая
окраска.
Янтарь издавна использовался как материал для украшений. Уже в
погребениях каменного века найдены амулеты, бусы и другие изделия из
янтаря. В древности наряду со слоновой костью он был излюбленным
материалом для ювелиров. Особенно ценился янтарь в Риме при Нероне.
Как повествует Плиний, в те времена маленькая фигурка из ископаемой
смолы стоила намного дороже, чем раб.
В средневековой Европе янтарь шел почти исключительно на изго-
товление молитвенных четок. Расцвет янтарного ремесла начался только
в XVII—XVIII вв. Тогда из янтаря вырезали такие великолепные вещи,
как рельефные картины, богато украшенные рамы, светильники, ящички,
табакерки, вазы, кубки, чаши и другие предметы, которые и сейчас вызы-
вают восхищение. Лучшие из них можно увидеть в Оружейной палате
Кремля.
Настоящий шедевр из этого камня — янтарная комната в Екатеринин-
ском дворце-музее в Пушкине близ Ленинграда — был создан русскими
мастерами. Все стены огромного дворцового зала были облицованы мо-
заикой из полированных кусочков янтаря, картины висели в янтарных
рамках. Многочисленные барельефы, бюсты, вазы и другие предметы были
янтарными.
К сожалению, во время Великой Отечественной войны янтарную ком-
нату похитили фашистские захватчики и вывезли в Германию.
В наше время из лучших сортов янтаря вырабатывают различные
художественные изделия. Это изящные фигурки, мундштуки, кольца, ку-
лоны, ожерелья, браслеты и другие украшения.
Из янтарных отходов — стружки, мелкой россыпи и пыли — получа-
ют ценнейшие продукты: сырье для янтарного лака, кислоты, янтарное
масло.
46 --------------------------------------------------—---------------
Из плавленого янтаря готовят чудесный лак; поверхность пиа-
нино, покрытая им, многие десятилетия сохраняет ровный сияющий
блеск.
Днище морского корабля, покрытое янтарной краской, не обрастает
моллюсками. Лак делает абсолютно устойчивой против коррозии консерв-
ную жесть. Янтарь — прекрасный электроизолятор и используется при
изготовлении различных физических приборов и в радиотехнической про-
мышленности.
Гранит был уже в давнее время
достопримечательной породой
и остался таковой
до нынешних дней.
ГЁТЕ
Гранитная семья
В этой главе речь пойдет о горных породах, резко отличающихся от
осадочных. Это разнообразные и широко распространенные породы, воз-
никшие из гранитной магмы. Их роль в строении земной коры настолько
велика, что все петрографы придают им исключительное значение, считая
гранитную магму одной из немногих родоначальных магм .Из нее раз-
личными путями возникли многие магматические породы. Одни из них
образовались на поверхности, например, липариты, кварцевые порфиры,
вулканические стекла. Другие застыли на глубине в виде гранитов.
Когда магма прорвалась на поверхность
Гранитная магма, как никакая другая, содержит много кремнезема
(до 70—75%), поэтому она вязкая и с больших глубин не так часто про-
рывалась на поверхность. Вот почему вулканические породы, образовав-
шиеся из гранитной магмы, распространены гораздо меньше гранитов и
на поверхности встречаются довольно редко. По данным профессора
С. П. Соловьева, вулканические породы, возникшие из гранитной магмы,
занимают всего 13,5% от всей площади распространения магматических
пород в нашей стране, тогда как на долю гранитов — пород, застывших
на глубине, приходится 48,7%. В геологии такие лавы называются «кис-
лыми». Название это, конечно, не отражает никаких вкусовых качеств.
48
Это наименование связано с высоким содержанием кремнезема в лавах —
его настолько много, что он не только насыщает все основания, но и
остается в избытке в виде свободного кремнезема, кварца. А последний
можно рассматривать как ангидрид кремневой кислоты.
Другая очень важная особенность кислых лав — небольшое количест-
во магния и железа, т. е. элементов, характерных для темноокрашенных
минералов. К тому же железо и магний значительно тяжелее кремния,
алюминия, калия, натрия и других. Этим объясняется светлая окраска
кислых вулканических пород и их сравнительная легкость.
Когда в геологической литературе идет речь о кислых вулканических
породах, часто встречается название «порфир». Оно не имеет прямого от-
ношения к порфире — пурпурного цвета мантии, одевавшейся монархами
в торжественных случаях. Но косвенная связь есть и заключается она
в том, что некоторые вулканические породы окрашены так же ярко, как
и пурпурная мантия. Нужно еще добавить, что порфиры, как огромное
большинство вулканических пород, обладают той характерной структурой
(строением), которую петрографы называют порфировой.
В кислых вулканических породах во вкрапленниках чаще всего видны
кристаллы серого кварца и прозрачного полевого шпата с блестящими
гранями. Такие породы называют липаритами. Образовались они в по-
следний этап геологической истории. Если же вулканические породы пе-
режили сложную историю и «состарились», что запечатлено в потускнев-
ших вкрапленниках полевого шпата, тогда их называют кварцевыми
порфирами.
Не только кислые, но и другого состава вулканические породы при-
нято делить на «юные», еще не затронутые «превратностями» геологиче-
ской жизни, и «старые», перекрытые более молодыми толщами и испы-
тавшие на глубине действие циркулировавших по ним подземных
растворов.
Нередко случается, что лава настолько быстро поднимается из недр
и сразу застывает, что атомы и группы атомов не успевают собраться в
постройки с правильным внутренним строением — кристаллы. Так, в за-
стывшей лаве сохраняется неупорядоченное строение, свойственное жид-
кости. Получается вулканическое стекло, которое по существу представ-
ляет собой переохлажденную, чрезвычайно вязкую лаву.
На примере вулканического стекла можно проследить связь между
внутренним строением горной породы и ее свойствами. В отличие от кри-
К стр. 34
49
сталлов с их правильным расположением ионов или других элементар-
ных частиц и соответственно способностью раскалываться вдоль некото-
рых плоскостей (вдоль них внутренние силы наиболее слабы), стекла
лишены этого свойства из-за неупорядоченного внутреннего строения.
Вот почему при ударе они разбиваются в любых направлениях на куски
неправильной формы с гладким изломом и острыми краями. Эта осо-
бенность вулканического стекла была очень хорошо известна первобыт-
ному человеку и широко использовалась при изготовлении оружия и ору-
дий труда.
Обычно кислые вулканические породы однородны. Но встречаются
среди них и удивительно неоднородные, например, с «шариками» и «поч-
ками». Вблизи озера Иссык-Куль в Киргизии в огромных отвесных ска-
лах виден мощный поток кислой лавы толщиной около 50 м. В красно-
бурой массе порфира отчетливо выделяются светло-серые или светло-ро-
зовые шары диаметром до 30 см. Иногда множество шаров слипается,
образуя прерывистые слойки. Шары состоят из тонкозернистого кварц-
полевошпатового материала. Примерно тем же материалом сложена
вмещающая порода (кварцевый порфир), но шары лучше раскристалли-
зованы, кроме того, в центре их нередко встречаются кристаллы кварца
или горного хрусталя.
Как возникли такие шары в лавах — не совсем ясно. Возможно, при
охлаждении лавы кристаллизация шла неравномерно, в отдельных ме-
стах образовались сростки кристаллов радиально-лучистого строения. Так
возникают агрегаты кристаллов в искусственном стекле, ухудшающие
его качество.
Ссылаясь на различия в химическом составе шаров и вмещающей
кислой породы, некоторые исследователи считают, что перед окончатель-
ным застыванием происходило разделение магмы на две несмешиваю-
щиеся жидкости, образующие как бы эмульсию.
В кислой магме растворено много различных газов. Когда магма
подходит к поверхности и давление сильно уменьшается, из расплава
начинается бурное выделение газов. В одних случаях они только вспе-
нивают лаву и тогда после застывания образуется очень пористая вул-
каническая порода — пемза, своего рода каменная пена. Пустот в ней так
много, а каменные перегородки настолько тонкие, что пемза становится
необыкновенно легкой. Ее объемный вес намного меньше единицы, и она
плавает на воде. Небезынтересно, что кубический метр пемзы весит всего
3 В. И. Лебединский
50
300—350 кг (тогда как такой же объем плотной лавы весит не менее
2,5 т). Перегородки, разделяющие поры в пемзе, состоят из вулканиче-
ского стекла и, значит, достаточно крепкие, с режущими краями, поэтому
она издавна используется как абразив для обработки дерева, кожи и не
очень твердых материалов.
Нередко давление газов настолько велико, что лава распыляется, а
застывшие участки дробятся на глыбы и куски. Этот обломочный мате-
риал вулканического происхождения выбрасывается высоко в воздух.
Глыбы и крупные обломки падают около места взрыва, а мелкий мате-
риал в виде вулканического песка и пыли подхватывается ветром и уно-
сится за сотни и даже тысячи километров и там осаждается. Таким путем
из обломочного материала вулканического происхождения образуются
своеобразные породы. По природе каменного материала они схожи с
вулканическими породами, по способу же накопления — напоминают оса-
дочные. Общее название таких пород — пирокластические, что в переводе
с древнегреческого значит состоящие «из обломков огненного происхож-
дения». Сначала это рыхлый материал, а затем, когда он слежится и сце-
ментируется, возникнут плотные породы. Их называют туфами.
Пирокластические породы очень разнообразны и среди них есть и та-
кие, которые по внешнему виду похожи на лавы. Всего лишь несколько
десятков лет назад была разгадана тайна происхождения огромных толщ
горных пород, известных в Армении, Средней Азии, на Дальнем Востоке,
Северном острове Новой Зеландии, в Северной Америке и других местах.
Удивляло, что эти породы, принимаемые за кислые лавы, занимали
огромные площади в тысячи квадратных километров, а их мощности из-
мерялись многими сотнями метров. А ведь хорошо известно, что кислая
лава вязкая и не способна растекаться на большие расстояния. Детальное
изучение толщ показало, что эти породы образовались во время мощных
взрывов сильно нагретой лавы, ее капли и кусочки падали на поверхность
Земли в пластичном состоянии и сливались в компактную массу.
«Сваренные» туфы, внешне сходные с застывшей лавой, назвали игним-
бритами, что в переводе с латинского значит образованные «огненным
ливнем».
Игнимбриты возникли при особого рода вулканических извержениях,
когда по земной поверхности в облаках раскаленного газа неслись капли
и куски жидкой или пластичной лавы. Такие извержения не происходили
в историческое время.
51
Игнимбриты — прекрасный естественный строительный материал. Не-
которые игнимбриты настолько легкие, что плавают на воде. Сваренные
туфы легко поддаются скульптурной обработке, у них удивительно кра-
сивая расцветка — на красном, оранжевом и коричневом фоне во многих
местах видны черные пятна. Игнимбриты — прекрасный декоративный
камень. Они нашли особенно широкое применение в строительстве Ере-
вана. В столице Армянской ССР можно любоваться новыми широкими
улицами и проспектами, застроенными оранжево- и коричнево-красными
многоэтажными домами из игнимбрита. Особенно красив ансамбль зданий
на площади им. Ленина, впитавший в себя традиционные особенности
древней армянской архитектуры.
Декоративными бывают и кислые лавы, тогда они служат прекрас-
ным материалом для изготовления художественных изделий. На Урале,
в окрестностях старинного заводского города Невьянска, у села Аятское
издавна добывают нарядный камень. Камнерезы назвали его аятским
порфиром. Он широко использовался Петергофской и Екатеринбургской
гранильными фабриками. Цветная палитра аятского порфира крайне
разнообразна: здесь светло-зеленый камень с белесоватыми прожилками,
желтоватый с зелеными пятнами, зеленый с черными крапинками, черный,
дымчатый и т. д. Аятский камень — кварцевый порфир, его декоративная
внешность создана крупными вкрапленниками сероватого и желтоватого*
полевого шпата и секущими породу цветными минеральными жилами.
Когда магма застыла на глубине
Гранитная магма, застывая на глубине, превращается в граниты. Эти
породы широко распространены. В современном строительстве гранитам
принадлежит очень большая роль. Достаточно, например, указать, что
на облицовку новых московских мостов потребовалось около трех тысяч
вагонов гранита.
Гранит не только красивый, но и надежный, крепкий и прочный ка-
мень, поэтому на фундаментах из него покоятся самые тяжелые и боль-
шие здания. Гранитная щебенка лежит в основании автострад. Брусчат-
кой из гранита выложены улицы многих городов.
Я*
52
Замечательные свойства гранита как строительного и облицовочного
материала связаны с его минеральным составом и строением. Состоит он
в основном из трех минералов: кварца и двух видов полевых шпатов —
калиевого и плагиоклаза. В небольшом количестве встречаются слюда
и роговая обманка.
Окраска породы определяется цветом породообразующего минерала —
калиевого шпата. Есть граниты серые, розовые, мясо-красные, коричне-
вые, зеленоватые и даже синевато-серые и почти черные. Калиевый
шпат — твердый минерал, поэтому при полировке гранита получается
гладкая зеркально-блестящая поверхность. Особенно привлекательны круп-
нозернистые граниты, своим видом напоминающие цветную мозаику с при-
чудливым рисунком.
Связь между минеральным составом гранитов и их внешними свой-
ствами понятна. Но по каким признакам петрограф устанавливает обра-
зование гранита из магмы? Этот вопрос очень интересный и, отвечая на
него, мы введем читателя в круг острейшей проблемы современной пет-
рографии.
О том, что гранитная магма существует, убедительно свидетельствуют
кислые лавы, извергавшиеся вулканами во все периоды геологической
истории. А это значит, что в недрах Земли находятся очаги кислого си-
ликатного расплава. В тех случаях, когда кислая магма покидает «роди-
тельское лоно» и, не доходя до поверхности, задерживается и медленно
кристаллизуется, образуется полнокристаллический гранит. Естественно,
что в нем нет ни вулканического стекла, ни мельчайших кристалликов,
возникающих при быстром охлаждении.
Гранит, образовавшийся из магмы, можно узнать под микроскопом.
Изучая шлиф породы, мы заметим, что разным минералам в разной сте-
пени присущи свойственные им формы кристаллов (рис. 8). Одни из них
правильной формы (слюда), и, значит, они образовались рано, когда в
расплаве не было других минералов, которые стеснили бы их рост.
У ряда минералов часть контуров кристаллов естественная, другая — вы-
нужденная, например у полевых шпатов. Значит, полевые шпаты обра-
зовались позже, когда они вынуждены были частично приспособиться
к ранее появившимся минералам. А у кварца мы вообще не найдем
свойственных ему контуров. Значит, кварц самый «младший» среди ми-
нералов, он кристаллизовался из расплава последним и занял оставшееся
на его долю пространство.
53
Рис. 8. Шлиф гранита
под микроскопом
1 — слюда; 2 — калие-
вый шпат; 3 — плагио-
клаз; 4 — кварц
О том, что гранит возник из магмы, свидетельствуют его секущие
контакты с окружающими породами. Они указывают на то, что вещест-
во, из которого возник гранит, было жидким и внедрялось в трещины.
Подвижное состояние этого материала также доказывается обломками
боковых пород в граните (рис. 9).
Гранитная магма была не только жидкой, но и сильно нагретой. Об
этом убедительно говорят глубокие изменения в породах, окружающих
массивы гранитов. Они изменены до неузнаваемости, перекристаллизова-
лись и превратились в метаморфические породы (роговики). Проанали-
зировав минеральный состав гранитов, мы получим еще ряд доказательств
высокой температуры кислой магмы. В самом деле, кварц гранитов кри-
сталлизовался при температуре выше 575°, а белая слюда устойчива при
температуре до 700°. Объединяя эти и ряд других данных, петрографы
пришли к выводу, что гранитная магма затвердевала при температурах
около 600—700°.
54
Рис. 9. Секущий контакт гранита
а — гранит; б — песчаники и сланцы, вмещающие гранит; в — внедрение гранита во
вмещающие песчаники и сланцы; г — обломки песчаников и сланцев, захваченные
гранитом
Нередко в массивах гранитов встречаются обломки чужеродных по-
род — ксенолиты. Они привлекают пристальное внимание петрографов,
так как дают возможность заглянуть глубоко в Землю. По ксенолитам
можно судить о горных породах, через которые прошла магма и обломки
которых захватила с собой. Особый интерес представляют граниты, пере-
полненные закономерно расположенными ксенолитами. Полосатость и уд-
линение ксенолитов изменяются определенным образом от места к месту,
намечая положение древних слоистых толщ, часто сложно изогнутых
(рис. 10). Через гранит как бы «просвечивают» древние, существовавшие
до них породы. Такие просвечивающие структуры говорят о том, что
гранитная магма застыла на месте своего образования, не успев переме-
ститься в более высокие горизонты земной коры.
Но граниты образуются не только из магмы. Еще в середине XIX в.
родились идеи об ином, немагматическом происхождении гранитов. Те-
перь известно, что немагматические граниты широко распространены на
территории древнейших массивов земной коры, сложенных докембрий-
скими кристаллическими гнейсами и сланцами. Здесь гранитные породы
5ff
Рис. 10. Обломки песчаниково-сланцевой толщи в Нарымском гранитном массиве
пород, на месте которых образовался гранит. По Р. М. Слободскому
/ — измененные высокой температурой гранитной магмы обломки песчаниково-слан-
цевой толщи; 2 — граниты; 3 — направление наклона слоев обломков песчаниково-
сланцевой толщи
тесно переплетаются с метаморфизованными, образуя сложные породы —
мигматиты. Увеличение гранитного материала приводит к тому, что миг-
матиты становятся неяснополосчатыми и переходят в граниты с расплыв-
чатыми остатками первичных пород.
Вещество немагматического гранита никогда не было жидким, на его
месте находился инородный материал, который в твердом состоянии пре-
вратился в гранит. Этот процесс преобразования негранитного вещества
в гранит получил название гранитизации или трансформации, поэтому
сторонников такого взгляда называют гранитизаторами или трансфор-
мистами.
Они установили, что характерные минералы гранитов — калиевый
шпат и плагиоклаз, богатый натрием, — иногда образуются в песчаниках,
сланцах и даже в таких однообразных по составу породах, как кварциты.
Это, на первый взгляд, странное явление — наличие крупных правильных
кристаллов, никогда не образующихся в осадочных породах, — объяс-
няется переработкой их вещества газами и растворами, поднимавшимися
56
из недр Земли. Газы и растворы пропитывали песчаники, сланцы и Дру-
гие негранитные породы, изменяли их, образуя крупные кристаллы ка-
лиевого шпата и плагиоклаза. Так возникли породы, очень похожие на
магматические граниты.
Однако немагматические граниты по ряду признаков отличаются от
магматических. Наблюдая их взаимоотношение с окружающими порода-
ми, мы заметим, что они не внедрялись и не изменяли их. В шлифах
под микроскопом видно, что очертания зерен минералов неправильные,
без характерных для них контуров. И это понятно, ведь гранитизирован-
ные породы возникли в твердом состоянии и слагающие их минералы
росли не в определенной последовательности, как в магме, а одновре-
менно.
Как мы видим, граниты вызывают очень большой научный интерес.
Вместе с тем они имеют важное значение в жизни человека. С гранита-
ми связаны месторождения золота, серебра, вольфрама, молибдена, оло-
ва и многих других ценных элементов. В последнее время выяснилось,
что и сам гранит может использоваться как руда редких элементов. Точ-
нейшие химические и спектральные анализы показали, что в гранитах
содержатся почти все элементы таблицы Менделеева. Известно, напри-
мер, что в одном кубическом километре гранита находится лития
112 000 т, урана— 10 000 т, ниобия —84 000 т. Еще 10—15 лет назад
мысль о добыче редких элементов из гранита могла показаться фанта-
стической. Но в наше время техника позволяет выделить из гранита ми-
нералы редких элементов и гранит становится кладовой мало распрост-
раненных элементов. В Бразилии из гранита получают тантал, в Афри-
ке — ниобий, а в недалеком будущем гранит станет обычной комплексной
рудой. Из минералов-примесей будут получать редкие элементы, а остав-
шиеся после обогащения полевой шпат и кварц найдут широкое приме-
нение как сырье для изготовления разнообразной керамики и стекла.
Когда магма обогащена газом
При застывании магмы не сразу возникает массив твердого гранита.
Сначала с краев появляется твердая оболочка, она постепенно разра-
стается и как бы «оттесняет» к середине остаток гранитного расплава.
Меняется при этом и расплав — в нем становится все больше газов (ведь
---------------------------------------------------------------- 57
они почти не входят в состав выкристаллизовавшихся минералов). Так
образуется легкоподвижный расплав, богатый парами и газами. Часто
он остается на месте и застывает среди гранитов. В других случаях рас-
плав покидает массив и застывает в окружающих породах в виде жил
и линз. Из остаточной гранитной магмы образуется особая порода —
пегматит. Состоит она главным образом из полевого шпата и кварца.
Все пегматиты имеют некоторые общие свойства. Эти породы всегда
крупнозернистые и даже гигантозернистые. Нередко кристаллы полевого
шпата прорастают кристаллами кварца клиновидной формы, напоминая
клинопись древних народов. Именно этой особенностью объясняются дру-
гие названия пегматитов — «письменный», «еврейский», «рунический»
камень.
Кристаллы некоторых минералов в пегматитах нередко достигают
нескольких десятков сантиметров в длину, а иногда и более метра. Так,
в пегматитах Северной Карелии, разрабатываемых для извлечения из
них полевого шпата как керамического сырья, длина кристаллов кварца
достигает 1,5 м. В норвежских пегматитах были встречены кристаллы-
калиевого шпата длиной до 10 м и весом около 100 т. В начале прош-
лого столетия в Ильменских горах среди пегматитов был найден такой
большой кристалл калиевого шпата, что в нем была заложена камено-
ломня.
Пегматиты никогда не образуют линз, жил и неправильной формы
скоплений, соизмеримых с гранитными массивами. Лишь в некоторых слу-
чаях, например, в Восточной Сибири, в бассейне р. Мамы, находятся
крупные, площадью в несколько квадратных километров, участки пегма-
титов. Но пегматиты здесь не «чистые», а как бы пропитывают граниты
и гнейсы.
К пегматитам издавна приковано внимание геологов и минералогов
благодаря тому, что некоторые минералы и химические элементы очень
редкие в магматических гранитах, в пегматитах как бы «сконцентрирова-
ны» и нередко представляют богатую руду. Особенно интересно присут-
ствие минералов, содержащих редкоземельные или радиоактивные соеди-
нения. К ним принадлежит, например, ортит, в котором содержание сум-
мы элементов редких земель достигает 2—3%. Можно упомянуть также
минералы бериллия, лития и еще ряда элементов, которые обычно отсут-
ствуют в других широко распространенных горных породах. Все это по-
зволяет, по мнению многих минералогов и петрографов, считать пегма-
58
титы продуктами затвердевания не самой магмы, а ее остатка, крайне
сильно обогащенного газом. О большой роли газов в пегматитовом рас-
плаве говорит наличие в пегматитах минералов, содержащих в своем
составе различные летучие вещества. Это фтор- и борсодержащий турма-
лин, топаз, в состав которого непременно входят фтор и вода, слюда,
обязательной составной частью которой является вода, и ряд других ми-
нералов. Образование минералов пегматитовых жил происходило при
температуре 500—700°, т. е. несколько ниже, чем гранитов.
Пегматиты имеют исключительную промышленную ценность. Из них
добывают слюду, полевой шпат, горный хрусталь, различные драгоцен-
ные камни и в том числе берилл, изумруд, аквамарин, рубин, сапфир,
топаз и аметист.
Полевой шпат некоторых пегматитов очень красив и используется
как поделочный камень. Это так называемый «амазонский камень» или
амазонит — голубовато-зеленая разновидность калиевого шпата. С давних
пор он получил заслуженную известность в камнерезном деле, а худо-
жественно-декоративные изделия из этого поистине чудесного камня
всегда привлекали к себе большое внимание.
Амазонит в России стал известен в 1784 г., когда на Южном Урале
в Ильменских горах были обнаружены пегматитовые жилы с синим и
синевато-зеленым камнем. Минерал с красивой окраской быстро завое-
вал симпатии любителей декоративного камня и стал одним из важней-
ших поделочных камней. В Государственном Эрмитаже хранятся велико-
лепные вазы, столешницы и другие изделия из уральского амазонита,
искусно сделанные умельцами на Петергофской гранильной фабрике.
Амазонит принадлежит к числу мало распространенных камней. В на-
шей стране месторождения амазонита, кроме Ильменских гор, найдены
на Кольском полуострове, в Прибайкалье, Казахстане и Средней Азии.
До сих пор остается загадкой зеленый цвет амазонита. Около шестиде-
сяти лет назад академик В. И. Вернадский обнаружил в амазоните из
Ильменских гор высокие концентрации рубидия (до 3,12% Rb2O) и с того
времени многие ученые считали, что присутствие этого элемента вызывает
окраску минерала. Но за последние 20 лет неоднократно устанавлива-
лось, что рубидий в значительных количествах встречается и в неокра-
шенных полевых шпатах. Вместе с тем в некоторых амазонитах его почти
нет. Значит, окраска зеленого полевого шпата связана не только с ру-
бидием.
59
Затем минералоги обратили внимание на то, что голубовато-зеленый
цвет амазонского камня исчезает при прокаливании, приобретая невыра-
зительную белую, светло-желтую или светло-серую окраску. Потом вы-
яснилось, что обесцвеченному амазониту можно возвратить прежнюю
окраску действием рентгеновских лучей, при этом химический состав по-
левого шпата не изменяется.
Пожалуй, ближе всего к разгадке окраски амазонита стоит
Б. М. Шмакин. Он предполагает, что зеленая окраска минерала вызвана
двумя причинами: особенностями строения кристаллов и наличием зна-
чительных количеств элементов-примесей, прежде всего рубидия, свинца,
цезия и таллия. Дело в том, что внутреннее строение амазонита макси-
мально упорядоченное. А это значит, что ионы кремния, алюминия, калия
и кислорода в кристаллической решетке расположены самым плотным
образом. Вместе с тем элементов-примесей не настолько много, чтобы
они занимали самостоятельные места в кристалле. Они захватили пози-
ции элементов-«хозяев» и, отличаясь от них по своим размерам, нарушили
энергетику кристалла, вызвав характерную зеленую окраску амазонита.
Бедные скалы базальта!
Вам надо огню подчиниться,
хотя никто не видел,
как породил вас огонь!
ГЁТЕ
Базальтовая семья
Базальтовая семья столь же могуча и обширна, как и гранитная. Но
в отличие от последней породы базальтового ряда образовались глав-
ным образом на поверхности Земли. Родоначальная базальтовая магма,
пришла с больших глубин. Она родилась не в земной коре, как гранит-
ная, а в лежащей под ней мантии на глубинах от многих десятков до
150—200 км.
Породы базальтового ряда часто называют основными, или базитами.
Эти названия отражают характерные особенности химического состава
базальтов, в них по сравнению с гранитами и кислыми вулканическими
породами гораздо больше оснований. Если в гранитах количество окиси
кальция около 2,0%, магния 0,9% и железа 3,5%, то в типично базитовой
породе — базальте содержания указанных окислов значительно выше и
соответственно равны 9,0; 6,1 и 11,8%. Вместе с тем в базитах количе-
ство кремнезема ниже, чем в кислых породах, — в среднем 45—50%. Цвет
базитов темный до черного, а удельный вес (2,8—3,0) значительно выше»
чем у гранитов (2,5—2,7).
Порода-космополит
Базальт — наиболее распространенная порода основного состава. Сот-
ни тысяч квадратных километров покрывают базальты вместе с близ-
кими к ним долеритами в нашей стране в междуречье Лены и Енисея»
61
в центральной части Индостана, в провинции Карру в Южной Африке, в
Сирии и других странах. Не такие обширные, но все же крупные скоп-
ления базальтов были созданы в Недавнем геологическом прошлом вул-
канами Карпат, Армении, Грузии, ррибайкалья, Приморья. А вулканы
побережья Тихого океана, образующие гигантское «огненное кольцо», и
ныне изливают базальтовую лаву на суше и дне морей (рис. 11). Из
базальтов состоят многочисленные острова, разбросанные среди океани-
ческих просторов.
Исследования океанографических экспедиций последних лет показа-
ли, что базальтовые лавы покрывают значительную часть дна Тихого,
Атлантического и Индийского океанов, перекрывая донные осадки. Океа-
ническое дно усеяно множеством округлых в плане конических гор вул-
канического происхождения («гюйотов»). Некоторые из них поднимаются
на несколько километров над дном океана, почти достигая поверхности
воды.
Более того, геофизические данные показывают, что базальты и близ-
кие к ним породы образуют сплошную оболочку в земной коре. Она
подстилает дно океанов, а на континентах начинается с глубины 15—
20 км. Вопрос о наличии базальтовой оболочки хотя и был обоснован
теоретически, но до недавнего времени ни один петрограф не мог сказать,
что он видел и изучал породы из базальтовой оболочки. Такая возмож-
ность появилась после того, как американскими учеными было проведено
глубокое бурение в Тихом океане с незаякоренного судна у побережья
Мексики. Скважина прошла 3570-метровую толщу воды и затем углуби-
лась в скальные породы — базальты. В апреле 1961 г. после сильного
шторма, нарушившего положение скважины, бурение прекратили и с глу-
бины 186 м ниже дна океана подняли базальт. Уникальный образец пре-
поднесли в дар Академии наук СССР, советские петрографы его деталь-
но изучили. Широкое распространение базальтовой магмы на мате-
риках и океанических впадинах свидетельствует о ее планетарном зна-
чении.
Базальты внешне представляют собой крепкую черную плотную или
тонкозернистую породу; при ударе молотком она звенит как чугунная
плита. Невооруженный глаз не различает в ней отдельные минеральные
зерна и поэтому состав базальтов долгое время оставался неизвестным.
Нередко бывало, что за базальты принимали очень сходные с ними ро-
говики и черные известняки.
62
Рис. 11. Ключевской вулкан с паразитическим кратером Апахончич (на среднем
плане). Из паразитического кратера вытек поток базальтовой лавы, состоящей
из глыб
63
Рис. 12. Шлиф базальта
под микроскопом
В прошлом было много споров о происхождении базальтов. Во вто-
рой половине XVIII в. базальты считали породами осадочного происхож-
дения. Но и в то время некоторые ученые доказывали образование ба-
зальтов из лавы. Когда геологи познакомились с молодыми вулканами
Италии и Оверни во Франции, сложенных в основном базальтами, стало
ясно, что базальты «огненного» происхождения. Начавшееся в 60-х годах
XIX в. изучение горных пород с помощью поляризационного микроскопа
не оставило сомнений, что базальты образовались из магмы. В шлифах
хорошо распознается минеральный состав и строение базальтов. Они
состоят из нескольких минералов, выкристаллизовавшихся в определен-
ной последовательности, и небольшого количества вулканического стекла
(рис. 12).
Главными минералами в базальтах являются плагиоклаз, пироксен
и иногда оливин. Пожалуй, отчетливее всего выступают удлиненные кри-
«4
сталлы плагиоклаза. От других минералов плагиоклаз отличается не
только характерной геометрически правильной брусковидной формой кри-
сталлов, но и множеством правильно сросшихся пластинок (двой-
ников).
Другой особенностью плагиоклаза, особенно четко проявляющейся в
более крупных кристаллах, является зональное строение. У зонального пла-
гиоклаза многослойное строение, состоит он из ряда оболочек. В централь-
ных частях обычно находятся зоны из плагиоклаза с большим количест-
вом кальция, во внешних они богаче натрием. Каждая оболочка возни-
кает в определенный момент охлаждения базальтовой лавы, поэтому,
изучая последовательно зоны кристаллов плагиоклаза, можно судить об
изменении температуры и состава расплава во времени.
Следующий обязательный минерал базальтов — пироксен. По своему
составу это силикат магния, железа и кальция, в базальтах он образует
черные кристаллы в виде укороченных призм. Зональность в пироксе-
нах выражена не так резко, как в плагиоклазах. В ходе кристаллизации
или после затвердения всей породы пироксен иногда подвергался
воздействию водяных паров и превращался в другой, близкий по соста-
ву, но содержащий небольшое количество воды минерал — роговую
обманку.
Оливин встречается не во всех базальтах. По химическому составу
он близок к пироксену, но отличается от него полным отсутствием каль-
ция и алюминия и меньшим содержанием кремнезема. Поэтому оливин
встречается только в базальтах, обедненных кремнеземом.
Обязательной составной частью базальтов, но в меньших количест-
вах, чем плагиоклазы и пироксен, являются непрозрачные минералы —
ильменит и магнетит. В отличие от других минералов базальтов они ли-
шены кремния. По своему химическому составу это окислы титана
и железа.
Базальтовую лаву изливают многие современные вулканы, поэтому
ее свойства хорошо изучены. Из всех лав она наиболее нагрета, темпера-
тура в момент излияния достигает 1100—1200°. Сильный нагрев и боль-
шое количество железа в лаве придают ей подвижность и способность
растекаться на большие расстояния от центра излияния (на десятки и
даже сотни километров). Именно этим свойством основной лавы объяс-
няется широкое распространение базальтовых пород на поверхности Зем-
ли и легкое проникновение магмы в трещины и разрывы в земной коре
< образованием даек и других интрузивных тел.
К стр. 35
65
«Миндальный» камень
Эта горная порода хотя и родственна базальту, но отличается от него
прежде всего внешним видом и условиями образования. В ее окраске мы
не найдем черного и темно-серого цвета, характерного для базальта.
Пронизывающие ее чешуйки хлорита окрасили породу в зеленый, бурый
или промежуточный цвет. Но самая интересная ее особенность — в плот-
ной или тонкокристаллической основной массе породы разбросаны тела,
по форме напоминающие ядро миндального ореха и горох. Иногда мин-
далин и шариков так много, что они почти соприкасаются, в других слу-
чаях их меньше и они как бы рассеяны в породе. Обычно размер мин-
далин измеряется миллиметрами, но бывают среди них и гиганты длиной
3—5 см, а иногда и до 20—30 см.
Такая горная порода образуется при подводных извержениях ба-
зальтовой лавы. Выделяющиеся газы и прежде всего водяные пары
вспенили лаву, а быстрое застывание как бы заморозило ее и сохранило
до наших дней следы бурного выделения газов. Так возникли сильно по-
ристые вулканические породы, своего рода «каменные губки», состоящие
из газовых пустот, разделенных тонкими каменными перегородками. Но
газовые пустоты недолговечны. Застывшая пористая лава вступает в энер-
гичное химическое взаимодействие с морской водой и отдает пронизы-
вающим ее растворам часть своего вещества. По пористой вулканической
породе начинают блуждать горячие растворы, насыщенные кремнием, же-
лезом, алюминием, кальцием и некоторыми другими элементами. Охлаж-
даясь, они становились пересыщенными и на стенках пор оставляли опал,
халцедон, хлорит, кальцит и некоторые другие минералы, превращая пу-
стоты в миндалины. Так образуется «миндальный» камень. Одним из са-
мых интересных его представителей является спилит.
Спилиты очень широко распространены на Украине, Кавказе, в Кры-
му, Альпах, Кордильерах и других хребтах, образовавшихся на месте
геосинклиналей *. Однако спилиты можно найти и на равнинах, напри-
мер, в районе Кривого Рога на Украине, в Карелии, Канаде и т. д. Здесь
в далеком геологическом прошлом (докембрии) были геосинклинали с
подводными вулканами, изливавшими основные лавы. Затем на месте гео-
* Подвижная зона земной коры, в которой идет быстрое накопление больших
толщ осадков.
4 В. И. Лебединский
66
i !
J--------*------------------------------------------
Рис. 13. Миндалина агата в спилите. Крым, Карадаг
синклиналей возникли горы. Прошли сотни миллионов лет, горы разру-
шились и теперь только крутое залегание слоистых толщ с потоками
спилитов говорит о том, что на месте нынешней равнины были геосинкли-
нали и горы.
Миндалины в спилитах чаще всего крупные и выполнены агатом
(тонкополосчатым халцедоном). Образование их происходило несколько
иным путем, чем мелких миндалин. Присматриваясь к полированной по-
верхности разрезанных миндалин, мы заметим, что внешняя халцедоновая
оболочка не сплошная, в одном месте она прервана и здесь в глубь мин-
далины проник халцедон другого цвета (рис. 13). От места прорыва,
имеющего вид воронки, раструбом обращенной внутрь миндалины, отхо-
дит второй слой халцедона. Это говорит о том, что заполнение поры шло
67
прерывисто, а питающий раствор поступал не со всех сторон, а с одной —
вдоль трещинки. Сформировавшаяся внешняя оболочка была прорвана,
и по возникшему каналу проник раствор, давший начало второму слою
миндалины.
Нередко бывает, что на халцедоне нарастают кристаллы кварца, за-
полняющие центральную часть миндалин. Под микроскопом видно, что
по мере удаления от халцедонового основания число кристаллов кварца
уменьшается, но размеры их увеличиваются. Происходит своего рода от-
бор кристаллов: сохраняются лишь кристаллы, находившиеся в наиболее
благоприятных условиях для роста. Такую сортировку кристаллов в про-
цессе роста назвали геометрическим отбором.
Траппы, — покровы, гигантские лестницы
Траппами в старину шведские горняки называли черные крепкие по-
роды на склонах гор и речных долин, поднимавшиеся в виде гигантских
лестниц. Название трапп вошло в науку, но ныне оно стало собиратель-
ным и теперь под н!им подразумевают не определенную породу, а сово-
купность разнообразных пород, возникших из базальтовой магмы. Здесь
мы найдем и базальты, и своеобразные пегматиты, и туфы, но прежде
всего долериты.
Долериты — плотные черные породы, отличающиеся от базальтов
лучшей раскристаллизованностью. Они тонкозернистые или мелкозерни-
стые, состоят из плагиоклаза и пироксена, иногда встречается и оливин.
Долериты возникли из базальтовой магмы, застывшей на небольшой глу-
бине (не превышающей километра), и поэтому они массивны и лишены
пор. Образуют они мощные пластовые тела толщиной в десятки и даже
сотни километров, покрывающие обширные пространства плоскогорий.
Пластовые интрузии долеритов залегают между слоями горизонтальных
или слабо наклоненных песчаников, аргиллитов и других осадочных пород.
Каждое пластовое тело геологически самостоятельно и прослеживается на
земной поверхности на десятки и даже сотни километров (Индия). Вы-
ветриваясь и распадаясь на большие прямоугольные глыбы, они создают
огромные ступени, как бы рассчитанные на шаги фантастических ги-
гантов.
4*
68
Широко распространены траппы на Сибирской платформе. Площадь,
занятая здесь траппами, колоссальна — около полутора миллионов квад-
ратных километров. Сибирская платформа — это слабо всхолмленная рав-
нина, приподнятая над уровнем моря на 300—500 м, прорезанная глу-
бокими долинами Енисея, Лены, Нижней Тунгуски и их многочисленных
притоков. В бортах речных долин хорошо видны слои осадочных пород
палеозойского возраста — известняков, песчаников, туфов, которые в верх-
них частях «бронируются» трапповыми пластовыми телами различной
мощности и протяженности, обрывающимися в сторону речных долин кру-
тыми или вертикальными уступами, разбитыми трещинами на каменные
столбы.
Наблюдения над контактами пластовых интрузий долеритов с окру-
жающими осадочными породами обнаружили любопытнейшие явления.
Долериты в контакте с песчаниками пересекаются ветвящимися жилами
темно-бурого стекла толщиной до 0,5 м. Проще всего допустить, что жилы
стекла магматического происхождения и образовались путем внедрения
не начавшей еще кристаллизоваться магмы в трещины долеритов. Но
под микроскопом в стекловатом материале видны округлые зерна кварца
и полевого шпата, ничем не отличающиеся от песчинок соседнего с доле-
ритом песчаника. Значит, жилы стекла возникли путем неполного рас-
плавления песчаника под влиянием сильно нагретой базальтовой магмы.
А так как жилы стекла встречаются не на всем протяжении контакта, то
это значит, что плавление было не повсеместным, а происходило в от-
дельных участках.
Образование бухитов — жил стекла из расплавленных песчаников —
довольно редкое явление. Они часто встречаются лишь в Южной Африке
и имеют мощность до 20 м.
Породами трапповой формации сложена не только Сибирская плат-
форма, но и центральная часть полуострова Индостан (плато Декан) пло-
щадью около полумиллиона квадратных километров, равнинные области
провинции Карру в Южной Африке, большие площади в Антарктиде, в
бассейне р. Параны в Южной Америке и Других странах. Поразительно
крупные пластовые интрузии долеритов обнаружены в Южной Африке, где
их мощность достигает 600 и даже 900 м.
Громадные масштабы траппового магматизма, казалось бы, должны
были привести к образованию крупных месторождений полезных иско-
паемых. Однако это не совсем так. С трапповыми формациями хотя
69
и связаны месторождения медно-никелевых руд (Норильск) и железных
руд (например, месторождения магнетита Ангаро-Илимского района), но
их значение по сравнению с огромными площадями, занимаемыми извер-
женными породами, скромное. Объясняется это тем, что интрузии доле-
ритов довольно однородные, или, как говорят геологи, слабо дифферен-
цированы, поэтому рудный материал в них не накапливался.
Глубинные родственники базальтов и долеритов
Речь идет о габбро, норитах и других породах, по химическому со-
ставу очень близких к базальтам и долеритам, но отличающихся от них
своей структурой. Невооруженным глазом здесь хорошо видны черные
кристаллы пироксена и светлые — плагиоклаза. Габбро и нориты разли-
чаются свойствами входящего в их состав пироксена. Полнокристаллич-
ность этих пород, а иногда и грубозернистость говорит о том, что они
кристаллизовались и остывали медленно, а значит, формировались на
значительной глубине (во многих случаях в интервале 2—5 км). Иные
условия образования вызвали и изменение формы кристаллов. Если, на-
пример, кристаллы плагиоклаза в базальтах и долеритах брусковидной
формы, то в габбро они в виде толстых табличек. Нет в них и зонального
строения.
Габбро и нориты образуют довольно крупные интрузивные массивы,
нередко воронкообразной или столбообразной формы, уходящие в глубь
Земли. Об этом свидетельствуют глубокое бурение и геофизические ис-
следования.
Изучение состава и распространения габбро, норитов и родственных
им пород представляют для геолога не меньший интерес, чем исследова-
ние базальтов. Изучая базальтовые лавы, петрограф получает возмож-
ность судить о строении вулкана.
Исследование глубинных пород основного состава дает возможность
заглянуть в глубины Земли, в подкоровое пространство, откуда поступает
основная магма, и, что особенно важно, обнаружить многие ценные полез-
ные ископаемые, связанные с этими породами, — железо, титан, никель,
хром и др.
70
Из глубинных основных пород укажем еще на лабрадорит, представ-
ляющий особый интерес. Эта крупнозернистая и даже гигантозернистая
горная порода состоит из одного минерала — лабрадора (плагиоклаза
особого состава — в нем кальциевый и натриевый компоненты содержатся
примерно поровну); только как примесь в лабрадорите встречаются оли-
вин и рудный минерал.
Бывает, что в лабрадоритах кристаллы плагиоклаза достигают в
длину одного метра и даже несколько больше. Так, академик А. А. Пол-
канов в лабрадорите Волынского массива встретил гигантский кристалл
лабрадора длиной 1,2 м. В других горных породах такие огромные кри-
сталлы не встречаются (кроме пегматитов). Путь их возникновения еще
недостаточно ясен. Искусственным путем, т. е. расплавляя в лаборатории
смесь соответствующего состава, а затем охлаждая, крупные кристаллы
лабрадора получить не удалось. Предполагают, что кристаллы лабрадора
обычного размера выкристаллизовались из магмы, а затем уже в твердом
состоянии под действием раствора, пропитывающих породу, доросли
и укрупнились.
Несмотря на хорошую
в общем изученность
гипербазитовых формаций
и четко выраженные
их индивидуальные особенности,
даже основные
вопросы происхождения
во многих случаях
остаются до сих пор неясными
и дискуссионными.
Ю. Д. КУЗНЕЦОВ
Перидотитовая семья
В этой главе пойдет речь о перидотитах и родственных им своеоб-
разных магматических породах, не столь широко распространенных на
поверхности Земли, как граниты и базальты, но играющих большую роль
как источник ряда важнейших полезных ископаемых. Изучение перидо-
титов чрезвычайно важно для науки, оно дает много ценных данных для
познания развития нашей планеты и о ее внутреннем строении.
Перидотитовые породы по своему химическому составу сильно от-
личаются не только от осадочных, но и от других магматических пород.
Они значительно богаче магнием и железом и беднее кремнеземом и ще-
лочами (натрием и калием), чем все остальные магматические породы,
в том числе и базальты. «Эта особая обогащенность пород из семейства
перидотитов химическими основаниями объясняет общее для всех пород
группы название «ультраосновные» или «ультрабазиты» и «гипербазиты».
Особенности химического состава ультрабазитов нашли свое отраже-
ние в их физических свойствах и минеральном составе. Цвет этих пород
черный, темно-серый и темно-зеленый, так как в составе этих пород много
тяжелых элементов — железа и магния. Соответственно тяжелы и сами
породы — удельный вес их от 3,1 до 3,3. В главных минералах ультра-
базитов — оливине и пироксене — в соответствии с химическим составом
магмы много магния и железа и мало кремнезема. В ультрабазитах гли-
нозема гораздо меньше (обычно 1—6%), чем в остальных магматических
породах. Поскольку для образования полевых шпатов нужно много алю-
72
миния, то в ультрабазитах или вовсе нет полевых шпатов, или очень их
мало. Рудная часть ультраосновных пород представлена магнетитом и иль-
менитом или титаномагнетитом.
Известно много видов ультрабазитов, образовавшихся в глубинах
Земли и на ее поверхности.
Перидотиты, дуниты и пироксениты
Эти породы образовались в глубинах земной коры и поэтому они
полнокристаллические, невооруженным глазом в них легко различаются
главные минералы. Перидотиты состоят из зеленого прозрачного оливина
и черного пироксена. В состав дунитов входит оливин, пироксенитов —
пироксен. Перидотиты и дуниты черно-зеленого цвета, пироксениты —
черного.
Главные минералы ультрабазитов — пироксен и особенно оливин —
малостойкие минералы, под влиянием проникающих снизу струй паров
воды и растворов они легко разрушаются, присоединяют к себе воду и
превращаются в скопления чешуек зеленого серпентина. Так на месте
ультрабазитов возникают породы, которые называют серпентинитами.
Блестящая, иногда с черными крапинками и полосками поверхность
серпентинита напоминает кожу змеи и вызывает скользко-холодное ощу-
щение. Вид этой горной породы производил, очевидно, одинаковое впе-
чатление и на уральских рудознатцев, и на потомков древних римлян
и греков. Ее назвали единодушно от слова змея, первые — змеевиком,
вторые — серпентинитом, третьи — офиолитом.
Происхождение воды в серпентинитах и природа самого процесса сер-
пентинизации остаются загадочными. В самом деле, откуда в ультраос-
новные породы, возникшие из «сухой» магмы, поступило огромное коли-
чество воды, необходимой для того, чтобы из безводных оливина и пиро-
ксена образовался серпентин, содержащий в своем составе 13% воды?
Предполагают, что часть воды могла поступить в ультрабазиты из оса-
дочных пород, которые прорывала ультраосновная магма на своем пути
к земной поверхности. Часть воды могла синтезироваться из газов, со-
держащихся в земных недрах, из водорода и кислорода.
7а
Ультраосновные породы, поглотив значительное количество воды, при-
обрели новые механические свойства, которых у них до серпентинизации
не было. Это прежде всего способность к пластическим деформациям. Под
давлением в ходе горообразовательных процессов они могут выжиматься
в трещины, скользить по другим породам, рассланцовываться и т. д. Ско-
рее всего, именно этим свойством объясняется приуроченность серпенти-
нитов к разломам в земной коре, где они образуют огромные удлиненные
тела, протягивающиеся на десятки километров. Предполагают, что сер-
пентиниты «вжимаются» или «вдавливаются» в гигантские трещины зем-
ной коры, сопровождающие пояса складчатости.
Ультрабазиты вызывают у геологов исключительный интерес в связи
с тем, что, как полагают большинство ученых, из них состоит верхняя
мантия Земли. Под материками сплошные ультраосновные породы начи-
наются с глубины 30—40 км, а в океанах на 5—10 км ниже дна. Считают,
что они уходят на глубину до 900 км. Особый интерес вызывает верхняя
часть мантии до глубины 400 км. В ней зарождаются процессы, меняю-
щие лицо Земли, и, что очень важно, здесь появляются магмы основного
и ультраосновного состава. Изучение плотности вещества мантии и ско-
рости прохождения через нее волн упругости выявило слой с понижен-
ными скоростями сейсмических волн и, следовательно, относительно более
мягкий и податливый, чем подстилающие и покрывающие слои. Этот пояс
Земли назван волноводом. Под океаном он мощный (начинается на глу-
бине 50 км, заканчивается на глубине 400 км), а под материками значи-
тельно тоньше (залегает между глубинами 100 и 250 км).
Перидотит при высокой температуре под давлением плавится только
частично с выделением базальтовой магмы. Этот пояс выплавления ба-
зальта из перидотита как раз и является волноводом. Выплавленный
базальт рассеян в нем в виде капель или пленок вокруг отдельных кри-
сталлов. Объем его, вероятно, не более 10% всего объема волновода.
Рассеянные жидкие включения основной магмы в перидотите вызвали
меньшую плотность и большую текучесть материала волновода.
Конечно, петрографам очень хотелось бы увидеть образцы перидо-
титов из верхней мантии. Ведь куски ультраосновных пород, которые мы
берем из массивов, образовались не из «родоначальной» магмы, а из той,
которая вторгалась в земную кору и претерпела при своем далеком путе-
шествии ряд изменений. Это не совсем те ультраосновные породы, из ко-
торых состоит мантия Земли. Поэтому большое внимание геологов при-
74
влекло сообщение Г. Б. Удинцева, появившееся в печати в 1965 г., об
образцах верхней мантии Земли. Во время 36-го рейса научно-исследо-
вательского судна «Витязь» со дна огромного глубокого ущелья (рифта)
в средней части Индийского океана были подняты куски перидотитов и
образованных по ним серпентинитов. Они встречены во многих местах на
обширных пространствах и, по-видимому, отмечают планетарную зону
разлома, по которой с глубин еще до сих пор выжимаются ультраоснов-
ные породы.
С ультрабазитами связан ряд месторождений металлов и неметаллов.
Одним из самых оригинальных неметаллических полезных ископаемых
является асбест. В минералогии асбестами называют минералы, распа-
дающиеся на волокна, каждое из которых представляет собой сильно
вытянутый кристалл. Но промышленности нужны не любые игольчатые
или нитевидные кристаллы, а только те, волокно которых прочное, гиб-
кое, тонкое и достаточно длинное. Кроме того, для производства некото-
рых изделий из асбеста волокно должно быть устойчиво к действию
кислот, обладать жаростойкостью, теплоизоляционными и электроизоля-
ционными свойствами. Из всех асбестов в большей степени этим требо-
ваниям удовлетворяет хризотил-асбест, который представляет собой во-
локнистую разновидность серпентина или змеевика (рис. 14).
Асбест давно известен людям. Еще задолго до нашей эры жрецы в
Индии пользовались несгораемыми тканями из асбестовых волокон и по-
ражали легковерных людей мнимыми чудесами. В то время об асбесте
существовало немало фантастических представлений. В сочинениях од-
ного из великих натуралистов древнего Рима, Плиния Старшего, об асбе-
сте сказано, что это материал для ткани, «живет» в безводных пустынях
Индии и поэтому привычен к жаре. Из асбеста в то время делали погре-
бальные рубашки для сожжения на костре и другие вещи.
С давних времен вырабатывались несгораемые асбестовые ткани и
другие изделия в Китае, откуда они вывозились в другие страны.
В XVIII в. уральские крестьянки готовили тонкие салфеточки и кружева,
ничуть не уступавшие лучшим итальянским асбестовым изделиям, сла-
вившимся тогда в Европе.
С особым свойством асбеста — несгораемостью связано немало исто-
рических курьезов. Вот один из них. Как-то Акинфий Демидов, известный
в прошлом уральский заводчик, подарил Петру I очень красивую ска-
терть. Она вся серебрилась и сияла, но из какого материала была соткана
75
Рис. 14. Змеевик с многочисленными жилками хризотил-асбеста
скатерть, Демидов не сказал. Петр I пригласил однажды заводчика к
себе и распорядился накрыть стол этой скатертью. После беседы царь
пригласил гостя к столу. Подали вино и закуски. Трапезничая, Демидов
нарочно, будто бы неловким движением, опрокинул тарелку с жирным
блюдом и стакан густого красного вина. По скатерти расплылись огром-
ные пятна. Петр I очень огорчился неловкостью гостя, а Демидов, улы-
баясь, снял скатерть со стола и бросил ее в горящий камин. Спустя не-
которое время он вытащил ее, охладил и вновь расстелил на столе.
Скатерть была как новая!
Ныне из асбестовой пряжи изготовляют не мелкие вещички и сал-
фетки, а несгораемую ткань для одежды пожарников, прокладки для ма-
шин, матрацы для предохранения паровых котлов от потери тепла, изо-
ляцию для электрических кабелей и много других технических изделий.
Используют и коротковолокнистый асбест. Миллиметровые волоконца
76
асбеста смешивают с цементным раствором, из которого изготовляют
различные асбоцементные изделия: плитки для кровли (искусственный
шифер), тонкие, наподобие фанеры, листы для перегородок внутри зда-
ний, водопроводные и канализационные трубы и др. Благодаря добавке
асбеста они получают замечательные свойства: их можно резать, стро-
гать, пробивать гвоздями. Эти изделия не растрескиваются, словно они
деревянные. Не все знают, что бумагу для государственных и историче-
ских актов готовят с добавкой асбеста.
В нашей стране крупнейшие месторождения хризотил-асбеста нахо-
дятся на Урале. Полоса змеевиков с залежами волокнистого минерала
протянулась между реками Большим Рефтом на севере и Каменкой на юге
(Свердловская область). Толщина жил асбеста достигает 15 см. Самое
крупное по запасам месторождение с лучшим асбестом в мире — Баже-
новское.
Ультраосновные породы, поскольку они богаты магнием, являются
ценным сырьем для получения удобрений и высококачественных огне-
упоров. В Канаде, Новой Зеландии, США и других странах серпенти-
ниты давно применяются для производства удобрений под названием
«серпентин-суперфосфат» или «силикофосфат». Установлено, что окись
магния, обладая большой пластичностью, более пригодна для штукатур-
ки, чем известь.
Редкостные породы
Немного найдется петрографов, которые лично изучали бы излив-
шиеся породы, возникшие из ультраосновной магмы. Дело в том, чта
эти породы очень редки. И в этом нет ничего удивительного. Представьте,
какое огромное сопротивление со стороны жестких масс в глубинах Земли
должна преодолеть ультраосновная магма на своем пути в сотни кило-
метров, чтобы выйти на поверхность и превратиться в вулканическую
породу! Благоприятные условия для подъема гипербазитовой магмы
возникали очень редко, и поэтому лавы этого состава встречаются в не-
многих местах и в небольших количествах.
77
Вулканических ультраосновных пород немного. Это, например, мей-
мечиты, встреченные по р. Меймеча на севере Сибири. В них резко вы-
ражена порфировая структура, в порфировых выделениях встречается
только оливин, частично серпентинизированный. Основная масса полустек-
ловатая, состоит из мелких зернышек пироксена, магнетита и темного
вулканического стекла. В приповерхностных условиях образуются пикри-
ты — порфировидные зернистые породы, состоящие из пироксена и оли-
вина.
Но, пожалуй, наибольший интерес привлекает не меймечит и пикрит,
а широко известный кимберлит, названный так по имени маленького го-
родка Кимберли в Южно-Африканской Республике, вблизи которого он был
обнаружен в XIX в. Кимберлит заполняет трубчатые и столбообразные
тела поперечником в десятки и даже сотни метров, уходящие на большие
глубины. Одна из таких трубок — «Кимберлей» пройдена горными ра-
ботами на глубину 1075 м. В кимберлитах заключены кристаллы алмаза.
И хотя их среднее содержание не превышает 0,5 карата * на один ку-
бический метр породы, кимберлиты являются ценнейшим коренным
вместилищем этого столь необходимого в технике самого твердого ве-
щества.
В нашей стране о кимберлитах долгое время знали только пона-
слышке да по единичным образцам, присланным из Африки и храня-
щимся в нескольких геологических музеях. Но уже в 1954 г. появились
первые сведения о советских кимберлитах. Тогда в глухой якутской тайге,
почти за Полярным кругом, были найдены после долгих поисков корен-
ные выходы кимберлитов в верховьях р. Вилюй. Выяснилось, что они
слагают типичные «трубки взрыва» такого же типа, как и в Южной
Африке.
Изучение наших кимберлитов показало, что они довольно разнооб-
разны. Порфировые кимберлиты как бы в чистом виде представляют уль-
траосновную магму. Это массивные плотные породы темно-зеленой или
черной окраски с ясно выраженным порфировым строением. Состоят они
из крупных и мелких кристаллов оливина и иногда черной слюды, заклю-
ченных в тонкокристаллической серпентин-карбонатной массе. В других
случаях кимберлит состоит из обломков, соединенных тем же кимберли-
том (так называемые эруптивные брекчии кимберлитов). И, наконец,
известны кимберлитовые туфы и брекчии, состоящие из обломков этой
* Карат — мера веса драгоценных камней, составляет около 0,2 г.
78
Рис. 15. Полированная поверхность образца якутского кимберлита с четко видным
обломочным строением породы
же породы, но связанные серпентин-карбонатным веществом немагмати-
ческого происхождения (рис. 15).
Детальное изучение шлифов кимберлитов под микроскопом позволило
установить время образования алмаза. Оказывается, его кристаллы не
содержат включений серпентина, кальцита и других немагматических ми-
нералов. Значит, алмаз кристаллизовался прямо из магмы. Внимание
ученых привлекли также включения различных пород, которых бывает
очень много в кимберлитах. Среди них есть обломки основного и ультра-
-------------------------------------------------------------- 79
основного состава, метаморфических пород из верхних слоев земной коры.
Особый интерес вызывают обломки хорошо раскристаллизованных, даже
гигантозернистых перидотитов, дунитов и эклогитов, которые, по-видимо-
му, были захвачены из верхней мантии при продвижении вверх кимбер-
литового расплава.
Как же можно представить образование алмазоносных кимберлито-
вых трубок? Кимберлитовая магма с выделившимися из нее кристаллами
оливина, слюды и хромового пироксена, а также алмаза зарождалась на
огромной глубине, возможно свыше 100 км. Затем магма с «плававшими»
в ней кристаллами поднималась вдоль разломов. Конечно, в недрах Зем-
ли, находящихся под огромным давлением, зияющих трещин нет, но там
возникли ослабленные зоны, в которые и проникала магма, образуя ким-
берлитовые дайки. Недалеко от земной поверхности, на глубине 1—2 км,
давление газов в магме становилось больше внешнего давления, происхо-
дил газовый взрыв и осадочная толща прорезалась каналом — трубкой
взрыва. В эти полости могла поступать не только кимберлитовая магма,
но и обломки пород с глубины, вынесенные магмой, и осадочных пород,
окружающих трубку взрыва. Этот, в одних случаях преимущественно
лавовый материал, в других — разнородный обломочный, материал цемен-
тировался позднее образовавшимися минералами и стал в конце концов
кимберлитом.
Изверженные породы,
по составу близкие к известнякам и мраморам
Вместе с некоторыми ультраосновными породами, обогащенными ще-
лочами, иногда встречаются очень своеобразные породы, известные под
названием карбонатитов. Необычность их заключается в том, что по свое-
му минеральному составу они отвечают таким сугубо осадочным поро-
дам, как известняки или мраморы, и состоят почти целиком из обычного
минерала этих пород — кальцита и доломита, образующихся на дне морей
путем осаждения или кристаллизующихся из горячих растворов на не-
большой глубине в земной коре.
Известно, что известняк и другие карбонатные породы при довольно
высокой температуре (около 900°) разлагаются с выделением углекислого
газа и образованием окиси кальция (или другого основания). Поэтому
80
считалось невозможным образование скоплений карбонатов магматиче-
ским путем, а жилы их среди известняков и других пород всегда рассмат-
ривались как образовавшиеся из водных растворов или путем перегруп-
пировки вещества самих карбонатных пород. Но наблюдения последних
лет показали, что все же, хотя и редко, встречаются карбонатиты, воз-
никшие из легкоплавких остатков магмы.
Обычные осадочные известняки, доломиты и возникшие из них путем
метаморфизма мраморы не содержат тех специфических минералов, ко-
торые встречаются в карбонатитах. Такие минералы представляют собой
силикаты и другие соединения некоторых тяжелых металлов, они содер-
жат мало распространенные редкие элементы (ниобий, тантал, редкие
земли) и нередко радиоактивные элементы (уран, торий и др.).
В Полярной Сибири обнаружены карбонатиты, на 90—95% состоящие
из кальцита. И хотя их состав как будто «осадочный», но по всем гео-
логическим данным это изверженные породы. Контакты даек и штоков
карбонатитов с окружающими породами резкие. Очень характерно строе-
ние даек карбонатитов. Пластинчатые вкрапленники кальцита длиной в
несколько миллиметров расположены ориентированно. У краев дайки
крупные кристаллы кальцита параллельны контактам, в центральной ча-
сти они располагаются струями, плавно огибая включения углистых пород.
Здесь мы видим полное сходство с расположением бревен во время спла-
ва леса по реке — у берегов вода движется струями параллельно берегу
и поэтому бревна плывут вдоль них; в средней части реки водный поток
завихряется и расположение бревен становится хаотическое. Это говорит
о том, что карбонатитовые дайки возникли из вязкой карбонатной
магматической жидкости.
К стр. 36
Все то, что ты видишь,
будет всемогущей природой
изменено,
и из каждого вещества
будет создано новое,
а из нового снова новое
так, чтобы мир оставался
всегда юным,
МАРК АВРЕЛИИ
Породы, преобразованные «огнем» и «силой»
Мы уже знаем, что наряду с осадочными и магматическими породами
в строении земной коры большая роль принадлежит породам третьей
упомянутой в начале книги группы — метаморфическим породам. История
их образования очень сложна. Каждой из них пришлось как бы родиться
дважды, а иногда и более. Сначала это была осадочная или магматиче-
ская порода, а затем, пройдя испытания «огнем» и «силой», подвергшись
влиянию высокой температуры и большого давления, родилась снова, по-
лучив иной состав и структуру. Такие породы называются метаморфи-
ческими.
Метаморфические породы не менее разнообразны, чем осадочные и
магматические. В кристаллических ядрах материков — щитах мы встретим
зернистые полосчатые гнейсы и кристаллические сланцы, в горных соору-
жениях — глинистые сланцы, филлиты и мраморы, вокруг застывших
внедрений магмы — пояса измененных пород — роговики, скарны и другие
породы. Как правило, все они настолько сильно изменены, что лишь
при тщательном изучении удается установить, за счет какого исходного
материала они возникли. Какие же силы вызывают превращение обычной
осадочной или магматической породы в метаморфическую?
Все геологические данные говорят о том, что метаморфизм горных
пород происходит в глубинах нашей планеты, ибо только там царят необ-
ходимые для таких превращений огромные температуры и давление. Их
действие начинает сказываться, когда те или иные участки земной поверх-
ности уходят в глубь Земли.
5 В. И. Лебединский
82
Известно, что с углублением в Землю температура постепенно по-
вышается. В шахтах воздух всегда теплее, чем у поверхности, а в ниж-
них выработках глубоких рудников уже настолько жарко, что длительное
пребывание в них человека становится мучительным.
Непрерывное повышение температуры в земной коре подтверждается
также измерениями температуры специальными приборами в скважинах,
уходящих на глубину 6—7 км. В среднем температура в земной коре
увеличивается на 3° на каждые 100 м углубки.
Легко подсчитать, что на глубине 30—40 км температура должна воз-
расти до 900—1200°, при которой начинается плавление многих горных
пород. Но в действительности земная кора на такой глубине не расплав-
лена и в ней нет сплошного жидкого слоя. Данные о скоростях распрост-
ранения упругих волн в земной коре, возникающих при землетрясениях
и искусственных взрывах, указывают на твердое состояние вещества на
этих глубинах. Но почему оно не расплавлено, хотя и сильно нагрето?
Переход в жидкое состояние не происходит из-за огромного давления на
глубине, которое повышает точку плавления горных пород.
Давление растет с глубиной не менее быстро, чем температура. В зем-
ной коре на глубине 1 км давление достигает 300 атмосфер, на глубине
30 км оно уже 10 000 атмосфер или, иначе, здесь на каждый квадратный
сантиметр давит тяжесть в десять тонн!
Все эти данные говорят о том, что хотя в недрах Земли до глуби»
30—40 км вещество и не расплавлено, но находится оно в совершенно
иных условиях, чем на поверхности Земли. Это значит, что образовав-
шиеся на поверхности Земли, или на дне океана, или же на небольшой
глубине от поверхности горные породы при опускании на большую глу-
бину, попав в не свойственные им условия, неминуемо испытывают корен-
ные изменения и начинают «новую» жизнь. Наиболее легкоплавкие могут
частично или даже полностью расплавиться. Под влиянием давления
зерна минералов растрескиваются и дробятся. При воздействии на них
большого давления минералы растворяются, затем в благоприятных уча-
стках выкристаллизовываются, меняя первоначальную форму и располо-
жение кристаллов. Вступая в химическое взаимодействие между собой,
они дают минералы иного состава, устойчивые в новых условиях. Так воз-
никают метаморфические породы, в одних случаях повторяющие состав
«предков», в других — заметно отличающиеся.
83
Горные породы со следами подземного жара
Во многих горных цепях встречаются породы, возникшие под
влиянием сильного местного нагрева. Они протягиваются в виде полос,
окружающих массивы магматических пород. Возникновение таких мета-
морфических пород происходило в момент внедрения нагретой магмы с
большим запасом тепла, во много раз превосходящим запас тепла вме-
щающих боковых пород. Этот вид метаморфизма, связанный с сильным
прогревом пород, окружающих внедрившуюся магму, называют термаль-
ным. Другое название — контактовый метаморфизм объясняется тем, что
метаморфизованные породы встречаются в контактах с массивами из-
верженных пород.
Характерным представителем пород термального метаморфизма яв-
ляются роговики. Это очень крепкие плотные или тонкозернистые поро-
ды с изломом, напоминающим поверхность разломанного рога. При силь-
ном прогреве в роговиках появляются минералы, несвойственные их
«предкам», такие, как кордиерит, андалузит, монтичеллит и др. Кроме
того, в роговиках встречаются скопления некоторых рудных минералов,
например, сульфидов меди, молибденита и др. Состоят роговики обычно
из небольшого числа минералов. Известны, например, плагиоклаз-пиро-
ксеновые, кордиеритовые, монтичеллитовые и другие роговики.
Роговики отличаются от родоначальных пород своим строением.
В шлифах под микроскопом видно, что очертания зерен минералов не-
правильные, извилистые (рис. 16). В них не заметно ни геометрических
контуров, свойственных многим минералам магматического происхожде-
ния, ни следов окатанности, которые так характерны для песчинок. Не-
правильная извилистая форма минералов роговиков объясняется тем, что
они образовались в твердом состоянии. Одновременно растущие минералы
мешали и стесняли друг друга, отсюда и неправильная их форма.
При не очень сильном и длительном прогреве породы термального
метаморфизма сохраняют некоторые первоначальные особенности, такие,
как, например, слоистость, остатки ископаемых животных, способность
при ударе делиться на тонкие плитки. Любопытна история образования
черного кремнистого сланца у села Шуньга на побережье Онежского озе-
ра в южной Карелии. Характерная густая черная окраска сланца вызвана,
как установил в 70-х годах прошлого столетия известный русский ученый
5*
84
Рис. 16. Гранат-пироксен-плагиоклазовый роговик под микроскопом. Поперечник
поля зрения 5,8 мм. По Ю. Ир. Половинкиной и др.
а — тонкозернистый роговик; б — мелкозернистый роговик; в — среднезернистый
роговик
А. А. Иностранцев, черным аморфным минералом, получившим название
«шунгит». Впоследствии выяснилось, что шунгит представляет собой поч-
ти чистый аморфный углерод.
История шунгитовых сланцев началась в мелководных морских бух-
тах и лагунах протерозойского моря, на дне которых отлагался песчано-
глинистый ил, обильно пропитанный органическими остатками. Затем под
влиянием высокой температуры внедрений диабазовой магмы и давления
85
из ила образовались черные битуминозные породы. В них от прежнего
органического минерала сохранился только углерод в виде аморфного
шунгита, а глинистые и песчанистые частички ила послужили «строитель-
ным материалом» для полевого шпата, кварца и слюды.
Сравнительно недавно стало известно, что шунгитовый сланец можно
использовать как превосходный пробирный камень. Он применяется для
определения пробы изделий из драгоценных металлов (золота, серебра,
платины). Для этого на гладкую поверхность пробирного камня натирают
полоску испытываемого металла, а рядом — полоску эталонного сплава,
в котором точно известно содержание примесей, т. е. проба. Затем обе
металлические полоски («натиры») обрабатываются крепкими кислотами,
отчего они в той или иной степени разъедаются. Сравнение результатов
травления «натиров» позволяет опытному специалисту определить пробу
испытуемого изделия.
Равномерная окраска шунгитового сланца, большая твердость и вме-
сте с тем тонкозернистость породы, а также кислотоупорность — все эти
свойства характеризуют шунгитовый сланец как высококачественный про-
бирный камень. Он оказался лучше французского пробирного камня, вво-
зившегося в нашу страну. Разновидности шунгитовых сланцев, особенно
богатые кварцем, могут использоваться как хороший точильный камень
для правки медицинских режущих инструментов, бритв и пр. Сланцы с
повышенным количеством шунгита используются для изготовления луч-
ших черных художественных красок (природная черная — шунгит). Шун-
гитовые сланцы с XVIII в. нашли применение как черный декоративный
и облицовочный материал, принимающий полировку. Не все, наверное,
знают, что траурные черные полосы на облицовке Мавзолея В. И. Ленина
сделаны из этого камня.
К горным породам, возникшим путем термального метаморфизма,
принадлежит большая часть яшм. Название камня происходит от древ-
негреческого слова «яспис», означающего исцеление от недугов. Суеверие
древних связывало красоту камня с его будто бы магической силой в ис-
целении различных болезней.
В древней и средневековой литературе яшма была собирательным
понятием. Этим именем называли многочисленные разноцветные и пестро-
окрашенные камни. К яшмам относили нефрит, вулканические породы
порфировой структуры (порфиры), кремень, роговик и др. С XIX в. яшмой
стали называть только плотные кремнистые породы, хорошо принимающие
86
полировку. Состоят они на 80—90% из кремнезема, остальное приходится
на глинистое вещество и красящие примеси. Яшмы образовались разными
путями, но большинство их возникло при метаморфизме кремнистых илов,
состоящих из остатков кремнистых скелетов мельчайших морских орга-
низмов — радиолярий, под влиянием внедрений и излияний диабазовой
лавы.
Яшмы —один из наиболее красивых поделочных камней. Привлека-
тельны уральские пестроцветные яшмы с многообразным сочетанием кра-
сок и причудливыми узорами. Чрезвычайно ценны пейзажные яшмы. От-
полированный прямоугольник становится вдруг живописной картиной, где
видится и лес, и водопад, и горные вершины, и все, что может подска-
зать фантазия.
Применение яшмы в технике связано с ее высокой прочностью. Из
одноцветной сургучной и серой яшмы изготовляют ступки для химиков,
валы для лощения кожи, волочильные доски и другие изделия.
К породам термального метаморфизма относится и лазуритовый ка-
мень. Ляпис-лазурь, ляпис-лазули, лазурит — это великолепный синий
камень, название которого происходит от арабского «азул» — синее небо;
отсюда и русское слово — лазурь. Местное население Памира называет
его ляджвараном. Этот любимый камень Востока напоминает своим пре-
красным цветом небесную лазурь и издавна используется как поделочный
материал для изготовления дорогих художественных изделий. Основным
минералом его является лазурит — алюмосиликат сложного состава, с
примесью серы. Цвет его то густой лазорево-синий, то фиолетовый, иногда
голубой или зеленовато-синий.
Уже в глубокой древности лазуритовая порода была известна наро-
дам Востока. Этот камень густо-синего цвета, испещренный включениями
золотистого пирита, напоминающий усеянное звездами небо, высоко це-
нился в Индии, Бухаре, Персии, Китае и других восточных странах. Из
него получали замечательную ярко-синюю краску и изготавливали аму-
леты. В эпоху Возрождения из лазурита делали крупные декоратив-
ные чаши и вазы, украшенные драгоценными камнями, золотом и се-
ребром.
В России лазурит получил распространение в XVHI в., когда в Петер-
бурге, новой столице государства, широко велось строительство и немало
зданий было украшено лазуритом. Значение лазурита особенно возросло
в XIX в. Пластинками лазурита были покрыты колонны Исаакиевского
87
собора в Петербурге, облицованы камины в Зимнем дворце, изготовлены
уникальные по художественному замыслу и технике исполнения столеш-
ницы, вазы и торшеры, составляющие каменное великолепие Государст-
венного Эрмитажа.
Месторождения лазурита очень редки. Самое крупное месторождение
лучшего в мире лазурита находится в афганской провинции Бадахшан.
Еще Марко Поло писал, что «в этой стране (речь идет о Бадахшане —
В. Л.), знайте, есть еще другие горы, где есть камни, из которых добы-
вается лазурь; лазурь прекрасная, самая лучшая на свете, а камни,
из которых добывается она, водятся в копях, так же, как и другие
камни».
Именно из Бадахшана вывозился синий камень в страны Востока, а
в XVIII в. начала его покупать и Россия. Из копей в труднодоступных
афганских горах лазурит вьюками доставляли в Россию, и не удивитель-
но, что в те времена пуд лазурита по стоимости приравнивался к пуду
серебра. Особенно высоко ценился густо-синий, почти фиолетовый лазу-
рит с рассеянными золотистыми кристалликами пирита.
В нашей стране известны месторождения синего камня в Прибайкалье
и на Памире. Ляджвардинское месторождение на Памире очень трудно-
доступно — оно находится на высоте 4500 м в 116 км от Хорога. Скоп-
ления лазурита возникли в результате изменения кремнистых известняков
под влиянием внедрений гранитной магмы. Известняки очень легко пере-
кристаллизовались в мрамор, а выделяющиеся из остывающей магмы го-
рячие пары и растворы привели к образованию на границах разнородных
пород — мрамора и гранита — новых минералов «контакта». И если в этих
процессах участвовали пары сернистых соединений, тогда образовывался
синий лазурит. Когда в известняке есть примесь железа, тогда она, соеди-
няясь с серой, дает блестки сернистого железа — пирита, встречающиеся
во многих месторождениях лазурита.
Лазуритовый камень редко бывает однородным. Ведь его образование
связано с движением паров и растворов по трещинам метаморфизован-
ного известняка, поэтому скопления лазурита не сплошные, а имеют вид
желваков, раздутых жил и неправильной формы участков. С лазуритом
встречаются минералы, богатые кальцием, — диопсид, кальцит, доломит
и др.
88
Метаморфические породы, рожденные теплом и давлением
Породы, возникшие в результате термального метаморфизма, пояса-
ми окружают бывшие внедрения горячей магмы и не занимают сколько-
нибудь больших площадей. С точки зрения масштабности процесса тер-
мальный метаморфизм можно назвать локальным.
Значительно шире распространены метаморфические породы, возник-
шие в результате преобразования пород в опущенных участках земной
коры под влиянием тепла и давления. Участки распространения таких
пород протягиваются на сотни, а то и тысячи километров, они охваты-
вают большие площади или регионы; поэтому изменения горных пород,
вызванные одновременным влиянием тепла и давления, называют регио-
нальным метаморфизмом.
Проследим этот процесс на примере осадочных пород. Отложившийся
на дне моря илистый осадок состоит из мельчайших частичек глинистых
минералов (каолинита, монтмориллонита и др.), пропитанных водой.
Слеживаясь и уплотняясь, он переходит в глину. Предположим, что глина
окажется на глубине одного километра. Условия здесь иные. Прежде всего
усилится давление, оно достигнет 300 кг на 1 см2; увеличится и темпера-
тура, примерно на 30°. Этих изменений уже достаточно для того, чтобы
из глины начала уходить вода. Начинаются превращения глинистых ми-
нералов в маловодные алюмосиликаты — гидрослюды, хлориты и другие.
Так пластичная глина переходит в аргиллит — окаменевшую глину.
Давление, под влиянием которого ил уплотнился и перешел в глину
и аргиллит, вызвано весом вышележащих пород. В местах, где пласты
смяты в складки, к нему еще добавляется боковое давление. Оно всегда
направлено в определенную сторону, поэтому его также называют ориен-
тированным давлением. В подвижных участках земной коры, где резче
всего проявляется метаморфизм, «работают» оба давления. Глины превра-
щаются в такие широко распространенные породы, как глинистые сланцы.
Ими сложены, например, горные хребты Центрального Кавказа и Горного
Крыма.
Превращение в глинистый сланец — только первый этап метаморфиз-
ма глинистых пород. Следующий ряд изменений наступит тогда, когда
толща глинистых сланцев опустится еще глубже, скажем на 5—10 км,
89
а окружающая температура повысится на несколько сотен градусов. В ре-
зультате глинистые сланцы испытают коренные изменения; они перекри-
сталлизуются в твердом состоянии при участии растворов, пропитываю-
щих породу. Химические элементы, входящие в состав глинистого слан-
ца, — кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий и Другие —
группируясь в новых условиях, образуют вместо первоначальных «низко-
температурных» минералов более «высокотемпературные». Сначала воз-
никнут белая и черная слюда, кордиерит, а затем полевые шпаты, амфи-
болы, пироксены и др.
Так образуются метаморфические породы, в которых, как правило,
не сохраняются следы их прошлого. В бесполевошпатовых породах хоро-
шо выражена способность при ударе раскалываться на пластинки и пли-
точки (эта особенность называется сланцеватостью), поэтому такие по-
роды именуют кристаллическими сланцами. Породам с полевыми шпа-
тами свойственна полосчатость. Такие породы называются гнейсами.
В породах неглинистого состава при метаморфизме образуются дру-
гие минералы, но возникающие метаморфические породы будут также
сланцеватыми или гнейсовидными. Если же исходная порода состоит из
одного минерала, то при метаморфизме ее минеральный состав не ме-
няется, но строение преобразуется коренным образом. Кремнистые породы
и кварцевые песчаники превращаются в кварциты. Первоначально суще-
ствовавший глинистый минерал в виде цемента между песчинками этих
пород переходит в слюду. Межзерновые растворы под влиянием высокой
температуры активизируются, растворяют кварцевые песчинки и тотчас
же отлагают кремнезем, образуя крупные зерна кварца, тесно примыкаю-
щие друг к другу. Все зерна кварца перекристаллизовываются одновре-
менно, «тесня» друг друга, поэтому форма зерен совершенно неправиль-
ная, они соприкасаются между собой по неровным зубчатым контурам.
В этом-то и состоит секрет замечательной прочности кварцитов.
В очень красивом малинового цвета кварците из поселка Шокша в
Карелии под микроскопом видно, что он состоит из круглых зерен кварца
и редко встречающихся зерен полевого шпата, окруженных тонкой короч-
кой окислов железа. Именно железо и придает породе красную окраску.
Другая интересная особенность шокшинского кварцита состоит в том, что
круглые зерна кварца намертво скреплены зубчатыми и лапчатыми
языками кварцевого цемента. Вот откуда у шокшинских кварцитов такая
исключительная прочность.
90
Мрамор — также метаморфическая порода, получившаяся путем пе-
рекристаллизации известняка. При этом мелкие зерна кальцита перекри-
сталлизовались в крупные, попутно «очистившись» от примеси глинистого
материала, превратившегося в слюду.
При метаморфизме изменения касаются не только каждой породы в
отдельности, между ними существует тесная взаимосвязь. Известно много
примеров контактово-реакционных явлений, когда при метаморфизме
смежные породы влияли Друг на друга. Онотское месторождение талька
в Восточном Саяне образовалось в результате взаимодействия пластов
магнезита и амфиболита (метаморфической породы, состоящей из амфи-
бола и плагиоклаза). На контакте этих пород при деформации возникли
трещины, по которым двигались метаморфизующие растворы. Они запол-
няли поры и трещинки, переводя в раствор некоторые элементы из окру-
жающих горных пород. Раствор, пропитывающий магнезит, был богат
магнием, насыщавший амфиболит — кремнием. Встречаясь, растворы всту-
пали в реакцию, образуя на границе магнезита и амфиболита скопления
чистейшего безжелезистого талька.
Большую роль в жизни первобытного человека сыграли скопления
минерала метаморфического происхождения — нефрита. Обычно он встре-
чается в виде глыб, валунов и галек во вторичном залегании. Минералог
о нефрите скажет, что это плотный агрегат волокнистого амфибола —
актинолита или тремолита. Любопытно, что ни актинолит, ни тремолит
не относятся к очень твердым минералам и в этом отношении заметно
уступают такому распространенному минералу, как кварц, но вот спутан-
но-волокнистый агрегат их кристаллов, своим строением очень напоминаю-
щий войлок, обладает исключительной прочностью. Чтобы раздробить
нефрит, нужно приложить усилий примерно в три раза больше, чем для
разрушения гранита.
Замечательная прочность нефрита была известна еще в далекой Древ-
ности и сделала его необходимым материалом для первобытного чело-
века. Нефритовые ножи и наконечники для стрел, топоры, молотки и дру-
гие орудия человека каменного века найдены при раскопках свайных до-
мов швейцарских озер, на побережье Байкала, в древних постройках
Микен, на далеких островах Карибского моря, у маори Новой Зеландии
и во многих других местах. В то далекое время нефрита было мало, и
изделия из него передавались из поколения в поколение и служили
веками.
--------------— ------------------------------------------— 91
\
Позже нефрит из материала для грубых орудий первобытного чело-
века стал материалом для художественных работ, появившихся в исто-
рическое время. Больше всего в этом преуспели индийские и китайские
камнерезы, воплотившие великолепные творческие замыслы в нефрите.
Позднее нефрит стал излюбленным материалом в европейском камне-
резном искусстве, из него были созданы изящные изделия, ставшие пред-
метом всеобщего восхищения на всемирных выставках XIX и XX вв.
В одной из витрин Эрмитажа выставлен тонкостенный, словно яичная
скорлупа, темно-зеленый флакон для духов, покачивающийся на двух
цепочках. Трудно себе представить, что эта ажурная вещичка вырезана
из крепчайшего нефрита — именно из того камня, глыбу которого пыта-
лись расколоть под прессом на одном из заводов бывшего немецкого
стального короля Круппа. Первая попытка разбить глыбу нефрита завер-
шилась так: стальная наковальня раздробилась на куски, а нефрит... ос-
тался целым!
Говоря о метаморфических породах, нельзя не упомянуть о пирофил-
литовом сланце — розоватом или зеленоватом сланцеватом камне. Возник
он в одних случаях из глин, богатых глиноземом, в других — за счет вы-
ветрелых кислых лав и туфов. Мягкость и вместе с тем прочность пиро-
филлитовой породы, жаростойкость и легкость добычи привлекли вни-
мание к ней еще первобытного человека. Из пирофиллита он изготовлял
бусы, ритуальные предметы и т. д.
Однако в последнее столетие пирофиллитовый сланец был забыт.
А между тем он обладает неоценимыми для техники качествами, прежде
всего жаростойкостью — ведь пирофиллит свободно выдерживает нагрев
до 1500°. Теперь из него делают огнестойкие горелки.
Месторождения пирофиллитового сланца встречаются редко. В нашей
стране промышленное месторождение этой породы, использовавшееся еще
первобытным человеком, находится на севере Украины в Овручском
районе.
На больших глубинах (не менее 40—50 км) образовалась чрезвычай-
но своеобразная метаморфическая порода — эклогит. Она довольно редко
встречается на земной поверхности.
У нас эклогит известен на Полярном Урале вблизи Байдарацкой губы,
на Южном Урале, в Казахстане; за рубежом — в Польше, ФРГ, штате
Калифорния в США и в некоторых других странах. Он всегда образует
мелкие залежи.
92
Несмотря на небольшое распространение эклогитов на поверхности
Земли многие геологи, занимающиеся изучением состава и строения глу-
бинных частей нашей планеты, придают им большое значение. Они счи-
тают, что количество эклогитов не только возрастает в земной коре с
глубиной, но и что ими сложена нижняя часть земной коры и подстилаю-
щая ее верхняя мантия, по крайней мере под материками.
Типичный эклогит — это темная мелко- или среднезернистая порода,
состоящая из особой разновидности пироксена — омфацита и граната. Раз-
личие в минеральном составе между габбро и эклогитом заключается
в том, что в последнем место плагиоклаза занимает гранат.
Разгадка особенности происхождения эклогита выяснилась после
опытов с кристаллизацией расплавленных базальтов под большим давле-
нием. Оказалось, что из расплава, находящегося под давлением в не-
сколько тысяч атмосфер, вместо плагиоклаза образуется гранат. Это зна-
чит, что базальтовый материал в недрах Земли на глубине в несколько
десятков километров находится в неустойчивом состоянии и метаморфи-
зуется с распадом плагиоклаза и образованием граната. Так возникла
гипотеза об эклогитовом составе нижней части коры и верхней части
мантии Земли.
Метаморфические породы «корней» гор
Хотя сильные метаморфические изменения происходят под совмест-
ным действием тепла и давления, но это вовсе не значит, что метамор-
физм в разных местах земной коры (например, в основаниях горных
сооружений и в спокойно залегающих породах платформ) идет одина-
ково. Различия в силе метаморфизма есть, и, более того, они очень суще-
ственны. Дело не только в том, что в разных участках земной коры ско-
рость роста температуры с глубиной разная. Очень многое зависит от
геологической истории этих участков — была ли она «спокойной» и не со-
провождалась образованием складок, разломов и внедрениями магмы, или
же была «бурной», породы опускались на особенно большие глубины
в недра Земли и там в обстановке высокой температуры и сильного рав-
ностороннего и бокового давления подвергались сильнейшему метамор-
физму (ультраметаморфизму).
93
Рис. 17. Полосчатый мигматит у села Раздольного, Донецкая область. Светлое —
гранит, темное — остатки гнейса
Самый сильный метаморфизм происходит в глубоких частях горных
сооружений во время «бурных» периодов их геологической истории. Ме-
таморфизовавшись, они стали «жесткими», как бы «окостенели» и после
этого начали медленное, но неуклонное восхождение из глубин Земли к
поверхности. Горы постепенно разрушались, местность из гористой пре-
вратилась в равнинную. Древнейшие горы, возникшие много тысяч лет
назад, давно разрушены, и теперь только геолог в таких выровненных
местностях узнает корни некогда существовавших горных хребтов.
В нашей стране следы ультраметаморфизма мы можем увидеть в
обрывах днепровских круч, в выходах кристаллических пород на Жито-
мирщине, сглаженных морем берегах Белого моря и Карельского пере-
шейка, по берегам Алдана и других местах, когда-то находившихся в ос-
новании древнейших геосинклиналей.
Самая характерная порода «корней» гор — мигматит, что в переводе
с древнегреческого значит «смешанный камень». Наименование породы
94
очень меткое. В любом мигматите, каким бы он ци был — полосчатым^
линзовидным, сетчатым, ветвистым и т. д. — видно два материала: гра-
нитный и метаморфический (рис. 17). При метаморфизме изменение ве-
щества настолько велико, что оно плавится. Hoz вначале расплавляется не
вся масса породы, а только те вещества, сме^ь которых переходит в рас-
плав при самой низкой температуре.
Поскольку гранит по сравнению с другими породами легкоплавок, а
слагающие его минералы широко распространены, неудивительно, что в
корнях геосинклиналей при метаморфизме выплавляются капли кислого
расплава не только из гранитов, но и из гнейсов, песчаников и других
пород. Они скапливаются и под огромным давлением проникают по ослаб-
ленным плоскостям гнейсовидности в еще не расплавившиеся, но находя-
щиеся в пластическом, легко проницаемом состоянии метаморфические
породы. Так возникли породы «смешанного» состава, в которых есть и
остатки метаморфической породы, и новообразованный гранитный ма-
териал.
О названиях горных пород
Термины любой из наук отличаются от бытовых наименований двумя
основными свойствами. Во-первых, они должны отражать существо изу-
чаемых предметов или явлений, во-вторых, они должны создаваться на
определенных принципах. Принимая такой подход, сразу скажем, что в
петрографии, впрочем, как и во многих геологических науках, со специ-
альной терминологией не все благополучно.
Словарное богатство науки о камне формировалось в течение дли-
тельного времени, начиная с первых случайных наблюдений над камнем
в доисторическое время. Несомненно, что первобытный человек, в жизни
которого камень играл исключительно важную роль, уже дал наименова-
ния ряду горных пород и минералов, но они, не будучи закреплены в
письменности, не сохранились.
Существующие названия горных пород сложились постепенно, сама
же их основа имеет обычно случайный характер. Некоторые из названий
95
происходят из так^й седой старины, что объяснить их происхождение
трудно, а подчас и4 невозможно. Неудивительно и то, что в объяснении
ряда названий существует несколько версий. Например, о происхождении
термина «базальт» имеется два основных предположения. Согласно пер-
вому, оно берет начало От эфиопских слов «базаль», «бзельт», «бзальт» —
кипяченый; согласно второму — оно связано с латинскими словами «ба-
зальте», «базанитес» — камень из Базана в Сирии.
Разбираясь в происхождении названий горных пород, легко заметить,
что большинство из них связайо со словами двух мертвых языков — ла-
тинского и древнегреческого. Bot несколько примеров, взятых наугад:
гранит, мрамор (происходят от латинских слов); диорит, пироксенит,
порфирит,, мигматит (в их основу положены древнегреческие слова).
Такое положение объясняется некоторыми историческими причинами.
В средневековье и в течение значительной части последующего времени
естествоиспытатели писали свои работы исключительно на латинском и
древнегреческом языках. Тогда в этом была заключена и некоторая це-
лесообразность — специальные названия, построенные на основе латинского
и древнегреческого языков, были понятны ученым любых национально-
стей. Теперь же петрографический словарь не следует пополнять за счет
новых латинских и древнегреческих корней.
Названия пород обычно заканчиваются суффиксом «ит» (например, в
словах гранит, диорит, порфирит и т. д.). Он представляет собой часть
латинского слова «литое» (камень). Добавление окончания «ит» к латин-
скому или древнегреческому слову говорило о том, что так построенный
термин обозначает материал из мира камня.
Наименования горных пород создавались без всякой системы. Бра-
лись за основу и минеральный состав пород, и их внешние признаки, и
физические свойства, химический состав, особенности строения. Очень ча-
сто в основе названий пород лежат наименования городов, местностей,
горных хребтов и других географических элементов, в которых впервые
были встречены или описаны те или иные породы. Например, мариуполит
назван по имени города Мариуполя, хибинит получил наименование от
Хибинских тундр, дитроит — по названию города Дитро в Трансильвании,
сиенит — по городу Сиена в Египте, габбро — от местности в Северной
Италии, нордмаркит — по имени города Нордмарк в Норвегии, липарит —
от острова Липари в Средиземном море, андезит — от горного хребта Анд
в Южной Америке и др.
96
/
Ряд названий горных пород основан на призна^х, которые в свое
время считались характерными. Например, «граниту подчеркивало зерни-
стость этой породы, а «мрамор» — кристалличноет£. Но уже давно из-
вестно, что этих признаков недостаточно, чт^ы гранит и мрамор
можно было отличить от других горных пород, обладающих теми же
свойствами. у
Особенности минерального состава определили названия ряда горных
пород, например, аплита, кварцита и др. Аплит состоит из кварца и поле-
вого шпата, отсюда и его название — от древнегреческого «гаплеос» —
простой (имеется в виду простой минеральный состав). Название «квар-
цит» отражает состав этой породы, состоящей из зерен кварца.
Внешние признаки горных пород отражены в названиях гнейс, ади-
нол и некоторых других. Гнейс предположительно связывают со славян-
ским словом «гноец» — гнилой, разрушенный; оно указывает на легкую
выветриваемость гнейсов. Под влиянием внедрений огненно-жидкой магмы
глины легко уплотняются и переходят в прочные тонкозернистые породы
с изломом, напоминающим поверхность разломанного рога. Эта особен-
ность контактово-метаморфизованных глин объясняет название «роговик».
Некоторые из роговиков, в составе которых много альбита, из-за своей
плотности получили название адинолов (от древнегреческого «адинос» —
плотный).
Особенности строения определили название вулканического стекла,
фельзита, вариолита и других пород. В наименовании вулканического
стекла отражено аморфное строение быстро застывшей лавы, в фель-
зите — фельзитовая структура вулканической породы, в вариолите — на-
личие в породе вариоль (радиально-лучистых сростков минералов округ-
лой формы).
Также несомненно, что названия мало распространенных пород, пост-
роенные на географической основе или другом случайном признаке, за-
громождают петрографический лексикон. Надо оставить в использовании
названия широко распространенных пород, какого бы ни были происхож-
дения эти наименования. Например, названия гранит, габбро, липарит,
брекчия, конгломерат, гнейс, мрамор и ряд других. А для остальных по-
род, которые являются разновидностью этих основных видов, указывать
особые их свойства при помощи прилагательных. Например, из хребта
Абсароко в штате Вайоминг в США была описана вулканическая порода,
97
похожая на базалкг но отличающаяся от него примесью ортоклаза. Она
вошла в петрографий под именем абсарокита. Ноне проще ли и понятнее
назвать ее ортоклазовым базальтом?
Вопросы номенклатуры горных пород в настоящее время настолько
емкие и сложные, что решение их одним человеком едва ли возможно.
Они, очевидно, должны решаться коллективами специалистов. Некоторый
опыт у петрографов на этот счет уже есть.
Современная наука
с ее глубокими знаниями
свойств минералов
и горных пород
открывает нам
новый мир явлений.
А. А. МАМУРОВСКИИ
Диковинки в мире камня
Если глубже проникнуть в удивительный мир камня, то мы узнаем
много неожиданного и любопытного. В самом деле, мало кому известно
о существовании огромных монолитов камня длиной в десятки метров;
«шарах» и «подушках» из застывшей лавы; камне, сверкающем всеми
цветами радуги; каменных «автографах» молний; странных знаках на
плитах песчаников, известняков и других горных пород. Удивительны и
съедобные камни. Об этих и некоторых других поразительных камнях
и пойдет дальше речь.
Гигантские монолиты камня
Все горные породы, независимо от своего происхождения и формы
залегания, не представляют собой непрерывных тел: трещинами они раз-
биты на блоки. Если последние велики, тогда их называют монолитами.
Монолитность камня — очень важное свойство, определяющее его приме-
нение в строительстве и в искусстве. Для изготовления монументов и
скульптур необходимы достаточно крупные блоки камня, лишенные даже
тончайших сомкнутых трещинок. Каждая из них является потенциально
слабым участком, поэтому не только при выветривании, но даже при об-
------------.---------------------------------------------------- 99
\
работке камень моя^т треснуть вдоль нее. Монолиты обычно добывают
из глубоких частей курьеров, где их не коснулась разрушающая сила
выветривания. \
Размеры наиболее крупных монолитов неодинаковы для разных ви-
дов камня. Например, очещ» большие глыбы нефрита, найденные в до-
лине р. Онот, весят до 9—10\т. Одна из самых крупных, если не самая
крупная глыба розового орлецах весом в 47 т была обнаружена на Сред-
нем Урале. После огромных трудов она превратилась в удивительный
саркофаг весом 7 т, ныне хранящийся в Петропавловском соборе в Ле-
нинграде.
Глыба малахита в Меднорудянске около Нижнего Тагила весила
около 250 т. Чтобы воспользоваться этим дивным цветным камнем, мо-
нолит пришлось разбить на части и извлекать из глубины глыбами весом
до двух тонн.
Известны крупные монолиты яшмы весом до 10—12 т. Глыба яшмы,
из которой вырезана знаменитая зеленая ваза в Эрмитаже, весила 40 т
и с большими трудностями была вывезена из Ревневской каменоломни
на Алтае.
Говоря о монолитах-гигантах, нельзя не упомянуть о дольменах —
погребальных каменных домах доисторических людей, живших более че-
тырех тысяч лет назад. В нашей стране особой известностью пользуются
дольмены Черноморского побережья Кавказа и Горного Крыма. Каждый
дольмен — это гигантский прямоугольный ящик из четырех боковых ка-
менных тесаных плит с плоской крышей. Дольмен в Эшери (Кавказ)
сложен из очень тяжелых каменных плит длиной 3,7 м и толщиной до
полуметра. Только одна крыша весила 22,5 т. Нелегко было поднять та-
кую тяжесть на уровень стен дольмена в то время, когда не было ника-
ких механизмов. По-видимому, в подъеме крыши Эшерского дольмена
сразу участвовало много десятков человек.
Самые крупные монолиты сложены гранитом. Прежде всего нужно
сказать о выборгском рапакиви, многие монолиты которого пошли на
возведение исторических сооружений в Ленинграде. Цельные гранитные
колонны Исаакиевского собора поднимаются на 16,46 м, Казанского со-
бора на 12,79 м. Но самым крупным монолитом гранита был монолит, из
которого изготовлена Александровская колонна, воздвигнутая на Дворцо-
вой площади в Ленинграде. При первоначальной длине 30 м он цесил
3700 т. После обработки длина уменьшилась до 25,6 м, но и в этом виде
100
Александровская колонна является крупнейшим/ монолитом в мире
(рис. 18). Вместе с постаментом и фигурой она поднимается на 47,5 м.
Мало кто знает, как добывались гигантские монолиты гранита, да еще
в то время, когда не было никакой техники. /Выламывая монолиты вы-
боргского рапакиви, каменотесы знали, что уранит трещинами разбит на
горизонтальные параллелепипеды. Передни^о его часть называли «лицо»,
заднюю — «хвост», верхнюю горизонтальную грань — «верхней постелью»
и нижнюю — «нижней постелью». Боковые грани гранитного параллеле-
пипеда именовались «заусенками» (рис. 19).
При выломке камня в стенках карьеров было открыто только лицо и
верхняя постель монолитов и иногда один из заусенков. Для отделения
монолита по нижней постели делали глубокую горизонтальную выемку
при помощи небольших зарядов черного пороха. Со стороны заусенка
скважины располагались очень плотно, образуя почти сплошную щель.
Очень важная работа велась со стороны верхней постели — параллельно
оси колонны кирками проходили паз глубиной 30 см, а затем с его дна
через каждые 30 см закладывались скважины по всей высоте отделяемой
призмы. Делалось это для того, чтобы ослабить сцепление камня со ска-
лой. Затем в скважины вставлялись клинья и ударами по ним все силь-
нее развивали ослабленную зону, уже намеченную скважинами, до по-
явления трещины и в конце концов отделяли каменную призму от скалы.
Штучный камень на месте обрабатывали и затем перевозили по воде до
берегов Невы к месту постройки.
Так же был обработан монолит Александровской колонны. Потом он
был приподнят 9 воротами и сброшен с высоты 3,7 м на подстилку из
еловых ветвей.
Крупные монолиты гранита широко используются для изготовления
памятников. Для памятника Карлу Марксу в Москве скульпторы после
длительных поисков в разных уголках нашей страны остановили свой
выбор на сером граните из карьера Кудашевского месторождения Днеп-
ропетровской области. В нем очень хорошо выражена крупная пластовая
отдельность, иногда достигающая по длине 50 м при толщине монолит-
ного слоя до 3,6 м. Отсюда был добыт монолит серого гранита разме-
ром 15x5x3,6 м весом 750 т. Выколка монолита проводилась без взрыв-
ных работ путем густого расположения скважин общей длиной более пяти
тысяч метров. Транспортировка огромного монолита по проселочной до-
роге от карьера до железнодорожной станции на расстояние 10 км даже
101
Рис. 18. Гранитная Александровская колонна в Ленинграде
102
Рис. 19. Заготовка гранита
при современной технике была нелегким делом. Монолит поместили на
специально изготовленные огромные металлические сани, которые тащили
десять танковых тягачей. Чтобы сани лучше скользили, дорога была
спрофилирована и посыпана десятисантиметровым слоем глины.
Каменотесы нашего времени камень обрабатывают струей раскален-
ного газа, вытекающей из специальной горелки. Ручной термоотбойник
имеет форму пистолета и весит два с половиной килограмма. Работает
он на сжатом воздухе и жидком горючем — бензине или керосине. Тер-
моотбойник по производительности значительно превосходит пневматиче-
ский инструмент такого же назначения.
Издавна из гранитных монолитов высекали скульптуры и ансамбли.
Примером такого ансамбля служит вход в Новый Эрмитаж (продолже-
ние Зимнего дворца) со стороны улицы Халтурина. Десять пятиметровых
фигур атлантов из серого сердобольского гранита, образующие портик,
поддерживают на своих могучих плечах балкон (рис. 20).
Пожалуй, одним из самых грандиозных ансамблей гранитных скульп-
тур является композиция в одном из городских парков Осло, протянув-
шаяся на 850 м. Творец ее—Густав Вигеллан, отдавший созданию этого
ансамбля 40 лет жизни. Около двухсот скульптур из гранита, своего рода
каменная симфония, изображают жизнь человека от его рождения до
смерти, рисуя замкнутый и вместе с тем бесконечный круг жизни. Самая
высокая деталь композиции — 17-метровый монолитный обелиск из свет-
лого гранита. Под резцом скульптора холодный гранит ожил, мы видим
переплетение бесчисленных человеческих тел, по спирали карабкающихся
вверх.
103
Рис. 20. Гранитные скульптуры атлантов у входа в Новый
Эрмитаж
Шары и «подушки» из застывшей лавы
Хотя мало кому из читателей довелось видеть извержение вулканов,
но о том, как стремительно бегут потоки огненно-жидкой лавы, хорошо
известно по прекрасным книгам Е. К. Мархинина, неустрашимого иссле-
дователя вулканов Г. Тазиева и его кинофильму. Мы знаем, что лава,
постепенно охлаждаясь, замедляет свое течение и, наконец, останавли-
вается. Поток застывшей лавы может быть коротким, длиной всего в
несколько сотен метров, или же очень протяженным, растянувшимся на
многие десятки километров, но независимо от своей протяженности он
представляет единое целое.
104
Кроме монолитных потоков вулканической лавы встречаются лавы*
распавшиеся на шары и «подушки». Эти удивительные лавы так и назы-
вают — шаровыми и подушечными или же пиллоу-лавами (от англий-
ского слова «пиллоу» — подушка). Они издавна интригуют геологов и вы-
зывают жаркие споры о своем происхождении.
В горах восточной части Крыма, где к самому морскому берегу под-
ходят многосотметровые обрывы вулканической группы Карадаг, в ряде
мест видны скалы из шаровых лав. Если вы находитесь у Карадагской
биологической станции, то, пройдя несколько сотен метров, попадете к
обособленной горе, которую издавна называют «Шапкой Мономаха». Ее
нижняя часть сложена подушечной лавой. Она состоит из аккуратно уло-
женных друг на друга каменных «подушек» и «баллонов» темной вулка-
нической породы (рис. 21).
Форма и размеры отдельных подушек и валиков не одинаковы. Но
все они сплющены в одной плоскости, ныне наклоненной к горизонту.
Если верхняя подушка полностью покрывает нижнюю, то она ее обтекает,
т. е. поверхность нижней вдавливается в верхнюю. Если же она налегает
на две или большее число нижележащих подушек, то лава как бы зате-
кает в образовавшиеся промежутки. Наиболее распространены размеры
отдельных тел поперечником 0,5—1,5 м. Пространство между подушеч-
ными телами заполнено инородным материалом, в данном случае вул-
каническим туфом.
Присмотревшись к строению отдельных подушек в поперечном раз-
резе (удобнее всего это сделать в скалистых обнажениях с крутыми об-
рывами, где подушки нередко расколоты пополам), легко заметить неод-
нородность их строения. Внешняя часть («корка») толщиной в несколько
сантиметров тонкозернистая и без вкрапленников. Дальше идет толстая
зона лучше раскристаллизованной лавы с вкрапленниками и миндали-
нами, т. е. здесь мы имеем дело с обычным спилитом. Наконец, централь-
ная часть подушечного тела сложена более плотным, с небольшим чис-
лом миндалин, спилитом.
Шаровые лавы часто образованы спилитами. Из таких шаровых тел!
состоят базальты, андезито-базальты, порфириты. Эти вулканические по-
роды отличаются друг от друга по составу, но для всех этих лав, как
показывают наблюдения над извержениями современных вулканов, ха-
рактерна большая подвижность в текучем состоянии. Сама форма поду-
шек, приспособленных к контурам лежащих под ними тел, говорит о том»
105
Рис. 21. Подушечная спилитовая лава в обрыве горы Шапка Мономаха. Крым,
Карадаг
что лавовые шары к моменту застывания были пластичными. Нужно
также обратить внимание на обилие миндалин. Несложные расчеты по-
казали, что лавовые шары были пористыми и настолько легкими, что
могли плавать в воде. Об этом свидетельствуют и наблюдения над дея-
тельностью вулканов. Так, при подводном вулканическом извержении в
1891 г. близ острова Пантеллерия на поверхность Средиземного моря
поднимались шары раскаленной лавы, окруженные облаком водяного
пара.
Шаровые лавы встречаются во многих районах СССР и в других
странах, однако происхождение их до настоящего времени не вполне
ясно. Проблемой шаровых лав, «проблемой очаровательной сложности»,
106
как писал известный американский петрограф Р. Дэли, занимались мно-
гие исследователи. В настоящее время известно не менее пятнадцати ги-
потез. Одни из них утверждают, что шаровые лавы возникли в глу-
бинах земной коры, другие так или иначе связывают их с влиянием
воды, третьи допускают наземные условия формирования шаровых лав.
Решение сложного вопроса происхождения лав затрудняется тем, что на-
блюдения над действующими вулканами не обнаружили подобных лав
на суше, а непосредственные наблюдения над подводными извержениями
еще не проводились. Для выяснения условий образования шаровых лав
нужно иметь в виду, что на Карадаге и в других местах они переслаи-
ваются с морскими отложениями, что дает основание рассматривать ша-
ровые лавы как результат подводных вулканических извержений.
Образование шаровых лав можно представить следующим образом.
На дне моря огненно-жидкий расплав с трудом преодолевает сопротив-
ление столба воды. Медленно вытекающие тонкие струйки лавы все время
как бы пульсируют под действием постоянно изменяющегося внутреннего
давления. Образование шаров начинается с момента, когда внутреннее
давление лавы больше давления, оказываемого водным слоем. Тогда
струйка лавы разбухает, затем внутреннее давление лавы уменьшается,
ее струя пережимается, отделяется и под влиянием сил поверхностного
натяжения приобретает форму шара. Затем снова возрастает внутреннее
давление, вновь начинается истечение лавы, а когда давление уменьшится,
струйка лавы пережмется и возникнет новый лавовый шар.
Шаровые лавы свидетельствуют, таким образом, не только о подвод-
ной вулканической деятельности, но и о постоянном изменении давления
в вулканическом канале. Разделению струек лавы на части содействуют,
возможно, и толчки землетрясений, как правило, сопутствующие вулка-
ническим извержениям.
Можно и другим способом объяснить образование шаровых лав.
Представим себе, что подводное извержение началось со взрыва. Тогда
возникает огромный газовый пузырь, в который мгновенно устремятся
раздробленная старая лава и распыленные частички новой. Из них обра-
зуются пирокластические породы, подстилающие шаровые лавы. Затем
начинается излияние лавы, причем оно будет тем продолжительнее, чем
сильнее взрыв. Лава, оказавшаяся в газовом пузыре, пронизана пузырь-
ками выделяющегося газа и поэтому очень легка и подвижна (объемный
вес ее может опускаться до удельного веса воды). Затем расширяющийся
107
газовый пузырь разрывается, и лава входит в соприкосновение с водой.
Возникают благоприятные условия для проявления сил поверхностного
натяжения, и вся лава распадается на множество каплеобразных тел. Они
теряют газы, становятся тяжелее, опускаются на дно и нагромождаются,
под влиянием силы тяжести расплющиваются и застывают, образуя ша-
ровые лавы.
Камень, расцвеченный как павлинье перо
Есть много красивых камней. Белый просвечивающий мрамор поко-
ряет в изделиях ваятелей, серый и красный гранит незаменим в монумен-
тальных скульптурах. Камень может быть декоративным. Стены новых
домов в Ереване из оранжево-красного с черными пятнами армянского
туфа выглядят так, будто сплошь покрыты ярким ковром. Но у этих,
безусловно очень красивых, камней постоянная «внешность» — с какой
бы точки мы ни смотрели на них, они выглядят одинаково.
Петрографам известен удивительный камень, в этом отношении непо-
хожий на все другие. Рассматривая глыбу такого камня, особенно если
она отполирована, мы во многих местах увидим крупные кристаллы, рас-
цвеченные яркими красками, словно павлинье перо. Одни из них сверкают
глубоким голубым цветом, другие зеленым, третьи фиолетовым; встре-
чаются также розовато-красные, серебристые и другие цвета, поражаю-
щие яркостью и чистотой своего тона. Отливающий такими цветами ка-
мень очень напоминает сверкающие голубыми и синими красками крылья
экзотических бабочек из Бразилии.
Эта замечательная игра цветов, свойственная некоторым образцам
полевых шпатов, называется иризацией. Число иризирующих кристаллов
в горной породе, состоящей из такого полевого шпата, нередко очень ве-
лико и достигает 1000—1200 штук на один квадратный метр!
Необыкновенная прелесть зрительного впечатления от иризирующей
поверхности создается и тем, что при изменении угла зрения на камень
одни кристаллы «гаснут», а другие, уже в новых местах, «загораются»
яркими цветами, исходящими из глубин кристаллов. Впечатление усили-
вается еще и разнообразием узоров иризации. В одних кристаллах свер-
кают внешние части в виде сияющей каймы. В других пятнами иризируют
отдельные части зерен. Бывает и так, что кристалл расцвечивается часто
108
расположенными узкими параллельными цветными полосочками. Горная
порода, для которой характерна иризация, называется лабрадоритом (па
слагающему полевому шпату лабрадору, впервые изученному на полу-
острове Лабрадор в Северной Америке).
Чтобы познакомиться с причинами иризации лабрадора, напомним
некоторые свойства этого минерала. Лабрадор принадлежит к особому
ряду минералов переменного состава — плагиоклазам. В их строении уча-
ствуют два минерала — альбит (натриевая соль сложной алюмокремневой
кислоты) и анортит (кальциевая соль той же кислоты), поэтому извест-
ны плагиоклазы любого состава, начиная от альбита через различные
промежуточные разности вплоть до анортита. Лабрадор в этом отноше-
нии занимает примерно среднее положение — состоит из равных количеств
альбита и анортита.
В лабрадоре, как и во всех плагиоклазах, хорошо выражена спай-
ность по двум плоскостям, пересекающимся под косым углом. Кстати,
с этим свойством связано название минералов группы плагиоклаза —
оно происходит от греческих слов «плагио» — косой и «клясис» — разлом.
Другая особенность плагиоклазов заключается в том, что они крайне
редко встречаются в виде одиночных кристаллов. Почти всегда плагио-
клазы состоят из закономерных сростков многих кристаллов, при этом
каждый из них по отношению к соседу повернут на 180° или же занимает
положение, полученное путем зеркального отражения. Такие сростки мно-
гих кристаллов называются полисинтетическими. Под микроскопом поли-
синтетически сдвойникованный плагиоклаз выглядит полосатым. Двойни-
кование часто очень тонкое — толщина отдельных пластинок достигает
всего 0,01 мм и меньше.
Иризация лабрадора давно привлекает внимание петрографов, и о ее
природе высказано немало предположений. Одни считают, что красивая
цветовая игра кристаллов лабрадора вызвана очень тонким полисинтети-
ческим двойникованием. Лучи белого света, разлагаясь при входе в кри-
сталл на составные лучи разных цветов и многократно отражаясь от
плоскостей срастаний двойников, интерферируют между собой и дают
радужную окраску. Считают, что это явление подобно интерференции све-
та в стопе тонких стеклянных пластинок. В подтверждение этого предпо-
ложения ссылаются на иризирующие сдвойникованные кристаллы берто-
летовой соли. Однако точные исследования показали, что плоскость ири-
зации занимает косое положение по отношению к спайности лабрадора
109
Рис. 22. Косое положение плоскости
иризации в кристалле лабрадора
(плоскость иризации заштрихована)
(рис. 22) — с ней совпадают плоскости срастания двойников — и по-
этому световые явления в лабрадоре нельзя связывать с интерференцией
света.
Другие исследователи обратили внимание на огромное количество
тончайших включений некоторых минералов в лабрадоре, обычно так же
ориентированных, как и плоскости спайности. Предполагали, что вклю-
чения вызывают световые явления, ведущие к иризации. Затем было об-
наружено много совершенно однородных, без включений кристаллов лаб-
радора, и все же ярко иризирующих. Так отпало и второе предположение.
Происхождение иризации лабрадора еще не полностью выяснено. Но
наблюдения над рисунками узоров иризации, какими бы они ни были по
форме — в виде каемок, пятен или полос — показали, что они совпадают
с неоднородными участками лабрадора. Поэтому исследователи в послед-
нее время считают, что иризация связана с неоднородностью кристаллов
плагиоклаза. Это возможно, поскольку в строении кристаллов лабрадора
принимают участие два минерала — альбит и анортит, а образованный
ими «твердый раствор» в разных участках в разной степени устойчив. При
охлаждении кристаллическая решетка лабрадора деформируется и, как
следствие, кристаллы начинают иризировать. Вот почему при нагревании
кристаллов лабрадора, ведущем к устранению неоднородности, иризация
исчезает.
110
«Громовые стрелы»
Своеобразные трубки из переплавленного песка или следы оплавления
крепких горных пород, возникающие под действием ударов молний, в
народе называют громовыми стрелами. В науке они известны как фуль-
гуриты (от латинского слова «фульгур» — молния) и по существу пред-
ставляют собой «автографы» молний (рис. 23).
Фульгуриты встречаются не так часто. О фульгуритах писал Чарльз
Дарвин в своем «Путешествии на корабле Бигль». Он видел эти образо-
вания в прибрежных дюнах близ Мальдонадо в Южной Америке. Там
рыхлый песок, не скрепленный корнями растений, постепенно передви-
гается ветром, и при этом на поверхность выходят фульгуриты, слегка
торчащие над окружающей местностью. Обычно встречаются не целые
фульгуриты, а обломки. Судя по количеству фрагментов, фульгуриты
первоначально уходили на большую глубину. Разгребая песок вокруг
одной из таких трубок, Дарвин проследил ее на глубину 60 см; в Другом
месте, соединив несколько обломков, он получил фульгурит длиной
165 см.
Внутренняя поверхность фульгуритов состоит из кварцевого стекла
с гладкой поверхностью и сильным блеском. Поперечник трубок обычно
1—2 см, но встречаются и более крупные —до 3—4 см. Внешняя поверх-
ность их очень шероховатая, состоит из песчинок, соединенных кварцевым
стеклом. Далеко не всегда у трубок круглое сечение. Чаще они сжаты
и покрыты продольными бороздками, ио внешнему виду напоминая дре-
весный корень. По-видимому, бороздки возникли в результате давления,
которое оказывал песок на трубку в то время, когда ее вещество было
расплавлено.
Сходство с корнями деревьев увеличивается по мере углубления труб-
ки, которая ветвится, искривляется у своего окончания и уменьшается
в поперечнике до нитки.
Довольно много фульгуритов обнаружено в Польше у Старциново.
Размер трубок колеблется от толщины руки до толщины толстой вязаль-
ной спицы. Наиболее тонкие трубочки прозрачны и очень хрупки. Попе-
речное сечение трубок то круглое, то ребристое, то сплюснутое. Толщина
стенок изменчива. У фульгуритов поперечником 1,5—2 см толщина стенок
небольшая, всего 1—2 мм. Но в других случаях она много больше —
Ill
Рис. 23. Схема образования
фульгурита
во внутренний канал с трудом проходит иголка. Самый крупный фульгурит
по длине достигает 218 см.
Судя по литературным данным, «чемпионом» среди фульгуритов
является остеклованная трубка из Кумберленда в Англии длиной
10 м.
Следы удара молний встречаются и в твердых горных породах, на
там они не так характерны, как в рыхлых песках. Они обнаружены на
Малом Арарате, горных вершинах Америки, Альп и других горных цепей.
Фульгуриты в скальных породах представляют собой дырчатые углубле-
ния, покрытые темно-зеленым стеклом.
Для геолога находки ветвящихся фульгуритов интересны в несколь-
ких отношениях. Во-первых, они свидетельствуют о том, что в момент их
возникновения порода представляла собой сухой песок. Во-вторых, когда
нет уверенности в нормальном залегании пластов, по фульгуритам можно
определить действительное их положение. Разветвление фульгуритов, их
«корневая система», направлено в сторону подошвы пласта. И если корнй
фульгуритов направлены вверх, следовательно, пласт опрокинут.
112
Знаки на камне
Слоистые породы обычно легко разделяются на пластинки и плиты,
на поверхности которых можно увидеть разнообразные следы прошлого.
На них встречаются различные знаки. Сначала они казались загадочными
и таинственными, но внимательное изучение показало, что образовались
они под влиянием самых обыкновенных явлений. Среди них волноприбой-
ные знаки, запечатлевшие откатившуюся волну, бороздки, оставленные
морскими течениями, следы ползающих и ходящих животных, трещины
усыхания на поверхности древних илов, причудливо изогнутые слои
оползавших неокаменевших осадков и следы многих других любопытных
явлений.
В слоях горных пород сохраняется иной раз такое, что будто бы про-
тиворечит здравому смыслу. Например, отпечатки медуз. Ведь медузу не
так-то просто вынуть из воды: водянистое, похожее на кисель тело не
удерживается в руках и проскальзывает между пальцами. И все-таки
отпечатки медуз иногда прекрасно сохраняются в горных породах, воз-
раст которых достигает 600—700 млн. лет.
А вот другой чрезвычайно редкий случай. Американские геологи
опубликовали фотографию, в свое время перепечатанную «Комсомоль-
ской правдой». На камне виден отпечаток окуня, подавившегося слиш-
ком крупной для него селедкой.
Попробуем воссоздать картину этого события. Около 40 млн. лет на-
зад на территории Северной Америки разлились воды огромного озера.
Жили в нем и прожорливый окунь, и беззащитная сельдь. И так случи-
лось, что состоялась роковая для обоих встреча. Окунь, как бывало и
раньше, набросился на безобидную рыбу, но, увы, не рассчитал свои
силы и... подавился.
Трагический для рыб и, пожалуй, занимательный для нас случай до-
шел до нас благодаря удачному стечению обстоятельств. Погибшие рыбы
упали на дно и быстро покрылись илом. Под тяжестью новых отложе-
ний ил за многие миллионы лет спрессовался и стал плотным камнем.
А захороненные в нем рыбьи кости пропитались минеральными солями
и оставили на камне уникальный след драматического события далекого
прошлого.
К стр. 38
113
На серой пластинке мергеля видны многочисленные бороздки, похо-
жие на паутину или лучи, расходящиеся во все стороны. Присмотревшись
к бороздкам, заметим, что они словно граненные — бока их плоские и пе-
ресекаются между собой под углами 30 и 60°. Если поверхность мергеля
немного покороблена, а это бывает при ссыхании ила, тогда бороздки
немного изогнуты.
Чтобы понять происхождение бороздчатых узоров, припомним мо-
розное утро. Перед этим шел дождь и во многих местах на глинистой
почве образовались лужи. Ночь была холодная, и вода в лужах замерз-
ла. Сверху — зеркальная гладкая ледяная поверхность, снизу она закан-
чивается ледяными ребрами, «морозным узором». Осторожно снимем ле-
дяную корочку и тогда под ней на земле увидим следы игольчатых
кристаллов льда. Они в точности отвечают бороздкам на мергеле. Бо-
роздки и скопления их в виде паутины на камне — свидетели былых
заморозков. Вслед за ними отпечатки ледяных лучей покрылись или-
стым осадком, окаменели и в «запечатанном» виде дошли до наших
дней.
В окаменевшей глине на ровной поверхности напластования встре-
чаются небольшие круглые углубления, напоминающие кратер в миниа-
тюре. Это следы дождевых капель и градин. Дождевые капли и гради-
ны, падавшие на мягкий осадок, например на ил у берега озера или
моря, образовали ямки с кольцевыми валиками. Форма ямок зависела от
направления падения капель и градин: она круглая, если капли воды или
градины опускались вертикально, и эллиптическая, если они падали на-
клонно. Интересно, что при наклонном падении капель край эллиптиче-
ской ямки выше на той стороне, в направлении которой происходило
падение (рис. 24). Это позволяет по формам ямок определять направле-
ние дождевых струй.
Нередко геологу приходится иметь дело не с отпечатками дождевых
капель и градин, а с их слепками, своего рода «негативами» рельефных
образований. Они имеют вид маленьких волдырей или выступов, похожих
на бородавки; негативы дождевых капель и градин изображены в осно-
вании верхнего пласта на рис. 24.
При благоприятных условиях можно отличить следы дождевых ка-
пель от градин. Отпечатки ударов градин обычно шире и глубже, чем
следы от падения дождевых капель, и притом они менее правильной
формы и с шероховатыми краями.
6 В. И. Лебединский
114
Рис. 24. Слой глинистого сланца с ямками от дождевых капель и градин. В подошвег
верхнего пласта видны слепки отпечатков дождевых капель и градин. Стрелки ука-
зывают направление падения капель и градин
В 1885 г. знаменитый австрийский геолог Э. Зюсс описал новый тигт
следов на камне, названных им «автографами землетрясений». На поверх-
ности каменной плитки, найденной около Праги, он обнаружил пилооб-
разные зазубрины, возникшие при царапании твердых зерен песка па
мягкой поверхности сланца. Затем были сделаны подобные находки и в
других местах. В 1926 г. английские геологи Челлинор и Виллиаме сооб-
щили о подобных знаках на поверхности силурийских сланцев в Южной
Англии. Эти знаки по существу представляют собой записи древних
землетрясений, естественные ископаемые сейсмограммы.
Иногда на поверхности камня встречаются причудливые углубления^
похожие на следы необыкновенных существ — и это на самом деле так.
Камень превосходно сохранил следы вымерших животных. Они вызывают
огромный интерес у ученых. По таким следам восстанавливают картины
жизни в геологическом прошлом.
«Съедобные» камни
В витринах геологических музеев можно найти немало «вкусных» (no*
названиям) минералов и горных пород.
Глубоко в недрах течет подземная вода. Внешне она прозрачна, как
слеза, но в ней растворено немало веществ. Когда вода фильтруется чере&
115
известняки, в ней больше всего карбоната кальция. Выходя на поверх-
ность, известковый раствор попадает в область пониженного давления и
становится неустойчивым. Из него выпадает карбонат кальция, образуя
эффектные каменные занавесы, сталактиты и сталагмиты. Иногда карбо-
нат кальция в виде муки покрывает стены и пол пещер. Его так и на-
звали — «горная мука». Если же тончайшие частички карбоната кальция
взвешены в воде, получается «лунное», или «горное молоко».
В пещерах встречаются причудливые скопления карбоната кальция,
похожие на виноградные гроздья — «каменный виноград». Там же можно
найти возникшие сходным образом «гороховые» и «икряные камни».
Иногда их сопровождают изящные «каменные цветы».
В некоторых месторождениях железных руд накапливаются мелкие
чешуйки кристаллов гематита — окисла железа. Пропитанные водой скоп-
ления этих чешуек в виде кашеобразной массы известны под названием
«железной сметаны».
«Шоколадной рудой» назвали смесь никелевой руды с водными окис-
лами железа. Она найдена на Урале в окрестностях Ревды и Уфалея,
на острове Новая Каледония и в некоторых других местах. Не обошлось
в мире камня и без своих «жиров». Самый распространенный среди
них — «жировик». Так называют плотные скопления талька со скользкой,
словно покрытой жиром, поверхностью.
Из съедобных камней, действительно употребляемых в пищу, на пер-
вое место надо, конечно, поставить обычную соль (хлористый натрий), в
минералогии известную как галит. Без этого соленого на вкус минерала
немыслима жизнь человека и животных. Известно, что человек ежегодно
потребляет в среднем 8 кг соли! Громадное значение соли в жизни чело-
века отражено в этимологии этого слова. Несомненно, что французские
слова «soldat» (солдат) и «solaire» (жалованье) происходят от латин-
ского слова «sei». Связь между этими, на первый взгляд, далекими друг
от Друга понятиями заключается в том, что римляне расплачивались со
своими наемниками солью.
Довольно широко употребляется в пищу глина. Несколько лет назад
геолог А. Жуков в коротенькой заметке сообщил, что на севере Дальне-
восточного края встречаются залежи белой глины, которую местные жи-
тели — эвенки и эвены — называют «земляной сметаной» и охотно едят
как самостоятельное блюдо или вместе с оленьим молоком. В естествен-
ном состоянии «земляная сметана» бела как снег и похожа на студень.
6*
116
Образовалась она путем переотложения продуктов выветривания светлых
стекловатых лав.
Употребление в пищу глин — традиция ряда народностей не толька
приполярных, но и жарких стран. В Средней Азии, например, широко
известна съедобная глина Хорезма. В некоторых районах Африки, Австра-
лии и океанических островов местные жители в торжественных случаях
подают на стол определенные сорта белых, голубых и зеленоватых глин
для особо уважаемых гостей. Этим «блюдам» приписывают бодрящие
и лечебные свойства.
Некоторые африканские племена почитают за лакомство жирную би-
туминозную глину, встречающуюся на дне озер. Такую глину находят
и в ряде уральских озер, ее темная окраска обязана продуктам распада
микроорганизмов, населявших озера.
Землеедение весьма обычно в Иране. Здесь даже в урожайные годы
на базарах вместе с разнообразными пищевыми продуктами продают
съедобную глину из Магеллата и Гивеха. В прошлом в Италии была
широко распространено кушанье под названием «алика», представляю-
щее собой смесь пшеницы и нежного мергеля из окрестностей Неаполя.
Считают, что мергель придает этому блюду белый цвет и мягкость.
Хотя люди разных народов и времен употребляли в пищу глину, эта
вовсе не значит, конечно, что глиноедение безвредно.
«Хлебом Тенгу» (таинственного горного духа, благосклонного к лю-
дям) называют жители Японии встречающуюся высоко в горах на скалах
и вулканических породах съедобную массу. Она состоит из скопления
съедобных микроорганизмов, толстым слоем покрывающих камни на
огромном протяжении.
В капиталистических странах издавна фальсифицируют пищевые про-
дукты, прибавляя к ним порошок тех или иных минералов. На первое
место среди минералов-фальсификаторов можно поставить, пожалуй,
барит, или тяжелый шпат. Он легко размалывается в муку, дешев и тя-
жел, поэтому его часто подмешивали к товарам, продаваемым на вес.
Особенно охотно прибавляли барит к пшеничной муке. А. Е. Ферсман
писал, что одно время в Германии фальсификация муки приняла настоль-
ко крупный масштаб, что для борьбы с ней даже запретили добычу
барита.
117
Совсем необыкновенные камни
Все камни, о которых до сих пор шла речь, несмотря на их разно-
образие, имеют одну общую особенность — они являются внешними об-
разованиями по отношению к человеку и к другим существам. Но мир
камня настолько велик, что в нем есть место и камням совсем иного рода,
а именно — заключенным в живых организмах. Таких камней мало, и о
них следует рассказать.
Начнем с гастролитов — «желудочных камней», встречающихся в же-
лудках моржей, тюленей и многих китообразных. Это хорошо окатанные
гальки, причем среди них не редкость довольно крупные, размером до 5—
7 см. Общий вес галек иногда достигает многих килограммов. Напри-
мер, в желудке шароголового дельфина было найдено 9,5 кг гальки, сре-
ди которых самая крупная весила 340 г!
Вопрос о том, как попадают камни в желудок морских млекопитаю-
щих, давно занимает зоологов. В середине прошлого века некоторые ис-
следователи считали, что гренландский тюлень глотает камни как бал-
ласт, чтобы легче «рассекать морскую хлябь могучей грудью». Биологи
нашего времени — М. М. Слепцов, А. Г. Томилин и другие — предпола-
гают, что гастролиты играют роль своего рода жерновов для перетира-
ния пищи в желудке. Возможно, что у некоторых животных гастролиты
попадали в желудок случайно, вместе с пищей со дна.
Наблюдения над тюленями и другими животными в зоопарках пока-
зывают, что после кормежки и переваривания пищи они отрыгивали
гастролиты. Это явление объясняет накопления гальки в местах, где она
по геологическим законам не должна встречаться. Например, во время
обследования островов к югу от Новой Зеландии в удалении от берега
были обнаружены большие россыпи гальки различных горных пород.
Выяснилось, что галька была перенесена морскими львами за 250 км
с другого острова.
Гастролиты были и у крупных животных прошлых геологических эпох.
В. Барнум описал желудочные камни плезиозавров — крупных рептилий,
живших в юрский период. Найдены гастролиты и у динозавров. Возмож-
но, что некоторые валуны и гальки в угольных пластах, где им по всем
геологическим данным нет места, также представляют собой не что иное,
как ископаемые гастролиты.
118 ---------------------------------------------------------------------
Но, пожалуй, самые необычные из всех «внутренних» по отношению
к живым существам камней это те, которые возникли в самих организ-
мах. Образуются они при отклонениях от нормальной жизнедеятельности.
Например, при нарушении солевого обмена в почках человека возникает
почечный песок и даже камни. Почечные камни бывают довольно круп-
ные, форма камней — самая причудливая. Среди них и одиночные камни
караваеобразной формы, и сросшиеся, и изогнутые как молодой месяц с
острым концом, и совсем странные, напоминающие трезубец гладиатора.
К тому же нередко поверхность камней густо усажена шипами и дру-
гими наростами.
История камня
начинается с отдаленнейших эпох
существования человека.
А. Е. ФЕРСМАН
Камень и прошлое человека
Горные породы и минералы широко использовались человеком уже
за многие сотни тысяч лет до настоящего времени. Как прочный и трудно
разрушаемый материал камень наравне с керамикой и металлом стал
основным источником передачи через века творческих замыслов и техни-
ческих идей человека. В истории материальной и духовной культуры
он сыграл особую роль благодаря своей великолепной сохранности, в нем
многие народы до наших дней сохранили следы своей самобытности. Ча-
сто культурное наследство страны тем богаче, чем многочисленнее его
каменные памятники.
Ряд свойств камня определили большую роль его в развитии куль-
туры. В одних случаях использовались вязкость (нефрит), способность
обтесываться и принимать желаемую форму (кремень, вулканическое стек-
ло), однородность и прочность (яшма), легкая обтачиваемость (селенит,
тальк, пирофиллит), декоративность некоторых камней, отличающихся
красивым цветом и особым блеском. Эти ценные свойства, во многих
случаях присущие только камню и не встречающиеся в Других материа-
лах, определили основные пути использования горных пород.
Областей применения камня много. В первобытном обществе это был
прежде всего материал для изготовления орудий домашнего обихода, ре-
месел, промыслов и оружия. Из камня изготовлялись скребки, лопаточки,
чаши для растирания зерна, ножи, топоры, наконечники для копий и
стрел, молотки, шила, грузила для рыбной ловли, пряслица и другие
предметы.
120
В древности камень играл роль денег. Известно, например, что в
Китае деньгами в каменном веке служили куски нефрита. Однако и ныне
кое-где в Африке расплачиваются брусками каменной соли, на Борнео —
агатом, на Ново-Гебридских островах — мраморными кольцами. Но осо-
бенно своеобразны самые крупные в мире деньги на острове Яп в Тихом
океане. Это «феи» — диски из минерала арагонита (особой разновидности
углекислого кальция), стоимость которых возрастает с увеличением их
поперечника. Феи иногда достигают в диаметре пяти метров. Такие же
каменные деньги найдены при раскопках стоянок первобытного человека
в Индокитае.
Камень нашел широкое применение в строительстве, архитектуре,
скульптуре и декоративном искусстве. Сначала использовали «дикий»
(необработанный) камень при строительстве первых незатейливых домов,
а затем уже древние египтяне, возводя пирамиды фараонов, вытесывали
огромные блоки известняка; археологические раскопки показали, что
тесаный камень применен при кладке стен древней Трои. Затем в убран-
стве дворцов и общественных зданий появился цветной камень. Из него
высекали архитектурные украшения и скульптуры. Гранит оказался луч-
шим материалом для величавых фигур, белоснежный или чуть розоватый
мрамор стал незаменимым для передачи красоты человеческого тела, чер-
ный базальт — для скорбных фигур.
Редкость и трудность добычи красивого камня привлекли к нему
первобытного человека, настраивая его на мистический лад. Неудивитель-
но, что цветной камень получил применение в религиозных обрядах.
Появилась вера в целебные свойства камня, местами сохранившаяся до
наших дней. Именно этим объясняется традиция носить камень на теле
в виде амулета или талисмана, якобы предохраняющего человека от бо-
лезней, «дурного глаза». Из цветного камня сделаны скарабеи древних
египтян, жертвенные пластинки, высечены «священные» сосуды христиан-
ских церквей.
Красота и прочность камня сделали его одним из важнейших мате-
риалов в ювелирном искусстве. Вставки браслетов изготовлялись из агата,
нефрита, оникса; броши из лабрадорита, малахита; письменные приборы
и пепельницы из яшмы, нефрита, орлеца. Исключительно красивы сто-
лешницы, особенно мозаичные. Прочный камень послужил превосходным
материалом для изготовления печатей, эмблем и деловых знаков. Из кам-
ня сделаны ассиро-вавилонские цилиндры — печати и античные геммы.
121
Люди, зная несокрушимость камня, запечатлевали на нем историче-
ские события. Благодаря прочности базальта столб с высеченными на
нем клинописью 282 законами вавилонского царя Хаммурапи сохранился
с XVIII в. до н. э. до наших дней. На каменных плитах в Элладе, Риме
и других древних государствах высечены декреты и другие тексты, ко-
торые помогли восстановить важнейшие события далекого прошлого.
Из базальта также изготовляли приборы, рассчитанные на долговеч-
ность. В столице Мексики есть уникальный Камень Солнца, или, как его
еще называют, календарь ацтеков. Этот громадный 25-тонный базальто-
вый монолит высечен в форме круга диаметром около четырех метров.
Сколько лет камню, никто не знает. Но по нему и ныне с удивительной
точностью определяют периоды движения небесных тел, сроки солнечных
и лунных затмений, даты сбора урожая.
Камень нашел применение и в музыке. В древнем Китае мелодичные
звуки извлекали из подвешенных нефритовых пластинок различной тол-
щины и поперечника. Древнейший каменный музыкальный инструмент
обнаружен при раскопке неолитической стоянки во Вьетнаме. Он состоит
из одиннадцати плит роговика весом от 11,5 до 4,8 кг каждая. Музыкаль-
ные плиты располагались горизонтально, как у современных ксилофонов.
Инструмент этот, названный литофоном, хранится в Музее Человека и
Париже. Чувствительность каменных плит литофона необычайная — до-
статочно легкого прикосновения, чтобы они мгновенно зазвучали. Зву-
ковое расстояние между первой и десятой плитами составляет октаву
и один тон.
Камень и первобытный человек
Древний каменный век. Сырая, полутемная пещера — жилище перво-
бытных людей. У входа сидит на корточках полуобнаженный, с переки-
нутой через плечо звериной шкурой человек. Острым, грубо обитым кам-
нем он старается придать задуманную форму другому камню. Так на>
заре культуры человечества зародилась обработка камня.
Хотя изучение предметов древнейшего мира началось давно, изделия
каменного века стали собирать и исследовать только в XVI в. До этого
122
такие предметы были непонятны и с ними были связаны различные суе-
верия, а иногда и курьезные истории. Известно, например, что византий-
ский император Алексей Комнен послал в 1081 г. императору Генриху IV
в числе других подарков оправленный в золото каменный топор, считав-
шийся «небесным». Только после великих географических открытий, по-
знакомивших Европу с Америкой, Азией и Африкой, и рассказов море-
плавателей и миссионеров о народах, изготовляющих утварь и оружие из
камня, костей и дерева, началось изучение каменных изделий первобыт-
ного человека.
По изделиям из камня можно судить о жизни первобытного челове-
ка. Нанося случайные удары камнем, человек заметил, что если отлетают
осколки, камень становится острее. Так у первобытного человека появи-
лось желание обрабатывать камень. С этого времени (примерно 800 ты-
сяч лет назад) начинается палеолит (древнейший период каменного века).
Палеолит длился сотни тысяч лет *. За это время усовершенствовалась
обработка камня и много видов горных пород стали использоваться че-
ловеком каменного века. Вначале это были грубые массивные орудия с
неровными краями — рубила, служившие универсальным орудием и на
охоте, и в быту. Позже появляются ножи и наконечники копий, пилооб-
разные скребки. Топоры приобретают правильную, с геометрическими
контурами форму, лезвие становится прямолинейным. Каменные изделия
делаются тоньше и легче благодаря новому способу околки путем надав-
ливания.
Кремень был сначала единственным каменным материалом для изго-
товления орудий и оружия. Это объясняется присущими ему свойствами
и широким распространением его в Азии и Европе, где зародилась чело-
веческая культура. Кремень твердый и хрупкий, что позволяет легко раз-
бивать его. Затем число материалов постепенно дополняется другими
горными породами и минералами. Используются обсидиан, нефрит, квар-
цит, песчаник, жильный кварц, яшма, халцедон, окремнелый известняк,
полевой шпат, горный хрусталь, железный колчедан и др.
В местах, где встречалось много кремня или другого подходящего
камня, возникали настоящие мастерские или, как их называют археологи,
* Хронология археологических памятников следующая: палеолит делится на ниж-
ний (800 000—40 000 лет тому назад) и верхний (40 000—15 000 лет тому назад), мезо-
лит, или средний каменный век (15 000—7 000 лет назад), неолит, или новый каменный
век (начался 7 000 лет назад, окончился на древнем Востоке 6 000 лет назад, в Европе
4 000 лет назад), энеолит или хальколит — медно-каменный век, бронзовый и желез-
ный века. Последний на юге Украины начался примерно в VII в. до н. э.
123
«каменные кузницы». Посредством меновой торговли изделия из камня
распространялись на большие расстояния.
В мезолите совершенствуется техника изготовления кремневых ору-
дий и вместе с тем размеры орудий, имевших правильные геометрические
очертания трареций, сегментов, ромбов, становятся незначительными
(2—3 сантиметра). Они вставлялись в деревянную или костяную оправу,
и получались ножи, стрелы и т. п.
В жизни человеческого общества произошли большие перемены: по-
явились лук и стрелы, что значительно облегчило охоту. На каменных
стенах пещер древний человек изображал многофигурные сцены сражений,
охоты, загона скота. Силуэты животных заливались черной или красной
краской, а человеческие фигуры наносились схематично, отдельными штри-
хами. Картины древних художников удивительно выразительно передают
движение.
В неолите (новый каменный век) кремень по-прежнему служит важ-
нейшим материалом для изготовления острых режущих или заостренных
инструментов и мелких орудий. Нужда в камне заставила человека не
только расширить поиски на поверхности земли, но и перейти к добыче
под землей. Это были зачатки горного дела. Древние подземные разра-
ботки кремня в виде колодцев и шахт обнаружены в Бельгии, Франции,.
Англии, Италии (Сицилия), Польше, Швеции и других странах. Инстру-
ментами первых горняков служили каменная кирка (ею разрыхляли
грунт) и каменный молот (с его помощью разбивали камень). Исполь-
зовалась кирка из оленьих рогов. Уже в те чрезвычайно отдаленные вре-
мена применяли огонь и воду для облегчения тяжелой работы по раска-
лыванию камня.
В Бельгии археологи открыли древнейшие шахты по добыче кремня.
У селения Спиенн одна из них достигает 17 м в глубину и почти по всей
высоте имеет одинаковый поперечник — около 1 м. На дне шахты идут
низкие, но достаточно широкие горизонтальные ходы. Древние горняки
заботились и о своей безопасности — для предотвращения обвалов в
подземных галереях оставлялись земляные подпоры (теперь их называют
охранными целиками), а чтобы в отработанных местах не происходили
обвалы и не угрожали соседним, где проводилась добыча, галереи засы-
пались землей и щебнем. Спиеннская шахта служит наглядным при-
мером высокого мастерства человека неолита в проходке горных выра-
боток.
124
Спиеннская шахта пройдена по пластообразным телам высококачест-
венного кремня в мягком мелу. Интересно, что залежи крсумня худшего
качества, выходившие на поверхность, не разрабатывались^ Как видим,
в неолите первобытный человек уже располагал представлениями о форме
и залегании месторождений кремня.
В неолите техника обработки каменных орудий достигла высокого
уровня. Каменные изделия становятся не только изящными и легкими, но
многие из них шлифуются и полируются. Поэтому неолит еще называют
веком «шлифованного» камня. Шлифовка топоров, молотков, долот, на-
конечников палиц производилась сухим и влажным песком. Изделия на-
столько совершенны по своим размерам и пропорциям, по качеству от-
делки, что в них мы узнаем формы современных орудий труда — молот-
ков, ножей, долот, скребков и т. д. (рис. 25). Сходство настолько велико,
что кажется, будто они выполнены по современным образцам.
Можно думать, что меновая стоимость каменных орудий была очень
высокой. Их находят в богатых захоронениях как выражение заботы об
умершем, чтобы он не оказался беспомощным в загробном мире.
В новом каменном веке вторым после кремня по распространению
камнем был нефрит. Достоинства его состоят в исключительной прочно-
сти и вязкости. Для раздавливания нефрита нужны усилия, во много раз
большие, чем для разрушения других прочных камней. Вместе с тем при
такой поразительной прочности нефрит мягче кварца и кремня. Из него
изготовляли различное оружие, предметы домашнего обихода и украшения.
Геологам и археологам не всегда ясно, из каких мест неолитический
человек добывал нефрит. Ведь это мало распространенный камень, и ме-
сторождений его не так уж много. К тому же во многих странах и даже
континентах месторождения нефрита неизвестны (например, в Африке).
Несмотря на это, изделия из нефрита обнаружены в стоянках первобыт-
ного человека очень многих стран.
В неолите широко использовался обсидиан — вулканическое стекло,
обычно черного, коричневого и красного цвета. Подобно обычному стеклу
обсидиан при ударе дает острые режущие края, и в районах молодой
вулканической деятельности из него выделывали различные режущие и
колющие орудия. Главными центрами производства изделий из обсидиана
были Закавказье (особенно Армения), Южная Италия, район Охотского
побережья, Мексика, острова Карибского моря и некоторые другие
районы.
125
Рис. 25. Неолитические
орудия из камня. Скан-
динавия
В неолите широкое распространение получает глина. Из нее готовят
обожженную посуду в виде остродонных сосудов, помещавшихся в спе-
циально вырытых ямах, и горшки.
За неолитом следует энеолит, когда появились первые металлические
орудия (медь), но они еще не вытеснили каменные изделия. В энеолите
человек использовал 124 вида камня.
Камень в доисторическое время служил также материалом, на кото-
ром первобытный человек наносил изображения. Еще в 1848 г. на восточ-
ном берегу Онежского озера у устья реки Водлы в местности Бесов Нос
были обнаружены и описаны так называемые «петроглифы», т. е. наскаль-
ные рисунки. Местному населению они были известны с давних времен.
Подобные петроглифы в 1921 г. открыты в районе Белого моря вблизи
деревни Выгостров, а позже и в других местах.
Во всех этих местностях на побережье выступают красные мелкозер-
нистые граниты с очень хорошо оглаженной, чуть ли не отполированной
ледником поверхностью. В конце III— начале II тысячелетия до н. э. сюда
126 ---------------------------------------—------------------------
на летний сезон приезжали на охоту и рыболовство древну^ люди. На
гладких гранитных площадках они с большой выразительностью и прав-
дивостью высекли сцены из своей жизни. /
Здесь есть композиция из фигур людей, животных /(лосей, оленей^
медведей), птиц (лебедей, диких гусей, уток, гагар), рь/б, изображения
лодок и охотничьих принадлежностей (копий, рогатин, луков, стрел, гар-
пунов и пр ). .
Онежские «каменные картины» имели религиозное рачение, создава-
лись они в местах, считавшихся священными и заповедйыми. Одна глыба
гранита с Бесова Носа была отделена от береговой скалы и ныне хра-
нится в собрании древних культур каменного века в Государственном
Эрмитаже.
Камень в историческое время
Уже за 3400 лет до и. э. в Египте изготовляли печати в виде цилин-
дров из яшмы, агата, кварца, аметиста и лазурита. Это искусство резьбы
по камню затем широко распространилось по всему Средиземноморью и
дошло до Этрурии, Греции и Иудеи. В то же время в Ассирии и Вави-
лоне изготовление печатей-цилиндров из гематита, яшмы и лазурита до-
стигло высокого развития.
Среди древнеиндийских археологических памятников Мохенджо-Даро
и Хараппа * обнаружены предметы, изготовленные из золота, серебра,
меди, железа, бронзы, аметиста, амазонита, лазурита, яшмы и Других
минералов. Тогда же использовали гипс, тальк, халцедон и красные охры,
умели получать стекло.
Широкое применение камня в монументальном строительстве связано
с древним Египтом и Ассиро-Вавилонией.
Граниты, базальты и песчаники нижнего течения Нила рассечены
правильными рядами трещин, что позволило добывать крупные монолиты
параллелепипедальной формы. За двадцать восемь веков до нашей эры
на левом берегу Нила на границе с Нубийской пустыней было воздвиг-
нуто одно из величайших сооружений всех времен — пирамида Хеопса
* Памятники культуры Мохенджо-Даро найдены в Синде, Хараппа — в Нендеге.
Расцвет этих культур относится к середине III —середине II тысячелетий до н. э,-
-------____________________________________________ ___________ 127
<рис. 26)\ Она вызывает восхищение колоссальными размерами, строги-
ми пропорциями и совершенством работы строителей. Высота пирамиды
147 м ♦. Сложена она из двух миллионов трехсот блоков известняка,
каждый весом не менее двух тонн. Камни плотно пригнаны один к дру-
гому и крепкр держатся под собственной тяжестью. Удивляет точность
подгонки каменных монолитов — между ними нельзя просунуть и лезвие
ножа. Поразительно, что такая точность достигнута древними ремеслен-
никами, пользовавшимися в основном каменными орудиями! Блоки извест-
няка облицованы полированными гранитными плитами.
Древние народы, населявшие Двуречье, не имели в своем распоряже-
нии камня, как ёгиптяне, но глина была в изобилии. Строители набивали
«ю деревянные яйички и высушивали на солнце. Готовые кирпичи покры-
вали битумом и из такого материала возводили стены. Позже начали
применять обожженный кирпич.
В Вавилонии появилась своеобразная форма культовой постройки в
виде четырехгранной многоступенчатой башни, так называемый зиккурат.
Самой грандиозной из них была колоссальная Вавилонская башня высо-
той 92 м — огромное по своим размерам сооружение и для нынешнего
времени. Нижняя башня была не только самой широкой, но и выше ос-
тальных — она поднималась на 30 м. Размеры последующих башен по-
степенно уменьшались. Каждая из них была облицована глазурованным
кирпичом определенного цвета в соответствии с символическим цветом той
«ли иной планеты,. Первый этаж был покрыт черным кирпичом (цвет Са-
турна), второй — белым (цвет Венеры), третий — красным (цвет Юпитера),
четвертый — синим (цвет Меркурия), пятый — багровым (цвет Марса),
шестой — серебристым (цвет Луны) и, наконец, седьмой — золотым (цвет
Солнца). Над последней башней поднимался золотой купол храма глав-
ного вавилонского бога Мардука.
В странах Древнего мира — Индии, Китае, Персии и др. — камень ис-
пользовался для ваяния на религиозные темы. Таковы, например, много-
численные скульптуры и барельефы будд, с большим искусством высе-
ленные в известняковых скалах в Китае в окрестностях города Ханьчжоу.
* Пирамида Хеопса до конца XIX в. оставалась самым высоким сооружением
на земле. Более высокие сооружения были возведены в конце XIX — начале XX вв.
Это Эйфелева башня в Париже высотой 300 м и небоскреб Эмпайр стейт билдинг в
Нью-Йорке, поднимающийся на 380 м —105 этажей. Ныне самое высокое соору-
жение находится в нашей стране — телевизионная башня в Москве (Останкино),
достигающая 533 м.
128
В древней Греции культура камня расцвела особенно пышно. Под
самыми Афинами находится замечательное Пентеликонское /месторожде-
ние белого мрамора с легким желтоватым оттенком — великолепный ма-
териал для скульпторов и зодчих. Из мрамора возведен Парфенон — один
из самых совершенных архитектурных ансамблей — с Исключительной
ритмичностью и соразмерностью частей (рис. 27). Из греческого мрамора
знаменитыми скульпторами Эллады созданы сокровища Мирового искус-
ства — скульптуры Дискобол Мирона, Афродита Книдская Праксителя
и другие. Из красного мрамора изготовляли чаши и орнамент, тем-
но-зеленые змеевики Евбеи и Фесалии служили траурным камнем для
гробниц. I
В древнем Риме применяли белый мрамор, из нег0 возводились тер-
мы, колоннады, театры и общественные здания. Наибольшего размаха это
строительство достигло при императоре Августе в конце 1 в. до н. э. —
начале I в. н. э. Во время правления Августа Рим был одет в мрамор,
а декоративные плиты травертина богато орнаментированы.
Позже римские здания украшались отполированными порфиром и гра-
нитом. Из декоративных предметов особенно замечательны и вместе с тем
загадочны мурриновые вазы, по словам Плиния Старшего блиставшие
разнообразными красками. К сожалению, ни одна мурриновая ваза не
дошла до наших дней и точно не известно, из какого материала они изго-
товлены.
Цветной камень и самоцветы служили неотъемлемой частью одежды
римских богачей. Пышность и богатство одежд императорского Рима
были сказочными. Известно, что Лоллия Паулина, жена Калигулы, носила
на себе жемчугов и самоцветов не менее чем на 5 миллионов золотых
рублей
В Византии камень стал одним из основных материалов в строитель-
стве. Показателен в этом отношении храм Святой Софии в Константи-
нополе, для украшения которого привозили зеленую мраморную брекчию
с Фессалии, мрамор с греческих островов, красный порфир из Египта и
другие красивые камни. В Константинополь доставляли колонны и другие
архитектурные детали древних языческих храмов и терм, изготовляя из
них новые детали. Архитектурным памятником той эпохи служат руины
христианской базилики в Херсонесе на окраине нынешнего Севастополя.
Изящные колонны высечены из полосатого привозного мрамора
(рис. 28).
12»
Рис. 26. Пирамида Хеопса
В эпоху Возрождения (XIV—XVI вв.) очень широко применяются
для украшений самоцветы. Вместо округлых форм полированного камня,
(кабашонов), в драгоценных камнях начали шлифовать верхнюю грань, а
затем полностью гранить, усиливая эффекты отражения и игры света в
камне. Так кабашон сменился бриллиантом. В это время возникает ряд
камнерезных мастерских, в них создаются замечательные мозаичные сто-
лешницы (мраморные столы, украшенные каменной инкрустацией) и раз-
ные изделия из камня. Над некоторыми из этих произведений искусства
трудились поколения мастеров. Так, над созданием столешницы по ри-
сункам известного художника Лигоцци, изображавшим цветы, плоды5
и птиц, работали 22 мастера в течение 25 лет!
В XVIII в. инкрустация широко используется в декоративном искус-
стве: наряду с яшмой, янтарем получают распространение перламутра
слоновая кость и красный коралл.
130
Рис. 27. Руины Парфенона
В XVIII в. в Европе утрачивается интерес к декоративному камню,
ему предпочитают шелк, дерево, бронзу и золото. Однако большое внима-
ние привлекли «курьезные» камни: кошачий и тигровый глаз, горный
хрусталь с включениями (волосатики, моховики), кварц с чешуйками зо-
лота. После раскопок Помпеи в окрестностях Неаполя, открывших миру
художественные ценности Рима, вновь появился интерес к античному миру
и его искусству. На смену вычурным изделиям приходят каменные чаши,
вазы и камины со строгим геометрическим орнаментом.
В первой половине XIX в. очень модным становится малахит. Широ-
кому распространению этого удивительного зеленого камня способство-
вали находки на Урале его громадных глыб. Большую популярность по-
лучают изделия из лазурита. Открытие месторождений лабрадорита на
Украине вызвало увлечение этим поразительным камнем.
131
Рис. 28. Мраморные колонны базилики в Херсонесе
132 -------------------------------------------------------?----------
В России огромное количество облицовочного и декоративного камня
в XVIII—XIX вв. использовалось при строительстве Петербурга. Этому в
немалой степени способствовала близость месторождений камня и транс-
портировка его дешевым водным путем. Сначала широко применялись
различные известняки и ревельский мрамор, затем — выборгский гранит
(рис. 29). !
В современной архитектуре природный камень приобретает все боль-
шее значение. Это отчасти вызвано тем, что постепенно/меняются объемы
и формы воздвигаемых зданий. Особой выразительности добиваются ар-
хитекторы, комбинируя камень с алюминием и стеклом. ,
Роль камня в прошлом человека точно определил А. Е. Ферсман: «На-
чиная с истоков человеческой культуры вплоть до текущих дней камень
сопровождал человечество, запечатлевая стремления целой эпохи, отра-
жая ход мировой истории. Камень был не только пассивным соучастником
человеческой жизни, он побуждал мысли и чувства человека, давая на-
правление изобразительному искусству и пищу поэзии» *.
Союз петрографии и археологии
Наука о камне быстро развивается. Широкое внедрение эксперимента
для выяснения условий образования горных пород, изучение свойств гор-
ных пород под большим давлением и при высокой температуре, дальней-
шее приложение законов физической химии для объяснения особенностей
образования горных пород, наконец, внедрение математических методов
обработки петрографических данных — все это открыло новые возможно-
сти в развитии науки о естественном камне. Петрографические методы
стали проникать в сопредельные, негеологические области. Уже в прошлом
ряд петрографов и минералогов оказали большую помощь археологам,
правильно определив камень и его источник, что позволило в ряде слу-
чаев внести важные изменения в представления о меновых и торговых
путях древнего человека. Долгое время древнеегипетские туалетные со-
суды из голубовато-серого камня в Музее изобразительных искусств
* А. Е. Ферсман. Очерки по истории камня. Т. II, М., 1961, стр. 56.
133
Рис. 29. Грандиозные колонны Исаакиевского собора из выборгского
гранита
134 ------------------------------—----------------------г------------
)
в Москве считались мраморными. Однако А. Е. Ферсман установил, что
некоторые из них с большой просвечиваемостью и значительным удель-
ным весом сделаны из ангидрита.
Вот еще интересный пример. На Кавказе часто находили древние
предметы, сделанные якобы из нефрита. «Нефритовыми» называли камен-
ные сверленые топорики, особенно характерные для культуры бронзы
Кабарды и Пятигорья. Эти находки говорили о будто бы существовав-
ших меновых связях Кавказа с Китаем и Сибирью в самые древние вре-
мена, поскольку на Кавказе нефрита нет, а в Восточной Азии он известен
издавна. Исследования П. Н. Чирвинского показали, что топорики изго-
товлены не из нефрита, а из кавказского благородного змеевика. Так
отпала необоснованная версия о торговых связях между кавказскими
и сибирскими племенами в эпоху бронзы.
Еще пример с обсидиановыми орудиями каменного века. Не всегда
ясно, из каких мест обсидиан попал в районы, где нет молодых вулканов.
Например, откуда первобытные люди, жившие десятки тысяч лет назад
на территории современного Прикубанья, брали обсидиан (в Краснодар-
ском крае нет своих месторождений вулканического стекла). Было вы-
сказано предположение, что он поступал из Армении, где этого камня
действительно очень много. Приняв его, мы должны считать, что обси-
диан транспортировался не менее чем на 600—700 км, через высо-
кий Кавказский хребет, покрытый вечными снегами. И это в каменном
веке, когда не было никаких дорог и далекий путь был особенно трудным!
Было и другое предположение — не поступал ли обсидиан из других
месторождений? Для выяснения этого вопроса археологи обратились за
помощью к петрографам. Были тщательно изучены оптические свойства
обсидиановых изделий из стоянок человека каменного века в Краснодар-
ском крае и натурального обсидиана из месторождений Армении, Грузии
и месторождений Чегемского и Заюковского на Северо-Западном Кавказе.
Оказалось, что по показателю преломления, особенностям строения
и окраски обсидиан в древних изделиях в точности совпадает с обсидиа-
ном северокавказских месторождений и четко отличается от армянского
и грузинского обсидиана. Так было доказано местное происхождение
обсидиана каменных орудий из стоянок человека каменного века Прику-
банья. Путь к этим месторождениям не превышал 200—250 км.
Около десяти лет назад геологи оказали не совсем обычную помощь
археологам. Известно, что обломки керамических изделий неолитического
135
человека часто покрыты узором (орнаментом). Данные изучения орна-
мента и техники его изготовления высоко ценятся археологами как одно
из важных средств выяснения относительного возраста первобытной куль-
туры. Однако не всегда ясно, какими предметами (штампами) пользо-
вался первобытный человек для орнаментации.
Так было и при изучении керамики неолитической стоянки у села Со-
кольского Ивановской области. Во время раскопок нашли обломки кера-
мических изделий с необычным орнаментом. Основными его элементами
служили глубокие округлые конические ямки, очень часто сопровождав-
шиеся гребенчатым узором. Ямки и узор не были похожи на орнамент,
получаемый при помощи обычных штампов первобытного человека.
Керамика попала, наконец, в руки геологов. При тщательном изуче-
нии орнамента было установлено, что рельефные узоры на глине сделаны
раковинами ископаемых моллюсков. Ямки получены путем вдавливания в
глину «чертовых пальцев» — конусовидной формы отростков раковин бе-
лемнитов (вымерших моллюсков с внутренним скелетом), а гребенчатые
отпечатки сделаны плоскими спирально свернутыми раковинами голово-
ногих моллюсков с ребристой внешней поверхностью. Эти окаменелости
распространены в верхнеюрских отложениях на территории бассейнов рек
Волги и Оки, откуда брал их первобытный человек.
Несомненно, что все археологические находки из камня нуждаются
в систематическом минералого-петрографическом изучении. Союз петро-
графов и археологов полезен не только археологам, но и петрографам.
Ведь некоторые археологические объекты проливают свет на предысторию
петрографии и минералогии. Например, погребения пятитысячелетней
давности из Абке в Нубии содержали много минералов и пород этой ча-
сти Египта и, следовательно, они могут рассматриваться как первая ми-
нералогическая и петрографическая коллекция и как свидетельство Древ-
ности начальных знаний в этой области естественных наук.
Очень важно, что археологические данные содействуют поискам ме-
сторождений полезных ископаемых. Например, в Средней Азии лет сорок
назад узбекские геологи столкнулись с непонятным явлением. Там, где
находили полезные ископаемые, часто попадались ямы, отвалы и черепки
посуды. Потом были обнаружены и настоящие горные выработки — шур-
фы, штольни и даже шахты с крепью. А геолог Я. Кумок сообщил о курь-
езном случае. Один из среднеазиатских хребтов считался недоступным,
>но как же изумились геологи, когда наконец-то поднявшись на хре-
136
бет, они нашли там кучи шлака и изъеденные временем бронзовые
кайла!
Остатки древней горной деятельности для геологов очень важны.
Наши предки работали не зря. Поэтому не случайно, что многие крупные
месторождения полезных ископаемых Узбекистана открыты «по следам»
древних рудокопов, трудившихся многие сотни лет назад. Древние гео-
логи были очень наблюдательны и, как показывают раскопки в Средней
Азии, они даже добывали руду из рудных тел, скрытых на большой (до
100 м) глубине (такие рудные тела, не выходящие на поверхность, на-
зывают «слепыми»).
Несомненно, что многие археологические находки служат, как гово-
рят геологи, поисковыми признаками. Вот еще два примера. На Цейлоне
мезолитические погребения присыпаны не только обычной бурой (желе-
зистой) охрой, но и желтой (молибденовой), что может служить дока-
зательством близости коренных месторождений минерала молибденита —
основой руды на молибден. Людям неолита Прибайкалья был известен
нефрит, а затем его месторождения были открыты вновь в XIX в.
Однако дальнейшее развитие горного дела в Средней Азии было
приостановлено нашествием орд Чингисхана. Рудное дело оказалось забы-
тым и даже стерлась память о нем. Но оно все же оставило след в на-
званиях кишлаков, рек и гор. Из далекой старины на карту Узбекистана
перешли названия Мискан (медный рудник), Сарыкан (желтый рудник)
и другие. Чтобы обнаружить древние горные выработки, которые можно
использовать для поисков забытых месторождений полезных ископаемых,
в 1961 г. в Узбекистане была создана специальная геологическая партия
с участием археологов. Результаты ее работы оказались очень полезными
и интересными.
У рода человеческого
не возникало
ни одной значительной мысли,
которую он не запечатлел бы
в камне.
А почему?
Потому что всякая идея
религиозная или философская,
стремится увековечить себя...
И как ненадежно это бессмертие,
доверенное рукописи!
А вот здание —
уже иная книга,
прочная, долговечная
и выносливая.
В. ГЮГО
Камень в убранстве городов
Архитектурные сооружения нередко называют каменными страницами
истории. И действительно, дома, дворцы, соборы и церкви, мосты, набе-
режные и другие сооружения могут рассказать о времени, их родившем,
о событиях и вкусах разных эпох и народов не менее выразительно, чем
живопись, музыка или литература. Для нас важно, что в оформлении
архитектурных сооружений особое значение принадлежит камню. Он не-
заменим и применяется архитекторами и строителями как ни с чем
несравнимый и оригинальный декоративный материал.
Камень в облицовке зданий
Природный камень, точнее его некоторые сорта — незаменимый мате-
риал для выполнения особенно интересных архитектурных замыслов
(рис. 30) и памятников (рис. 31). Когда зданию хотят придать особенно
красивую внешность и долговечность, его облицовывают (рис. 32), т. е.
покрывают «каменными одеждами». Внешняя и внутренняя облицовка
придает зданиям и различным сооружениям особую архитектурную вы-
разительность и монументальность. Применение природного камня в об-
лицовке зданий, мостов и набережных, в оформлении садов, скверов и
улиц содействует созданию целостных архитектурных ансамблей. К тому
же каменная облицовка повышает сохранность и долговечность зданий и
освобождает от ремонта наружных частей на многие десятилетия. Это
138
Рис. 30. Величественная усыпальница Надир-шаха в Кабуле облицо-
вана афганским мрамором
выгодно отличает каменные облицовки от искусственных облицовочных
материалов. Известно, например, что многие монументальные здания ан-
тичности, эпох средневековья и Возрождения, облицованные природным
материалом, хорошо сохранились до наших дней.
Обычно для облицовки зданий и сооружений применяются только по-
годоустойчивые камни, которые своими декоративными качествами и преж-
де всего цветом и рисунком отвечают архитектурным требованиям. По-
годоустойчивость камня определяется в специальных холодильных уста-
новках путем многократного замораживания и оттаивания горной породы.
Обычно такое испытание состоит из 50 циклов замораживания и оттаи-
вания. Важным признаком погодоустойчивости служат прочность и во-
допоглощение. Чем выше прочность и чем меньше водопоглощение, тем
камень долговечнее.
139
Рис. 31. Памятник из черного мрамора Джамалудину Афгани в Кабуле
140
Рис. 32. Колонна портала, облицованная известковым туфом.
Ужгород
14t
Рис. 33. Цоколь здания архитектурного техникума в Ленинграде,
облицован гранитом с фактурой скалы
142
Присматриваясь к монументальным каменным зданиям и сооруже-
ниям Москвы, Ленинграда, Киева и других городов, вы, наверное, заме-
тили, что поверхность камня, или, как говорят, фактура, очень разнооб-
разна. Фактурной отделке лицевой поверхности облицовочных изделий
из природного камня принадлежит очень важная роль. Она выявляет
цвет, структуру камня или же создает рельеф поверхности, вызывающий
красивую игру светотени. Особенно велико значение фактурной отделки
для высокодекоративных камней — гранитов, лабрадоритов, габбро, внеш-
ний вид поверхности которых резко изменяется в зависимости от изобра-
зительной фактуры.
Широко применяются ударные фактуры. Их получают путем скалы-
вания частей камня посредством удара специальным инструментом. Очень
живописна фактура скалы с нарочито неправильным грубым рельефом,
имитирующим природную поверхность камня (рис. 33). Облицовка с фак-
турой скалы очень хорошо смотрится на цокольных частях монументаль-
ных зданий и в основании памятников. В этой фактуре цвет разных ми-
нералов, блеск кристаллов и светотень на грубых поверхностях особенно
подчеркивают монументальность.
Рифленая фактура, состоящая из непрерывных параллельных бороз-
док, обычно применяется на известняках и песчаниках. Кованая фактура
обладает шероховатой поверхностью, образованной мелкими параллель-
ными прерывистыми бороздками.
Столь же широко применяются и абразивные фактуры, получаемые
истиранием поверхности камня различными абразивными материалами.
Пиленая фактура представляет собой штрихованную поверхность с пре-
рывистыми длинными бороздками, шлифованная — шероховатую, лоще-
ная — гладкую, матовую с бархатистым блеском и полированная — с зер-
кальным блеском. Из абразивных фактур более всего декоративна,
конечно, зеркальная поверхность — она во всей полноте выявляет цвет
и рисунок камня.
Основные фактуры для высокодекоративных камней при внешней
облицовке — полированная и скала. Они должны применяться в пределах
хорошей видимости, обычно в цокольных частях зданий. При использо-
вании нескольких фактур архитекторы исходят из того, что полировка
резко утемняет камень, а шлифовка осветляет и что с высотой тон обли-
цовки должен становиться светлее. Поэтому расположение фактур идет
ж следующем порядке: в основании находится зеркальный камень, выше —
143
с фактурой скалы, самое высокое положение занимает камень со шлифо-
ванной или тесаной фактурами. Архитекторы избегают располагать ши-
рокие пояса с полированной фактурой выше камня с поверхностью скалы,
ведь при этом возникают темные пояса, разграничивающие фасад зданий
и лишающие его цельности. В последние годы стали широко применять
сочетание фактур скалы и пиленой (рис. 34).
Лучшими природными облицовочными камнями служат граниты, лаб-
радориты, габбро, кварциты, мраморы и некоторые другие. Месторожде-
ния этих ценных декоративных камней широко представлены в нашей
стране.
Крупнейшие месторождения прекрасного декоративного гранита на-
ходятся на Украине. Из ярко-красного лезниковского гранита изготов-
лены борта саркофага в Мавзолее В. И. Ленина в Москве. Красивый
красный порфировидный ново-украинский гранит с крупными кристалла-
ми микроклина широко использован в наше время в строительстве Моск-
вы. Им, в частности, облицован нижний этаж магазина «Детский мир»,,
ряд административных зданий, много жилых зданий на Ленинском
проспекте. Плиты гранита вырезались из коренной породы по
различным направлениям и потому, осмотрев несколько плит, можно по-
лучить представление об особенностях расположения крупных кристаллов
полевого шпата в породе, вытянутых параллельно некоторому общему
направлению. Ярко окрашенный красный токовский гранит — универсаль-
ный камень, применяется во всех фактурных обработках. Он использо-
вался в строительстве московских набережных, мостов и в сооружении
станций метро. Красивый декоративный гранит серого цвета добывают
в окрестностях Коростышева, Богуслава, Умани, Янцево и других местах
Украины.
Хороший гранит для облицовки зданий также дают некоторые место-
рождения Урала, Кавказа и Средней Азии. Очень красив порфировидный
гранит из Шавасского массива в Ангренской долине неподалеку от Таш-
кента. На сером фоне камня резко выделяются ярко-красные кристаллы
полевого шпата длиной около 2 см. Исключительно привлекателен зеле-
ный амазонитовый гранит из Ильменских гор Урала, из Казахстана.
Великолепным декоративным материалом служит лабрадорит, разра-
батываемый в Житомирской области на Украине. Главные месторождения
этой редкой породы находятся в окрестностях железнодорожной станции
Турчинка и у села Головино. Лабрадорит надежно сохраняет полировкуг
144
Рис. 34. Сочетание фактур скалы и пиленой создает живописную игру света и тени.
Санаторий «Парус» на Южном берегу Крыма
отличается большой прочностью и долговечностью. Он применен в обли-
цовках, выполненных более пятидесяти лет назад, прекрасно сохранился
и не обнаруживает следов выветривания.
Своеобразным декоративным камнем является габбро-норит из окрест-
ностей села Слипчицы Житомирской области. В зеркальной фактуре это
кристаллический камень черного цвета с легким зеленоватым оттенком,
создающий торжественно-траурное настроение. Как архитектурно-декора-
тивный материал впервые широко использован в отделке Мавзолея
В. И. Ленина —из него сделаны полы и ступени. В Киеве головинским
лабрадоритом покрыты цокольные этажи таких монументальных зданий,
как Дом Совета Министров УССР и ЦК КП Украины. В обоих зданиях
цоколи, наличники окон и порталов отделаны полированным лабрадори-
том, стены на всю высоту — камнем с фактурой скалы.
К стр. 81
14В
Красивым, но трудно обрабатываемым облицовочным материалом яв-
ляется кварцит. Наибольшей известностью пользуются кварциты из Шок-
ши вблизи Петрозаводска и из Овруча (север Житомирской области).
Первый представлен несколькими сортами, из которых наиболее ценен
малиновый. Овручский кварцит красный, малиновый, слегка полос-
чатый.
Красные и малиновые шокшинские кварциты разрабатываются с
XVIII в. и считаются одним из лучших отделочных камней. Без шокшин-
ских кварцитов не обходится, пожалуй, ни одно строительство наших па-
вильонов на зарубежных выставках. У шокшинских кварцитов строгая
красота: они одинаково величественны и в ступенях алтаря Исааки-
евского собора, и в отделке парадных залов ленинградского Эрми-
тажа.
Нужно упомянуть и другие породы, которые с большим или мень-
шим успехом находят применение в облицовке зданий. Очень оригинален
и декоративен конгломерат Джархеча (Армения), в полированном виде
напоминающий богатую по узорам мозаику. Плитами джархечского кон-
гломерата выстлан пол вестибюля первого этажа Кремлевского Дворца
съездов. Интересен «мыльный камень» — метаморфическая тальк-актино-
литовая порода, легко поддающаяся обработке ив то же время очень
погодоустойчивая. Из него построен собор в городе Тронхейме (Норве-
гия) и облицован большой дом на Кировском проспекте в Ленинграде.
Красивым материалом является крымский габбро-диабаз, слагающий горы
на Южном берегу Крыма (Аю-Даг, Урага, мыс Партенит и др.). Он с ус-
пехом использован в облицовке крымских дворцов. Полированными пли-
тами партенитского габбро-диабаза выложен цоколь путевой стены
станции «Маяковская» московского метрополитена. Необычайно привле-
кательны кавказские цветные мраморы — великолепный темно-красный
камень Шроши с голубовато-белыми, нежно-зелеными и серо-фиолетовы-
ми оттенками из верховий р. Лопоты. Редкая красота у газганского мра-
мора Узбекистана — он окрашен в серые, телесно-розовые, желтые, оран-
жевые и огненно-красные цвета. Прекрасна мраморная брекчия Кибик-
Кордона из Красноярского края —- в этом уникальном по расцветке камне
сочетаются до шести цветов.
Отличным облицовочным материалом служат белые и светло-серые
мраморы Южного Урала — коелгииский и прохорово-балаидинский. Бла-
городный южноуральский мрамор покупают Япония, Швеция, Бельгия,
1/а 7 В. И. Лебединский
146
Франция, Австрия, Венгрия, Чехословакия. Не так давно блоки коелгин-
ского мрамора отправили в Женеву для строительства Дома Всесоюзной
организации здравоохранения.
Камень в строительстве Ленинграда и Москвы
Интенсивное градостроительство в России началось в первой поло-
вине XVIII в. и долгое время было сосредоточено в Петербурге, который
в 1712 г. стал новой столицей. На пустом месте закипело строительство
Кронштадтской и Петропавловской крепостей, адмиралтейства, торговой
пристани на Неве, канала от Шлиссельбурга до устья р. Свири. Тогда же
началось возведение дворцов, соборов, монументальных общественных
и государственных зданий.
Огромное строительство, развернувшееся в устье Невы, требовало ко-
лоссального количества строительных материалов. Мобилизуя все сред-
ства, Петр I в 1714 г. объявил своеобразный каменный налог на бароч-
ников, лодочников и извозчиков. Суда и подводы, отправлявшиеся от
Ладожского озера в новую столицу, должны были бесплатно доставлять
в казну булыжный камень весом не менее 10 фунтов каждый в количе-
стве 10—30 штук.
Большую роль в развитии отечественной камнедобывающей промыш-
ленности сыграл указ императрицы Анны Иоанновны о том, чтобы мрамор
и другие декоративные камни не выписывали из европейских стран, а на-
ходили на своей земле. Уже в 1735 г. Российская Академия наук заклю-
чила с Яковом Стейном договор о «поисках, разведках и опробовании
разных камней в Российском государстве».
Огромный размах монументального строительства в Петербурге при
Елизавете привел к созданию крупной камнедобывающей промышленно-
сти в Карелии и Приладожье, богатых мрамором и гранитом. Расцвету
ее в немалой степени содействовал и дешевый перевоз готовой продукции
водным путем. Сначала широко применялись местные путиловские, вол-
ховские и тосненские плитчатые известняки, в основном для кладки стен.
Для архитектурных целей использовался гатчинский известняк и ревель-
ский («эстляндский») мрамор. В дальнейшем местные известняки служили
основным материалом для цоколей, карнизных и тротуарных плит.
147
Применение местного гранита вначале было очень ограниченным, так
как не был известен способ обработки твердого камня. Расцвет гранитных
работ начинается в последней четверти XVIII в. строительством велико-
лепного Мраморного дворца. Тогда же проводятся огромные по тому вре-
мени работы по облицовке гранитом набережных Невы и стен Петропав-
ловской крепости. Сооружение более 65 км одетых в гранит набережных —
грандиозное градостроительное мероприятие, определившее монументаль-
ность и парадность города.
В крупных общественных зданиях конца XVIII в. (Академии худо-
жеств, Академии наук, Инженерном замке) и начала XIX в. (Фондовая
биржа, Главный штаб, Адмиралтейство) гранит шел на облицовку цоко-
лей и стилобатов (подножий колоннад). Гранит доставлялся по воде с
побережья Финского залива (район Выборга) и с северо-западного побе-
режья Ладожского озера (район Сердоболя).
Венец каменного зодчества этого периода — Исаакиевский собор
(1818—1859 гг.), в котором в огромном количестве использован полиро-
ванный выборгский гранит типа рапакиви. Из него сделаны все грандиоз-
ные 116 цельных колонн, плитами рапакиви облицован стилобат. Снаружи
стены собора покрыты плитами рускеальского мрамора, для внутренней
облицовки применены отечественный, итальянский и французский
мраморы.
Декоративный мрамор в России впервые начали разрабатывать в Ка-
релии и Приладожье. Особую известность получили мраморы, добываемые
в Рускеале (Приладожье) и Тивдии (Прионежье). Рускеальский мрамор
начал вывозиться в Петербург уже в 1766 г. В большом количестве он
использовался архитектором Монферраном при постройке Исаакиевского
собора. Этот белый среднезернистый доломитовый мрамор залегает среди
метаморфических сланцев докембрия в виде пластов и линз, местами
сильно сжатых.
Месторождение Тивдия (или Белая гора) находится вблизи берега
Онежского озера и начало разрабатываться с 1757 г. Белым тивдийским
мрамором облицованы Исаакиевский собор, Мраморный дворец (рис. 35)
и Инженерный замок. Из него изготовлены полы Казанского собора и по-
доконники Зимнего дворца.
Исключительно декоративна розовая разновидность тивдийского мра-
мора. В полировке она получает глубокий теплый тон. По словам
А. Е. Ферсмана, трудно представить себе что-либо прекраснее знамени-
V.7*
148
Рис. 38. Мраморный дворец в Ленинграде
того розового зала Русского музея в Ленинграде: «В полумраке туманного
ленинградского вечера входим мы в Мраморный зал. Зажигаются огни.
Одна за другой убегают серые тени, яркие лучи заливают розовые мра-
морные стены, розовые колонны, розовый пол... Плиты камня своим пест-
рым затейливым рисунком улыбаются нам; кажется, что все недостатки,
все жилки, трещинки, включения, — все превращается в достоинства кам-
ня, который то говорит что-то своим рисунком, то манит своей прозрач-
ностью, то отбрасывает своей гордой фарфоровой поверхностью лучи
света.
...Розовый мрамор сиял своей вечной неизменной красотой, для ко-
торой нет ни слов поэта, ни кисти художника» *.
Небезынтересны некоторые подробности использования шокшинского
♦ А. Е» Ферсман. Воспоминание о камне. М.*Л.в изд-во АН СССР, 1945.
149
кварцита. Еще при Петре I на западном берегу Онежского озера в ок-
рестностях села Шокши были обнаружены пласты красного кварцита,
который применяли вначале как огнеупорный материал. Позднее он при-
обрел славу единственного в своем роде художественно-декоративного
камня розово-малинового цвета, названного «шокшинским порфиром».
Этот мелкозернистый и очень прочный кварцит, принимающий приятную,
немного тусклую полировку, в огромном количестве использован во
внутренней отделке Исаакиевского собора, Зимнего дворца, Казанского
собора и других монументальных зданий Петербурга.
Во второй половине XIX в. происходит упадок архитектурного стиля.
Фасады зданий отягощены множеством архитектурных рельефных дета-
лей, облицовка не применяется, широкое распространение получает шту-
катурка. Только наиболее значительные здания одеваются камнем, глав-
ным образом эстонским известняком и немецким песчаником. Гранит в
это время идет главным образом на строительство мостов, набережных
и цоколи крупных зданий.
В 90-е годы, в связи с развитием промышленности и железнодорож-
ного транспорта, снова начинается широкое строительство облицованных
камнем жилых, общественных, банковских и торговых зданий. Широкому
использованию камня содействует резкое снижение железнодорожного
тарифа на перевозку камня в 1896 г., что уменьшило стоимость каменных
фасадов в 2—3 раза. Обычно камнем одевались нижние два этажа. Но
немало было сплошь облицованных пяти- и семиэтажных зданий (глав-
ным образом банковских). Для облицовки стали использовать гранит
с различными фактурами, но особенно широкое распространение получила
поверхность «скалы». Нередко из гранита выполнялись орнаментальные
и скульптурные детали.
Основная добыча красных гранитов велась в районе Выборга (на
полуострове Ганге) и Валаамских островах (Ладожское озеро). Много
серого гранита добывали на северо-западном побережье Ладожского озе-
ра, в районе Сортавала — Приозерск. Ступени, полы, подоконники чаще
всего изготовлялись из гранитов и эстонских мраморовидных известняков.
Нашли также применение красные и светло-серые радомские и фидловец-
кие песчаники, которыми облицованы некоторые крупные общественные
здания Петербурга.
С 30-х годов XIX в. основным потребителем строительного камня
становится Москва. Применение камня в московском строительстве было
7 В. И. Лебединский
150
несколько иным. Декоративные и строительные особенности подмосковных
известняков позволяли их использовать для лицевой кладки зданий и по-
лучения профильных и орнаментальных деталей.
Белокаменное зодчество и архитектура московского барокко нашли
свое выражение главным образом в церквях и соборах. В период русского
классицизма (первая треть XIX в.) камень широко использовался для
облицовки фасадов. Части зданий, наиболее подверженные разрушению, —
подпорные стены, ступени, нижние ряды камня в цоколях и базы ко-
лонн — выполнялись из плотных, довольно погодостойких песчаников;
цоколи и архитектурные детали фасадов, колонны, карнизы, пояса и крон-
штейны — из известняков как более декоративного камня.
Во второй половине XIX в. применение местного московского камня
резко сократилось. До конца XIX в. очень мало применялся и привозной
гранит; и только после снижения железнодорожного тарифа в Москву
стали поступать в большом количестве финляндский гранит и польские
песчаники, использовавшиеся главным образом для облицовки торговых
и банковских зданий. С 1912 г. начал применяться шишимский мрамор
из окрестностей Челябинска; им, например, облицован фасад Музея изо-
бразительных искусств в Москве.
При сооружении Мавзолея В. И. Ленина были использованы лучшие
цветные камни нашей страны. Первый ярус наружных стен Мавзолея
украшен светло-серым турчинским лабрадоритом, им же облицованы сте-
ны вестибюля. Блок, перекрывающий проем главного входа, выполнен из
цельного монолита слободского лабрадорита. Венечная часть Мавзолея
сложена красным шокшинским кварцитом.
Новая эпоха в каменной архитектуре Москвы началась в связи с ре-
конструкцией столицы по генеральному плану 1935 г. Москва стала
главным потребителем декоративного камня. Для облицовки многочислен-
ных административных и жилых зданий, строительства новых мостов и
набережных, благоустройства городских парков и скверов за двадцать
лет было использовано несколько сотен тысяч квадратных метров грани-
тов, преимущественно украинских.
Сооружение в 30-х годах московского метрополитена потребовало
огромного количества гранита, мрамора и других цветных камней для
облицовки вестибюлей и станций. Было использовано много сортов мра-
мора, в том числе из новых, ранее не разрабатывавшихся месторождений
(например, синий мрамор из Таштагольского месторождения на Алтае).
151
Подземные и наружные вестибюли многих станций с большим вкусом
украшены природным камнем. Так, широко использовались крымские
мраморы. Колонны станции «Комсомольская» облицованы плитами из
балаклавского камня: в нем нежно и гармонично переплетаются желтые,
красные и бурые тона и как бы внезапно появляются раковины и Корал-
лы. Кадыковским мрамором от светло- до темно-желтых оттенков по-
крыты колонны станции «Парк культуры», колонны переходных мостиков
станции «Смоленская» и др. Особенно много крымского мрамора на стан-
ции «Лермонтовская» — коричневым «биюк-янкой» облицованы и подзем-
ные вестибюли и ниши между пилонами.
Шокшинский камень также широко использован при облицовке стан-
ций московского метро. На станции «Бауманская» в центральном зале на
фоне светло-розовых мраморных стен по обеим сторонам невысоких
скульптур установлены наподобие пилонов прямоугольные сооружения
с гладко отполированными боковыми стенками и с фигурной передней.
Они сделаны из малинового шокшинского кварцита.
Очень декоративны и многообразны пестроцветные мраморы. В одних
из них на белом, желтом, красном фоне проступают жилки других цветов.
В слоистых мраморах перемежаются полоски нежных серых, розовых,
желтых и других окрасок. При определенном положении плоскости рас-
пила получается красивая волнистая структура, очень хорошо выражен-
ная, например, в сером уфалейском мраморе Урала. Этим мрамором
украшены станции московского метрополитена «Кировская», «Сокольники»»
«Дзержинская» и др.
Головинским лабрадоритом, иризирующим в ярко-синих тонах, обли-
цованы многие здания Москвы, в том числе Военная академия им. Фрун-
зе, цоколь высотного здания на Смоленской площади и Др., а также по-
стамент памятника В. Маяковскому.
Огромное количество плит декоративного камня украсило облицовку
фасада высотного здания и факультетов Московского университета на
Ленинских горах. Нижние этажи высотного здания, цоколь и порталы
жилых корпусов, колонны портика актового зала сделаны из красных
гранитов Токовского и Ново-Даниловского месторождения. Из лезников-
ского гранита насыщенного красного цвета вытесаны величественные пор-
талы главного здания. Портик клубного корпуса изготовлен из оранжево-
красного новоукраинского гранита с гигантскими вкрапленниками полевого
шпата. Материалом для карниза портика актового зала послужил
7*
152
желтовато-белый коробчеевский известняк из Коломенского района Мос-
ковской области.
Своего рода музеем декоративного камня служит Кремлевский Дво-
рец съездов. Во Дворце съездов богато представлены замечательные гра-
ниты — янцевский, жежелевский, карлахтинский, лабрадориты и различные
мраморы. Здесь применены разнообразные мраморы: белоснежные коел-
гинский и прохорово-баландинский из карьеров Челябинской области,
с красивыми прожилками пуштулимский из Алтайского края, пятнистый
розовый из Новоселицы в Закарпатье, грузинский светло-серый «лопота»
и «салиэти», розовый армянский «агверан». Использованы и цветные,
богатые рисунками вулканические туфы: полосчатый желто-белый бол-
нисский из Грузии и пятнистый азизбековский туф из Армении.
Жизнь камня в облицовке
В житейской речи часто можно слышать: «Он тверд, как скала» или
«На него можно положиться, как на каменную гору». Такими словами
принято говорить о людях, верных своему слову. В основе этих сравне-
ний лежит представление о камне и скале как о чем-то исключительно
прочном. Сложились они, очевидно, на основании опыта одного-двух, быть
может, нескольких поколений.
Но стоит нам стать хотя бы на историческую точку зрения, как проч-
ность камня и каменных сооружений становится сомнительной. Многочис-
ленные памятники архитектуры и скульптуры Ассирии, Египта. Эллады
и древнего Рима, разрушившиеся средневековые храмы и дворцы свиде-
тельствуют, что со временем уничтожается и камень.
Камень Первые признаки разрушения Полное , разрушение
Кварцит, мелко- и среднезернистый гранит . . Гранит крупнозернистый, сиенит, габбро, лабра- До 500 лет До 1500 лет
дорит, вулканические породы ........ Белый мрамор, плотный песчаник с кремнистым До 250 лет До 750 лет
цементом, плотный известняк .... .... Грубопористый известняк, гипсовый камень . . . До 150 лет До 450 лет До 50 лет
153
Наблюдения за старинными зданиями показали, что разные виды
камня живут различное время. Одни сохраняются многие столетия, Дру-
гие — только десятилетия. О долговечности камня в облицовках можно
судить по таблице, взятой из «Справочника архитектора».
Сравнив данные таблицы, мы увидим, что самыми долговечными и на-
дежными камнями в строительстве и архитектуре являются кварцит
и мелко- и среднезернистый гранит. Они успешно противостоят разру-
шающему влиянию времени в течение многих веков. Достаточно прочны
и надежны и остальные магматические породы. В монументальных скульп-
турах из осадочных пород сохранению художественных особенностей
мешает слоистое строение — под влиянием выветривания в камне просту-
пает полосчатость.
К сожалению, строители не всегда хорошо знают особенности камня,
и несоблюдение строительно-технических правил нередко приводит к по-
тере художественного впечатления и даже быстрому разрушению камня.
Таких примеров немало в московских зданиях — это сульфатные потеки
на перилах балконов гостиницы «Москва», пояс выцветов в известняке над
цоколем Дома Совета Министров СССР (порчу плит известняка можно
было бы предотвратить, если бы при строительстве обеспечили надеж-
ную гидроизоляцию гранитной облицовки и циркуляцию в ней воздуха),
выцветы на фасаде Библиотеки им. В. И. Ленина, ржавые пятна на мра-
морах некоторых станций метро. Эти дефекты можно было предвидеть
и предупредить.
Повреждения каменных одежд зданий давно привлекали внимание
архитекторов. Еще в XV в. Альберти указывал на недопустимость же-
лезных креплений в камне, нарушение этого правила приводило к растрес-
киванию и появлению ржавых пятен. Связано это с тем, что при ржав-
лении железа происходит резкое увеличение объема «ржавчины», поэтому
оно сопровождается не только бурыми потеками гидроокислов железа,
но и образованием трещин вокруг железных частей.
Таким образом, мы видим, что и каменный облицовочный материал
нуждается в защите. Побелка и покраска камня применялись еще зод-
чими древней Греции и Рима не только в эстетических целях, но и для
сохранения камня. В XVI в. в защитных целях начали применять из-
вестковую побелку. Особенно в плохом состоянии оказались здания в
Лондоне, и в 1861 г. там был создан даже правительственный комитет
по сохранению каменных построек.
154
Наружная облицовка из светлого камня в условиях индустриального
города быстро загрязняется. Опыт показывает, что белокаменные обли-
цовки теряют на 10—20% свою первоначальную светлоту * через 2—
3 года. К сожалению, потемнение облицовки на этом не кончается. На-
пример, светлота облицовки Музея изобразительных искусств в Москве,
выполненной из белого шишимского мрамора, спустя 30 лет была всего
около 20%, хотя в момент постройки светлота мрамора была не менее
60—70%. Ныне мраморная облицовка колонн Музея серого цвета.
Разрушение камня вызывается многими причинами. На одно из пер-
вых мест нужно поставить влияние влажности. Влага, заполняющая тон-
чайшие трещины и пустотки в камне, находится в движении. Под влия-
нием капиллярных сил она передвигается вверх, а вследствие испарения
перемещается также и к наружной стороне облицовки.
Выпадающие при испарении из раствора соли смешиваются с пылью,
копотью, и облицовка покрывается наружной грязевой коркой. При изме-
нении условий возможно движение влаги и в обратном направлении, т. е.
внутрь стены. Тогда в месте встречи двух потоков, несколько отличаю-
щихся по составу и концентрации растворенных солей, начнется их
взаимодействие с отложением внутренних корок солей.
Происходящие внутри облицовки процессы растворения и выпадения
солей зависят от многих причин: от свойства камня, количества влаги,
перепада температуры, относительной влажности и др., и по-разному
протекают в разных зонах одного и того же камня. Наряду с зоной пре-
обладающего растворения есть зона с преобладающей кристаллизацией.
Так создается слой, разрыхленный выщелачиванием, и слой, уплотненный
выпавшими солями, т. е. внутренняя корка (рис. 36). Иногда случается,
что в ходе выветривания внутренняя корка отскакивает и тогда разруше-
ние камня идет особенно быстро. Толщина корок различна — от 1—4 мм
в известняках до 10—12 мм в трахитах Кёльнского собора. Чтобы устра-
нить коркообразование, нужно предотвратить движение влаги внутри
камня. Для этого облицовку необходимо изолировать от грунтовой и ат-
мосферной влаги и исключить испарения (от парового отопления, дыхания
людей и пр.).
Коварство коркообразования состоит в том, что первые 10—20 лет
оно идет без всяких внешних признаков. А между тем за это время
* Светлота — отношение яркости света, отраженного от данной поверхности, к
яркости света, отраженного от баритового эталона в тех же условиях.
155
Рис. 36. Схема разрушения обли-
цовки из естественного камня
1— внешняя корка; 2— первона-
чальная поверхность камня; 3 —
внутренняя корка; 4 — пылева-
то-мучнистый разрушенный
слой; 5 — переходная зона; 6 —
неповрежденный камень
создается внутренняя корка, а под нею разрыхленный или даже пылевато-
мучнистый слой. Затем корка внезапно отпадает, обнажая ослабленный
камень, после чего начинается катастрофическое разрушение.
Очень пагубно действуют на облицовку дымовые газы и прежде всего
сернистый газ (SO2) и серный ангидрид (SO3). В Англии, где убытки от
выветривания каменных зданий за первую четверть XX в. исчислены в
55—60 млн. фунтов стерлингов, существует густая сеть наблюдательных
пунктов для определения содержания вредных газов в воздухе. Учитывая,
что ежегодно в крупных городах сжигаются миллионы тонн топлива, ясно,
что проблема борьбы с загрязнением воздуха газами (SO3 и SO2), которые
при соприкосновении с водяным паром дают смесь серных и сернистых
кислот, очень серьезна.
Вот некоторые цифры, показывающие, какое огромное количество ко-
поти и серной кислоты окутывает индустриальные города. По данным
Кислингера, ежегодно количество серной кислоты, осаждающееся из воз-
духа в Вене, составляет около 150 000 т. В Лондоне оседает в год 139 г
156
копоти на квадратный метр, а в Нью-Кастле 200—250 г на квадратный
метр. 140 млн. т угля, ежегодно сжигавшегося в Англии тридцать лет
назад, давали около 4 млн. т серной кислоты. Этого достаточно, чтобы
разрушить 50 млн. кубических футов известняка!
На долговечность каменной облицовки влияют и колебания темпера-
туры. Правда, изменения поверхности и объема облицовки под влиянием
колебаний температуры не имеют существенного значения. Опыты с поли-
рованными плитами гранита, испытывавшими колебания температуры от
32 до 142° в течение 89 400 раз (что примерно соответствует 244 годам
пребывания под открытым небом), показали, что полированная поверх-
ность осталась без изменений. Гораздо существеннее изменения в камне
при переходе температуры воздуха от положительной к отрицательной.
Замораживание приводит к увеличению объема получающегося льда, да-
вящего с большой силой на минералы. На морозостойкость камня сильно
влияют количество заключенной в нем влаги и характер ее распреде-
ления.
Медленное разрушение камня идет и под влиянием живых организ-
мов (органическое выветривание). Однако в условиях города бактерии,
лишаи и мхи, живущие на камне, не портят его сколько-нибудь за-
метно. В некоторых случаях довольно серьезную неприятность приносят
птицы — голубиный помет на многих постройках Италии и в других стра-
нах погребает под собой скульптуры и ажурный орнамент.
В середине прошлого века изобрели флюаты — соли кремнефтори-
стоводородной кислоты. Реагируя с каменным материалом, они дают
фторид кальция, гидрат кремнезема и другие нерастворимые соединения,
уплотняющие поверхностный слой камня. Этим достигается уменьшение
гигроскопичности, водопоглощения и паропроницаемости. Однако в ряде
случаев флюатирование оказало губительное действие. Выяснилось, что
флюаты нарушают естественную миграцию влажности в облицовке и ве-
дут к появлению внутренних корок.
Наиболее действенные меры по защите камня состоят в регулярной
мойке покрытий, удалении пыли и солевых отложений. Эффективна мой-
ка горячим паром, особенно для архитектурных украшений. Широко ис-
пользуется очистка песком из пескоструйных аппаратов.
Темный налет веков скрывает от зрителя естественный вид древних
зданий и поэтому в некоторых странах им стараются придать первона-
............................................................ 157
чальный облик. В последние годы в Париже пескоструйными аппаратами
очищены от паутины времени Бурбонский дворец, квадратный двор Лувра,
церковь Мадлен, отель Крийон и другие исторические здания. Они побе-
лели и, по ироническому выражению парижан, стали похожи на молодя-
щихся дам преклонного возраста.
Применяются и более тонкие химические способы чистки камня для
удаления пятен окислов железа и меди, загрязнений чернилами, смазоч-
ными маслами, олифой и др. Необходимо периодически восстанавливать
й полировку облицовки.
Произведение искусства
только тогда становится таковым,
когда оно несет в себе
черты неповторимости.
В. БЕЛИНСКИЙ
Камень и искусство
Архитекторы и скульпторы используют разнообразные материалы
для воплощения своих замыслов. Каждый материал имеет свои специфи-
ческие, только ему присущие черты. Бронза позволяет доводить отделку
до тончайших деталей, прекрасно передавая легкость и стремительность
движений. Из корней деревьев можно вырезать изделия, похожие на фан-
тастических зверей и т. д. В живописи акварельные краски незаменимы
для передачи нежных неярких утренних и вечерних тонов. Камень стати-
чен и как никакой другой материал превосходно передает спокойную
созерцательную красоту статуй (рис. 37).
И еще одно замечательное свойство выделяет камень среди других
материалов — его вечность и нетленность. Вспомните прекрасные мрамор-
ные статуи древнегреческих скульпторов, ныне хранящиеся в Эрмитаже,
Лувре и других музеях, пролежавших в земле два-два с половиной тыся-
челетия и полностью донесшие до наших дней свое непревзойденное ху-
дожественное совершенство, удивлявшее людей всех времен.
Мрамор в руках скульптора
Этот красивый и прочный, часто богато окрашенный камень, издавна
высоко ценился у всех народов. Разнообразие окрасок мрамора, варьи-
рующих во всех цветах и оттенках, определяет богатые декоративные
159
Рис. 37. Египетский сфинкс из красного гранита работы XV в. до н. э.
«Ленинград, набережная Невы у здания Академии художеств
160
возможности этого камня, и в этом отношении с ним не может срав-
ниться никакой другой материал. Великолепные качества мрамора для
художественных работ связаны с зернистым строением, разнообразной
расцветкой и способностью легко принимать совершенную полировку.
Мрамор во всех разновидностях обладает особым очарованием. Снеж-
но-белый мрамор своей удивительной чистотой вызывает впечатление
чего-то неземного и недосягаемого. Нет другого материала на земле, ко-
торый был бы таким чисто белым, словно только что выпавший снег.
Черный зеркально блестящий мрамор вызывает ощущение торжественного
великолепия и мощи. А как возбуждают фантазию бесчисленные пестрые
разновидности мрамора с зелеными, красными, лиловыми, голубоватыми
и других цветов жилками и пятнами! До чего пышны и декоративны
красные и желтые мраморы! Нередко в узорчатом мраморе улавливаются
словно застывшие отражения титанической борьбы стихий и целых миров.
От всякого мрамора веет холодом, даже если его цвет теплого от-
тенка. Это впечатление, вызываемое чисто зрительным ощущением, на-
столько характерно, что при известных условиях, например в знойную
погоду, усиливает обаяние этого камня.
Несмотря на свою прочность, мрамор довольно легко поддается обра-
ботке резцом, пилой, сверлом и напильником. Благодаря зернистому строе-
нию мрамор не склонен давать трещины. Окончательная обработка пемзой
дает чрезвычайно нежную поверхность, которую можно легко отполиро-
вать, причем полировка получается прочная и блестящая.
Для ваяния нет более совершенного материала, чем белый мрамор.
В нем твердость сочетается с нежностью, а безукоризненная белизна ка-
жется одухотворенной. Выше всего в древности ценился белый мрамор
с пластинчатой структурой с острова Парос в Средиземном море. Это
единственный мрамор древности, добывавшийся в подземных выработках
при искусственном освещении. Паросский мрамор не чисто белый, а с
легким желтоватым оттенком, но зато он просвечивает и имеет нежный,,
как бы бархатистый блеск.
К северо-востоку от Афин лежит гора Пентеликон, сложенная пре-
восходным мрамором. Из него построен Парфенон, храм Олимпийского
бога Зевса и множество бессмертных памятников древнегреческого искус-
ства. Мрамор этот преимущественно молочно-белого цвета и именно бла-
годаря этому ценился в Риме выше, чем блестящий желтоватый парос-
ский мрамор или сахаровидный каррарский.
161
Сотни каменотесов трудились под палящим итальянским солнцем над
вырубкой, обтесыванием и транспортировкой громадных каменных глыб
в знаменитых каменоломнях Каррары в северной Италии, на склонах
Аппуанских Альп. Самые известные карьеры этого района — Верзилия и
Керфана — разрабатывались в древнем Риме в III в. до н. э. Мрамор за-
легает здесь мощными пластами в отложениях триасового возраста. По
своим замечательным свойствам — белому цвету, чистоте, равномерной
зернистости, способности к просвечиванию и отсутствию трещин — каррар-
ский мрамор незаменим при выполнении наиболее ответственных скульп-
турных и архитектурных работ. Из него высечена, например, статуя
Аполлона Бельведерского.
Гениальный итальянский скульптор конца XV и начала XVI вв. Ми-
келанджело создавал свои скульптуры («Давида», знаменитую группу
Пьета во Флоренции, фигуры в Соборе Св. Петра в Риме и другие) почти
исключительно из каррарского мрамора. Тот же материал использовали
многие другие выдающиеся скульпторы — Роден, Канова (рис. 38), Тор-
вальдсен и др. Знаменитые скульптуры М. М. Антокольского «Петр Ве-
ликий», «Иван Грозный» и другие также сделаны из каррарского мрамора.
Отметим некоторые замечательные свойства белого мрамора. Прежде
всего прозрачность: лучший каррарский статуарио пропускает свет на
глубину 3—4 см, паросский — на 3,5 см. Прозрачность мрамора не свя-
зана ни с величиной, ни с формой зерен. Она обусловлена одинаковой
ориентировкой кристаллов. Пористость мрамора незначительна — от 0,02
до 0,4%. Поэтому на отполированной поверхности белого мрамора чер-
нила не оставляют следа.
Находки каррарского мрамора несомненно содействовали развитию
искусства в древнем Риме, а затем и в Италии. Одним из обязательных
условий развития искусства является наличие в стране подходящего ма-
териала. Древние египтяне пользовались для колоссальных изваяний гра-
нитом и не менее твердым базальтом и уже по этой причине не смогли
достичь высот древнегреческого искусства, главным материалом которого
был мрамор. Правда, из крепкого песчаника древние египтяне изготов-
ляли чудесные скульптуры, как, например, бюст царицы Нефертити, но
в целом этот камень не нашел широкого применения в скульптуре.
Если бы древние греки и римляне не имели в своих странах залежей
превосходного мрамора, то их скульптура, наверное, не пошла бы по
тому направлению, которое поставило их во главе этого искусства.
162
Рис. 38. Статуя Гебы из белого каррарского мрамора Антонио
Кановы (1757—1822 гг.). Государственный Эрмитаж СССР
163
Месторождения скульптурного и декоративного мрамора, хотя и ус-
тупающее итальянскому, имеются и в других странах Европы. Так, мра-
морные карьеры, дающие хороший скульптурный камень, известны во
Франции (в Пиринеях), в ФРГ и некоторых других странах.
В нашей стране скульптурный белый мрамор долгое время не был
известен, и архитекторам и скульпторам приходилось пользоваться плот-
ными известняками. Уже в X—XI вв. на плитах плотного известняка
в церквях вырезался сложный орнамент. Этот материал в руках опыт-
ного мастера способен принимать полировку и на нем можно воспроиз-
водить тонкие детали. В ту пору из него делались фигурки святых и
вырезался сложный орнамент стен и пр. Однако недостаточная чистота
известняка по сравнению с мрамором, присутствие хотя бы небольших
количеств глинистых и железистых примесей отрицательным образом
сказываются на качестве и долговечности изделий, из которых сравни-
тельно немногие дошли до наших дней.
Многие знаменитые по своей архитектуре церкви, построенные в
XI—XIII вв. на Московской, Владимирской и Суздальской землях, были
орнаментованы известняком с большим изяществом и художественным
вкусом. Прекрасный пример художественного использования камня дает
известный Дмитриевский собор во Владимире, построенный в конце XII в.
князем Всеволодом Большое Гнездо, братом Андрея Боголюбского. Осо-
бенно интересен орнамент в верхней части стен, вблизи фриза. Храм от
крыши до пояса украшен резьбой по камню в смешанном славянско-
византийском стиле с четко выполненными фигурками людей и животных
и ажурным рисунком. Стены Дмитриевского собора называют каменной
книгой, понятной всем. Здесь не только религиозные композиции, но и
изображение приключений Александра Македонского и других героев
древнего мира. Скульптура сослужила замечательную службу зодчеству.
По словам О. Г. Чайковской: «Когда стоишь и смотришь на храм или,
еще лучше, тихо идешь неподалеку от него, эти недвижные каменные
стены словно бы живут и переливают игрой каменной резьбы — так
играют самоцветы или переливаются искры в недвижных снежных сугро-
бах, с той разницей, что здесь играет не цвет, а чередование света
и тени»*. В строительстве Дмитриевского собора, а также Георгиевского
*0. Г. Чайковская. «Против неба — на земле». Изд-во «Детская литера-
тура». М., 1966.
164
собора в городе Юрьеве-Польском (построен в XIII в.) с очень сложной
и причудливой орнаментовкой использован плотный палеозойский извест-
няк из окрестностей Владимира.
В нашей стране статуарный мрамор находится на Урале, в Карпа-
тах и Житомирской области. Лучшими уральскими камнями являются
полевской мрамор (Свердловская область) белого цвета с палевым от-
тенком, коелгинский и прохорово-баландинский мрамор (Челябинская
область) также белого цвета, но с редкими облачными пятнами. Скульп-
тор Н. В. Томский из коелгинского мрамора высек бюст Н. В. Гоголя,
из прохорово-баландинского — бюст С. М. Кирова. В Карпатах место-
рождение хорошего кристаллического белоснежного мрамора находится
в горах, на берегу р. Тиссы у с. Делового; на Житомирщине — вблизи
с. Негрёбовка Рядомышльского района.
Изделия из камня в Государственном Эрмитаже
Искусные руки мастеров-камнерезов делают из угловатых глыб камня
удивительные по красоте вещи и украшают их тончайшим орнаментом.
Такой камень по характеру его использования называют поделочным. Но
у него есть и другое название, обязанное ярким и зачастую необычным
цветом, превосходно выявляющимся на полированной поверхности кам-
ня. Отсюда и второе название того же материала — цветной камень.
Камнерезное искусство в России начинает развиваться во второй
четверти XVIII в., когда по приказу Петра I строится Петергофская
«мельница» (так названная потому, что ее машины приводились в движе-
ние водой) для машинной обработки камня. В 1726 г. посылаются на
Урал люди на поиски «узорчатых каменьев». Уже в 1738 г. началась
разработка мраморов, обнаруженных в окрестностях Екатеринбурга (ныне
Свердловск). В 1740 г. в Екатеринбурге на плотине через р. Исёть ста-
вится «шлифовальная мельница». Таким образом, в первой половине
XVIII в. возникли два центра, вокруг которых сосредоточилась обработка
цветных поделочных камней — мрамора, яшмы, малахита, змеевика и
селенита. Несколько позже, в 1786 г., вступает в строй Колыванская
шлифовальная фабрика, создавшая славу алтайскому камню и мастерам
его обработки.
165
Русскими камнерезами созданы художественные изделия из камня,
получившие мировую славу. Они не все остались в России, но лучшие
хранятся в сокровищнице искусств — в Государственном Эрмитаже*.
Не будет преувеличением сказать, что ленинградский Эрмитаж — сокро-
вищница изделий из цветных камней, не имеющая себе равных во всем
мире. Здесь находится около 500 крупных изделий русских мастеров:
декоративных ваз, чаш, торшеров, столешниц и других предметов, а
также одна из лучших в мире коллекций разных камней — гемм.
Кто из посетителей Эрмитажа не останавливался перед поражающими
своей красотой вазами из лазурита и малахита, орлеца, строгих порфи-
ров, яшм и узорчатых брекчий, удивляющих причудливостью своего
рисунка и цвета! Все они являются произведениями высокого мастерства
и вместе с тем служат образцами исторических художественных стилей.
Большой интерес вызывает группа яйцевидных ваз, ясных и простых
по облику, выполненных из темного плотного порфира. Эти вазы — пер-
венцы русской камнерезной промышленности, изготовлены на Петергоф-
ской, Екатеринбургской и Колыванской фабриках в 1780—1790 гг. Они
строги по убранству, полированная поверхность камня настолько хороша,
что не оттеняется бронзовыми украшениями. Нет и рельефной орнамен-
товки, перебивающей рисунок камня. В таких вазах красота камня вы-
ступает в чистом виде.
В вазах конструктивно выделяются три части: ножка, тулово и горло
с крышкой. Тулово яйцевидной формы, массивное, с широкими плечами.
Контур тулова как бы «распирает» собственная тяжесть, сдерживаемая
сопротивлением камня. Невысокая и сравнительно тонкая ножка вазы
будто прогнулась под тяжестью тулова. В нижней части она расши-
ряется, повышая устойчивость вазы. Горло не отделено от тулова четко
выраженным профилем, но оно ясно улавливается благодаря контрасту
с широкими плечами тулова. Ваза заканчивается куполообразной крыш-
кой с профилем, напоминающим сильно натянутый лук. Шарик на крыш-
ке вазы будто не закреплен, он как бы балансирует на покатой поверх-
ности.
* Французское слово эрмитаж обозначает место уединения и отдохновения.
В XVIII в. эрмитажи были при всех дворцах, садах и парках. Государственный
Эрмитаж СССР берет свое начало от павильона, построенного в 1764—1765 гг. рядом
с Зимним дворцом. Современный Эрмитаж занимает Зимний дворец и три здания
старого Эрмитажа (условно именуемые Малым, Старым и Новым).
166
Совсем иные декоративные вазы и чаши начала XIX в. связаны
с творческими замыслами знаменитого архитектора А. Н. Воронихина.
Любимым материалом становятся наиболее декоративные камни — разно-
образные по строению и цветам брекчии, порфиры и яшмы, как бы
светящийся изнутри трещиноватый кварц. Вазы, как правило, богато
украшены фигурками и орнаментом из бронзы. Камень и бронза вместе
участвуют в создании яркого живописного декоративного изделия.
Такова, например, большая ваза Колыванской гранильной фабрики
(рис. 39), законченная мастером Ф. В. Стрижковым в 1808 г. Она вы-
полнена из серо-фиолетового порфира и богато убрана золоченой бронзой.
Хотя бронза занимает важное место в украшении вазы, камень с его
изумительным цветом и полировкой прекрасно использован мастером.
Горло вазы украшено широким поясом из виноградной лозы, в виде венка
лежащем на ее «плечах». Низ тулова покрыт крупными ажурными паль-
метками * **.
Прекрасна ваза из темно-вишневого порфира с крышкой, увенчанной
бронзовым фонтаном (рис. 40). Тела дельфинов из золоченой бронзы
изогнуты в виде ручек. Они будто выскальзывают из струй падающей
воды и сами изливают ручьи. Оплечье вазы украшено сплошным брон-
зовым поясом с рельефным изображением плоских раковин. Ниже тулово
охвачено поясом из бронзы, орнаментованным фигурами дельфинов и
кустами камыша. Низ вазы украшен розеткой из листьев и побегов
тростника.
Привлекает внимание гигантская чаша овальной формы из зеленой
с волнистым рисунком ревневской яшмы. Над ее изготовлением в тече-
ние почти полутора десятков лет трудилась группа лучших мастеров
Колыванской фабрики. Огромная глыба яшмы была добыта в 1829 г.
на склоне горы Ревневой, в 45 км от Колыванской фабрики. Сначала
камень обрабатывался на месте вручную, а затем был направлен на
фабрику. Для этого потребовалось около тысячи человек с рудника и
ближайших селений.
Чаша сделана безупречно (рис. 41). Ее эллиптическое тело покрыто
крупными выпуклыми «ложками», борт украшен сплошным резным акан-
товым листом *♦. Верхняя часть ножки орнаментована пальметками,
* Пальметки — орнаментальный мотив в виде стилизованного листа.
** Акант — травянистое растение в Средиземноморье. Форма его листьев положена
в основу орнамента многих фигур, колонн, фризов и карнизов.
16?
Рис. 39. Ваза из серо-фиолетового порфира, украшенная
бронзой. Колыванская фабрика, 1808 г.
168
Ваза из темно-вишневого коргон-
порфира. Колыванская фабрика,
нижняя — акантом. По словам искусствоведа Е. М. Ефимовой, «ваза из
ревневской яшмы изумляет природной красотой и массивностью монолита,
но еще больше — прекрасной работой. В том и другом отношении она
не имеет себе равной».
У основания чаши помещена мраморная доска, надпись на ней дает
представление о труде, вложенном в ее изготовление: «Чаша сия сде-
лана на Колыванской шлифовальной фабрике из ревневской яшмы по
рисунку архитектора Мельникова: в поперечнике 7 аршин (506 см —
В. Л.), вышиною вместе с пьедесталом и ножкою 3 аршина 10 вершков
(260 см —- В. Л.), весом более 1200 пудов (19 200 кг). Камень добыт в
1829 г. унтер-шихмейстером Колычевым и осекался на месте два года,
чаша совершенно окончена в начале 1843 г. Отправлена с фабрики под
наблюдением бергешворина 12 класса Ивачева и доставлена в С.-Петер-
бург в августе того же года. Во время следования сухим путем до реки
К стр. 147
169
Рис. 41. Колоссальная чаша из ревневской яшмы.
Колыванская фабрика, 1829—1843 г.
Чусовой на расстоянии двух тысяч верст запрягались под нее от 120
до 160 лошадей». Стоимость вазы по оценке Колыванской фабрики
30 284 рубля серебром. Вследствие колоссальной тяжести (более 19 тонн)
под нее подведен особый фундамент.
В коллекции из камня одно из первых мест принадлежит предметам
из малахита — около 200 ваз, столешниц, торшеров и других произве-
дений камнерезного искусства.
Эти изделия говорят о большой роли малахита в камнерезном искус-
стве России в первой половине XIX в. Значение малахита особенно воз-
росло в 30—40 годах XIX в. Время это даже названо академиком
А. Е. Ферсманом «малахитовой эпохой» в камнерезной художественной
промышленности России.
8 В. И. Лебединский
170
Мода на этот красивый, причудливый по рисунку, яркий, а иногда
и кричащий по цвету камень связана с большими находками этого ред-
кого минерала именно в те годы. Малахит представляет собой поделоч-
ный камень зеленого цвета различных оттенков, начиная от голубоватого
и кончая почти черным. В разрезе он дает красивый слоистый рисунок
в виде колец и полос. С минералогической точки зрения малахит яв-
ляется основной медной солью угольной кислоты. Его формула
Си2(ОН)2СО3. Малахит образуется в верхней части меднорудных место-
рождений. Пропитывающая руду вода химически сильно активна. Рас-
творенный в ней кислород, заимствованный из воздуха, и углекислый
газ, отобранный из окружающих пород, окисляют одни минералы и вы-
щелачивают другие. При этом медь руды, соединяясь с угольной кисло-
той, образует малахит.
Наиболее крупными являются два уральских месторождения мала-
хита— Гумешевское и Меднорудянское. В Меднорудянском руднике в
1835 г. были найдены колоссальные залежи малахита в виде отдельных
глыб. Это был малахит прекрасного качества различных оттенков, от
темно-зеленого до бирюзового. Находка огромного количества малахита
коренным образом изменила возможность его применения в камнерезном
деле. Необыкновенный декоративный камень начал поступать на камне-
резные фабрики и широко вошел в быт русского общества.
Изделия из малахита разнообразны по своим формам и назначению.
Монументальные вазы украшали интерьеры дворцов, освещенные торше-
рами из камня. В парадных комнатах дворцов стояли столы, инкрусти-
рованные зеленым камнем. Мелкие изделия, вроде шкатулок, ларцев,
чернильных приборов, табакерок, стали предметами обихода более ши-
роких слоев общества. Строгие формы малахитовых изделий великолепно
сочетаются с цветовым богатством камня и его рисунком. Это впечатле-
ние усиливается блеском золоченой бронзы, в меру примененной к деко-
ративному оформлению изделий.
Все малахитовые изделия выполнены способом так называемой «рус-
ской мозаики», принесшей гордость и славу Петергофской фабрике. Ака-
демик А. Е. Ферсман так описывает технику этой работы: «Кусочки
плотного малахита распиливались на пластинки толщиною в несколько
миллиметров, которые набирались на мраморе или металле согласно
рисунку камня, с почти незаметными, тщательно подогнанными швами,
что давало впечатление цельного камня. Этим способом, изобретенным
171
еще во второй половине XVIII в., русские мастера облицовывали (по-
добно фанере) огромные столы, чаши, вазы и даже колонны, широко
используя для этого малахит, лазурит и изредка яшму. Мы восторгаемся
огромными вазами из этих камней в больших залах Эрмитажа, сверкаю-
щими столами и колоннами в б. Зимнем дворце или в Исаакиевском
соборе, — все эти уникальные мировые художественные предметы сде-
ланы этим способом, из мелких кусочков, а не из монолитов камня» *.
Одним из первых изделий Петергофской фабрики, выполненных
«русской мозаикой» из малахита, была круглая столешница в стиле
ампир **. Поверхность стола выложена малахитовыми пластинками, чекан-
ные античные фигуры из золоченой бронзы, изображающие веселое ше-
ствие вакханок и сатиров, украшают его борт. Трехгранное основание
роскошно украшено бронзовыми сфинксами и орнаментом.
В настоящее время в Эрмитаже декоративные вазы, чаши, торшеры
и канделябры из малахита и другого цветного камня размещены в Гале-
рее древней живописи, в зале итальянской школы («Большом просвете»),
на площадке Советской лестницы, в Фельдмаршальском и Георгиевском
залах. Наиболее художественно ценные бытовые вещи из малахита вы-
ставлены в Малахитовом зале. В убранстве этого зала широко исполь-
зован малахит. В Малахитовом зале по его длинным сторонам уста-
новлено восемь малахитовых колонн, расположенных попарно, а по
коротким сторонам — восемь пилястр на белых мраморных постаментах,
украшенных капителями. Под огромными зеркалами в деревянных золо-
ченых рамах вделаны большие малахитовые камины. В центре паркет-
ного пола, откуда расходятся деревянные лучи, стоит малахитовая ваза
на треножнике из золоченой бронзы с крылатыми женскими фигурами
и козьими ногами. Вдоль стен и окон стоят покрытые малахитовой мо-
заикой столы, торшеры и вазы. В четырех витринах выставлены разно-
образные изделия из малахита — настольные украшения, пресс-папье,
письменные приборы, шкатулки, коробочки для бумаг и др.
Кроме чаш, ваз, канделябров и бытовых изделий в Эрмитаже хра-
нится памятник искусства прошлого века — «Малахитовый храм», вы-
полненный в виде античного храма-ротонды. В нем малахит применен
* А Е. Ферсман. Очерки по истории камня. Т. I, М., 1954, стр. 29—30.
** Ампир — стиль европейского искусства конца XVIII — начала XIX вв., отве-
чающий позднему классицизму. Возник во Франции в период империи Наполеона I.
172
в отделке колонн, другие цветные камни — в мозаике пола и купола.
Малахитовый храм выставлен в Аванзале Зимнего дворца.
В Эрмитаже сосредоточена знаменитая коллекция резных камней
античного мира и древнего Востока.
Глиптика, или искусство резьбы на цветных и драгоценных камнях,
известна людям с глубокой древности. Первоначально резной камень ис-
пользовался как украшения и амулеты.
Резной камень играл немаловажную роль в древности. Древний
Египет и страны древней Месопотамии не знали замков и ключей и
поэтому во всех случаях, когда современный человек прибегает к по-
мощи замка, в то время обходились запечатыванием. Печати наклады-
вались не только на письма, официальные и частные документы, но также
и на ларцы со всяким имуществом, на сосуды со съестными припасами,
на амфоры с вином и маслом, на внешние и внутренние двери домов.
Опечатывались и двери, ведущие в колоссальные гробницы египетских
фараонов — пирамиды. И хотя древние Греция и Рим знакомы были
уже с замками и ключами, тем не менее обычай наложения печатей ос-
тавался в домашнем обиходе. Но и в те времена бывали случаи хище*
ния собственности, поэтому в свод законов Солона вошло запрещение
резчикам оставлять у себя оттиски с вырезанных ими печатей — мера,
направленная к устранению подделок и злоупотреблений печатями.
Изделия из резного камня называют геммой. По месту резьбы от-
носительно поверхности камня выделяют два типа гемм. Резной камень
с выпуклым изображением называют камеей, с углубленным — интальо.
В Государственном Эрмитаже находится лучшее собрание в мире гемм —
оно включает около 20 тысяч камей и интальо. В этой коллекции гемм
больше, чем в собраниях Парижа, Лондона, Рима и Флоренции вместе
взятых. Пожалуй, самой древней геммой Эрмитажа является резной сер-
долик Крито-Микенской эпохи. Хотя она была вырезана почти четыре
тысячи лет назад, но красный цвет сердолика и зеркальный блеск со-
хранились полностью. Камея изображает охотничью сценку — два льва
нападают на изнемогшего в борьбе оленя.
При раскопке одного из керченских курганов найдена камея из
прекрасного голубоватого халцедона (сапфирина). На ней с удивитель-
ной выразительностью изображена летящая цапля. Поразительно живо
передан плавный полет птицы, с ювелирной точностью вырезаны тонкие
легкие перья. Гемма эта сделана Дексаменом Хиосцом в V в. до н. э.
173
Античные геммы не только прекрасны как произведения искусства,
они знакомят нас с древним миром и его культурой. На них изображены
копии знаменитых в древности статуй и картин, оригиналы которых не
дошли до нас. Огромный интерес представляют изображения государ-
ственных деятелей, писателей и художников. В геммах отражена во всем
многообразии жизнь античного общества: здесь сцены войны и охоты,
богатый и нищий, атлет и актер, изображения диких и домашних
животных.
Удивительная история одной камеи
Камея Государственного Эрмитажа, известная под именем Гонзага,
принадлежит к наиболее прославленным произведениям античного ис-
кусства. Уже в XVIII в. упоминание о ней обычно сопровождалось
эпитетом «знаменитая», а ныне, по общему признанию искусствоведов, ее
считают одним из совершеннейших произведений античной глиптики.
История камеи Гонзага замечательна уже потому, что она связана
с крупными политическими событиями прошлого и с именами многих
исторических лиц. Первое упоминание о камее находим в списке личных
вещей мантуанской герцогини Изабеллы д?Эсте Гонзага, составленном
в 1542 г. вскоре после ее смерти. В 1630 г. после длительной осады Ман-
туи город был взят и разграблен. С камеи была содрана золотая оправа,
а сама камея попала в Прагу в сокровищницу Рудольфа II. Но в
1648 г. Пражский дворец с сокровищницей был взят шведскими войсками,
а художественные предметы были отправлены в Швецию в музей коро-
левы Христины.
На севере камея пробыла недолго. В 1654 г. королева Христина отка-
залась от шведского трона, приняла католичество и уехала в Рим,
забрав с собой библиотеку и музей. После смерти Христины ее музей
приобрел герцог Брачианский, племянник римского папы Иннокентия XI.
Камея Гонзага хранилась в Риме вплоть до конца XVIII в. Затем ка-
мея вместе с коллекцией античных монет была продана в 1794 г. Ва-
тикану.
Что было с камеей между 1794 и 1803 годами — точно не известно.
В 1803 г. она уже находилась у французской императрицы Жозефины в
вилле под Парижем. По-видимому, до этого она была куплена спеку-
лянтами, следовавшими за французскими войсками, конфисковавшими
174
большое число уникальных произведений искусства после перемирия в
Болонье в 1796 г. между Наполеоном I и папою Сикстом VI. Затем
какими-то неведомыми путями камея оказалась у Жозефины.
Последние данные из истории камеи Гонзага относятся к 1814 г.
После взятия Парижа союзными войсками в марте 1814 г. Александр 1
часто бывал у Жозефины и оказывал ей много внимания. После кру-
шения наполеоновской империи Александр I позаботился о сохранении
за бывшей императрицей и ее детьми крупного состояния. В благодар-
ность Жозефина подарила русскому императору камею Гонзага. Знаме-
нитый резной камень в том же 1814 г. прибыл в Петербург. Таким
образом, за последние четыре века камея Гонзага семь раз, по крайней
мере, меняла владельцев и в буквальном смысле слова пересекла Европу
вдоль и поперек.
Камея Гонзага — одна из самых крупных существующих резных
камней. Длина ее 15,7 см, ширина 11,8 см, высота рельефа 3,0 см. Вы-
резана она из великолепного куска трехслойного оникса — верхний и
нижний слои темно-коричневые, средний — молочно-белый. На камне
изображены два профильных бюста — царя и царицы, повернутые вправо
(рис. 42).
У находящегося на первом плане царя прекрасный точеный профиль,
четкие и вместе с тем мягкие черты лица: высокий лоб, длинный пра-
вильный нос с тонкими нервными ноздрями, чуть приоткрытый рот с кра-
сиво согнутыми губами, круглый энергичный подбородок. Лицо окаймлено
крупными живописными прядями волос, которые извиваясь пробиваются
из-под шлема с гребнем.
Изображенное на втором плане лицо царицы в некоторых чертах —
в форме рта, подбородка и глаза — имеет много общего, как бы родст-
венного сходства с лицом царя. В то же время у нее более полные
щеки, плавный переход от лба к носу, все черты лица менее резкие. На
шее лежит ожерелье с подвеской. Лицо выражает полное спокойствие,
что составляет контраст с патетическим выражением лица царя.
Помимо чисто скульптурных достоинств камея Гонзага отличается
мастерским использованием красочных эффектов оникса. Трехслойный
камень неоднороден: средний молочно-белый слой изобилует полутонами,
в верхнем коричневом слое во многих местах вкраплены светлые пятна.
Мастер не только преодолел это препятствие, но и художественно его
использовал.
175
Рис. 42. Историческая гемма
«Камея Гонзага»
Фон камеи темно-коричневый, он создан нижним слоем камня. Из
среднего слоя вырезана фигура царицы, лицо, шея, плечо и гребень
шлема царя. Общая окраска слоя молочно-белая с сильным голубоватым
оттенком. Участок этого слоя идеально ровного тона использован для
лица и шеи царя. Лицо же царицы темнее и благодаря этому оно и в
чисто цветовом отношении отделяется от лица царя. Из верхнего корич-
невого слоя вырезаны волосы, шлем и эгида царя. Естественно, что меж-
ду гладкой кожей лица и волосами не должно быть красочных переходов.
Мастер достиг нужного эффекта, использовав извивы коричневого слоя
для передачи вьющихся локонов.
Камея Гонзага сделана в Египте, точнее в Александрии, в III в.
до н. э., на родине камей. Здесь при дворе первых Птоломеев появился
и расцвел этот новый вид резьбы по камню, отрасль глиптики, не имев-
шая утилитарного значения, продукт чистой роскоши. Еще не закончены
споры о лицах, изображенных на камее. Предполагали, что на ней
176
вырезаны бюсты Александра Македонского и его матери Олимпии. Те-
перь искусствоведы считают, что на камее изображен Птоломей Фила-
дельфий и его жена (и сестра) Арсиноя. Это тот самый египетский царь,
который построил в порту Александрии маяк, признанный одним из
«семи чудес древнего мира».
Камнерезное искусство нашего времени
По обилию и разнообразию самоцветов и декоративных поделочных
камней наша страна бесспорно занимает первое место в мире, а в искус-
стве обработки этого материала отечественные мастера достигли не-
превзойденных высот. Однако эта старинная и интереснейшая отрасль
народного искусства за последние десять-пятнадцать лет пришла в
упадок.
И все же каменные богатства не иссякли, и наша земля не оскудела
ими. Известны сотни старых надежных месторождений самоцветов и
цветных камней, а к ним за последние годы прибавились новые. Напри-
мер, прекрасными поделочными камнями являются красно-полосчатые
роговики Криворожья, окаменевшая среднеазиатская глина «глиеж», боль-
шие возможности сулит использование окаменевшего дерева.
И все же в последние годы резко сократилась добыча цветного
камня. Так, из камнерезной промышленности выпали многие прекрасные
цветные камни и в том числе малахит, нефрит, лазурит, пестроцветные
яшмы, обсидиан, амазонит, шайтанский переливт, благородный змеевик.
Они уже не радуют нас в разнообразных изделиях, некогда известных
далеко за пределами нашей страны. В отделке архитектурных сооружений
не используются такие декоративно-поделочные камни, как яшма, квар-
циты, порфиры и др.
В последние годы предприняты действия для возрождения камнерез-
ной промышленности. В 1965 г. при Министерстве геологии СССР создан
трест «Цветные камни», на который возложено изучение месторождений
декоративного камня и самоцветов, поиски новых видов сырья, выпуск
опытных изделий из камня и их популяризация. Организована попутная
добыча ценного камня одновременно с разработкой железных, медных,
оловянных и других руд.
177
Огромное будущее за камнем для изготовления сувениров. Этот ма-
териал сам по себе очень красив и надежно хранит память о тех местах,
где он рожден.
Иногда и в наше время создают удивительные изделия из камня.
У автора на столе стоит мозаичная картина, сделанная камнерезом-
художником Галиной Александровной Антроповой в Алма-Ате. Обычно
в мозаике каждое изображение составляется из множества каменных
пластиночек, тесно подогнанных друг другу. Но в мозаике работы
Г. А. Антроповой, изображающей море и Коктебельские горы в Крыму,
каждая часть ландшафта сделана из одного кусочка цветного камня.
Прильнувшие к морю плоские горы Янышарской бухты изготовлены из
коричневого гематитизированного песчаника, волнующееся море — из
темно-синего волокнистого родусита, пирамидальные кипарисы — из тем-
но-зеленого серпентинита, палатка на косогоре — из кварца и мрамора.
Поразительно живописно темное вечернее небо с белоснежными куче-
выми облаками, освещенное снизу пурпурными лучами только что опу-
стившегося за горизонт солнца. Удивляет точнейшая подгонка каменных
пластинок с неровными, порой зазубренными контурами — они примыкают
друг к другу вплотную, без зазоров...
Однако проблема цветного камня выходит далеко за рамки чисто
технических вопросов. Необходимо периодически устраивать выставки
изделий из камня, они помогут выявить таланты и вместе с тем явятся
источником великолепной продукции для ювелирных и художественных
магазинов. Небесполезно организовывать конкурсы на камнерезные из-
делия, выполненные на определенные темы.
Нужно выставлять работы наших мастеров за рубежом. Кое-что
уже в этом направлении сделано. Трест «Цветные камни» предлагает
покупателям пейзажную яшму горы Полковник, нефрит из Саян, за-
байкальский лазурит. В тринадцать стран — Швецию, Францию, Япо-
нию, Бельгию, США и другие — посланы образцы возрожденного камне-
резного искусства. Они показаны и на Всемирной выставке 1967 г. в
Монреале.
В нашей стране немало любителей природного камня. Несколько лет
назад в Москве (а затем и в Ленинграде) они объединились в Общество
любителей камня при секции петрографии Московского общества испы-
тателей природы. Главная цель общества — открыть для людей удиви-
тельное и прекрасное в камне, научить понимать его язык и законы.
178
Любители камня в марте 1970 г. в Москве организовали интересней-
шую выставку. На стенде «Подмосковье» на карте области показаны
месторождения самоцветов, а рядом выставлены изделия из них. Другой
стенд был посвящен камням поселка Планерского в Крыму (в прошлом
Коктебель) с изумительными сердоликами, агатами и неповторимой пар-
човой яшмой. Особое внимание привлекал стенд с пейзажными яшмами
и камнями с абстрактными рисунками. Специальный стенд был посвящен
эффектным окаменелостям — кораллам, переливающимся перламутром
аммонитам и др.
И сейчас своевременны слова А. Е. Ферсмана о роли камня: «Шире,
смелее дорогу камню в науку и технику, в искусство, архитектуру и в
самую жизнь — жизнь яркую, красочную, полную труда и творчества!» *
* А. Е. Ферсман. Очерки по истории камня. Т. II, М., 196!.
. .мы можем получать ныне
искусственные камни
с любыми необходимыми
свойствами.
Человек начал управлять
«мертвой» природой камня.
Д. С. БЕЛЯНКИН
Искусственный камень
Читатель уже познакомился с разнообразными горными породами —
естественными составными частями земной коры. Природный камень
играет большую роль в жизни человека, и в своей деятельности он стал-
кивается с множеством различных пород. Но уже на заре истории
человек знал и другой камень — искусственный. Сначала это была гли-
няная керамика, затем кирпич, черепица и стекло, потом фарфор и
фаянс, металлургические и топливные шлаки, а в последнее время ка-
менное литье, керамзит, аглопорит, ситаллы и другие технические камни.
Камни, изготовленные в лаборатории и на заводе, имеют очень
важное практическое значение. Вместе с тем данные об условиях их
образования чрезвычайно интересны для науки. Ведь многие искусствен-
ные камни — аналоги горных пород, и поэтому, зная обстановку, в кото-
рой возникли технические камни, можно внести ясность в условия обра-
зования естественного камня. В таблице проведены некоторые параллели
между горными породами и техническим камнем.
Горные породы Искусственный камень
Магматические породы Метаморфические породы Осадочные породы Металлургические шлаки, стекло, плав- леный камень Фарфор, кирпич, глиняная керамика, динас, цементный клинкер Бетон, силикатный кирпич
180
Искусственные породы, похожие на магматические
Во дворе металлургического завода, производящего плавку цветных
металлов, можно видеть следующую картину. В местах, где опорожня-
ются вагонетки со шлаком, возникают миниатюрные «горы», состоящие
из слоев бурого пузыристого шлака. Слои наползают друг на друга,
подобно потокам базальтовых или андезитовых лав, натекающих друг на
друга при вулканических извержениях. Каждый такой маленький поток
толщиной 10—30 см в верхней части пузыристый, в средней более плот-
ный, т. е. у него такое же строение, как и у настоящего потока вулка-
нической лавы.
По своему происхождению шлак представляет собой продукт засты-
вания измельченной и затем расплавленной при 1100—1200° горной породы
с вкрапленностью руд цветных металлов — меди, никеля, свинца и др.
Кипящая и бурлящая раскаленная масса отдает полезный металл, накап-
ливающийся в нижней части ковша, а сама несколько обогащается же-
лезом (при плавке цветных металлов) и некоторыми другими веществами.
При застывании расплавленной массы получается пористая искусственная
горная порода — шлак, состоящая в основном из силикатов и окислов
железа. В жидком состоянии эта масса подвижна и растекается на боль-
шое расстояние, как и природная вулканическая лава основного соста-
ва — базальтовая.
Если учесть, что в шлак идут в основном почти все составные части
первоначальной породы, за исключением рудных минералов, то можно
заключить, что застывший шлак по своему составу близок к первона-
чальной горной породе. Отличия состоят в меньшей раскристаллизации
шлака по сравнению с исходной горной породой, и в том, что первичные
составные части присутствуют в шлаке в несколько иных количественных
соотношениях. Шлаки обычно богаче магнием (который поступает из
магнезита, идущего в плавку в качестве добавки к руде) и железом.
Последнее накапливается потому, что при плавке цветных металлов они
освобождаются от железа, перегоняя его в шлак.
В целом шлаки ближе всего стоят к таким породам, как базальты
и дуниты, т. е. к основным и ультраосновным породам. Большое содер-
жание железа (до 30% РегОз*), а иногда кальция (до 60% СаО) приво-
дит к тому, что в шлаках встречаются минералы, не свойственные магма-
181
тическшЦ породам. Например, в шлаках обнаружены такие редкие сили-
каты, ч^к мелилит (в нем много кальция) и фаялит (железистый
оливин). \
Если ^орячий шлак быстро охладить (например, выливая в холодную
воду), он Сильно растрескается, образуя так называемый гранулирован-
ный шлак. Этот материал находит широкое применение вместо щебня в
дорожном строительстве, а также как прекрасный легкий заполнитель
бетона. Л небольшое количество полезного металла, неизбежно остаю-
щееся в шлаке,- позволяет считать его в некоторых случаях также и бед-
ной рудой, которая в будущем при более благоприятных технологических
схемах может быть пущена в переработку. Томас-шлак, получаемый при
особом способе плавки железных руд, богатых фосфором, обогащен со-
единениями фосфора и представляет ценное минеральное удобрение.
Долгое время доменные шлаки были ненужными отходами произ-
водства, загромождавшими территорию завода. Ныне найдено много
способов использования этого материала в промышленности и строи-
тельстве. Из металлургических шлаков получают минеральную вату,
теплоизоляционные вещества, щебень, не уступающий по прочности гра-
нитному. Так бросовые отходы стали ценнейшим сырьем.
Под руководством проф. И. И. Китайгородского в Московском хи-
мико-технологическом институте из доменного шлака и песка был полу-
чен своеобразный материал, которому дали красивое название ситалл.
По химическому составу он близок к обычному стеклу. Но в отличие
от стекла не боится высоких температур и значительно лучше выдержи-
вает удар, очень стоек к самым сильным кислотам и почти не поддается
истиранию.
Такие замечательные свойства ситалл получил благодаря кристал-
лической структуре, присущей всем металлам, которой нет у стекла. ОТ’
сюда и полное название нового материала — силикатный металл.
Ситалл образуется в ходе регулируемой кристаллизации расплава
путем создания огромного числа центров кристаллизации. Ими служат
субмикроскопические кристаллики катализатора или выделяющиеся при
охлаждении мельчайшие капельки расплава иного состава. Размер кри-
сталликов и капелек жидкости ничтожный — не более 100 ангстрем *, а их
число в кубическом сантиметре огромно — до 1012—1015 штук!
* Ангстрем (А) — 10-8 см.
182
У ситалла замечательные свойства — его можно прессоват^/ прока-
тывать, выдувать, сваривать, резать. Он ведет себя как металл, как
стекло, как керамика. Этот материал прочнее кремня или гранита. Его
сантиметровый кубик выдерживает нагрузку до 35 т, т. е. ун прочнее
гранита более чем в десять раз! /
Из ситалла делают разноцветные облицовочные плитки, практичные
полы, санитарно-техническое оборудование, пористую теплоизоляцию,
волнистую кровлю, которую не придется красить. Из него можно изго-
товлять электро- и радиодетали, аппаратуру для химической промыш-
ленности, жаропрочную посуду, детали для холодильных установок.
Ситалл во многих случаях заменяет металл, камень, дерево и пласт-
массу.
Но возвратимся к шлакам. Кроме металлургических шлаков наше
народное хозяйство располагает огромной массой топливных шлаков,
образующихся при сжигании угля путем расплавления и сваривания ми-
неральных примесей, загрязняющих уголь. Состав топливных шлаков
разнообразнее, чем металлургических, ибо уголь встречается с различными
горными породами. Металлургические и топливные шлаки — прекрасный
материал для возведения стен жилых домов.
Камень, разлитый в формы
Не так давно, в 20-х годах нашего столетия, сначала во Франции,
а затем в других странах появился технологический процесс, позволяю-
щий получать каменные изделия нужной формы, размера и с заданными
свойствами. Процесс, дающий готовый продукт из камня, называют ка-
менным литьем или петрургией (по аналогии с литьем металлов — метал-
лургией).
Каменное литье родилось в лабораториях петрографов. Еще в конце
прошлого века ученые стали плавить в лабораториях образцы различных
горных пород и минералов, тщательно наблюдая за ходом застывания
и кристаллизации при охлаждении. Они искусственно воспроизводили
процессы, протекающие в природе, но во много раз ускоряли их. Пио-
нерами в этом деле были русские ученые А. Е. Лагорио, И. А. Моро-
зевич и др.
183
Полное расплавление камня происходит при высоких температурах,
около 1400—1600°. Само же застывание или кристаллизация идет при
более низких температурах, заканчиваясь при 900—1000°. Такие именно
температуры присущи базальтовым лавам, изливающимся из жерла или
боковых трещин вулкана при его извержении.
В заводских условиях плавку базальта ведут в электрических пе-
чах. Расплав разливают в нужные формы, постепенно охлаждают, выдер-
живают при ^определенном режиме в течение многих часов. Это нужно
для того, чтрбы получить равномернозернистую, очень тонкокристалли-
ческую массу/ Таким образом, изделия из плавленого камня по усло-
виям застывания можно сопоставить с теми естественными магматиче-
скими телами, которые охлаждались на небольшой глубине от земной
поверхности.
В плавку может идти не только базальт, но и другие породы с не
очень отличающимся химическим составом. Но тогда в шихту нужно
вводить некоторые добавки так, чтобы получившийся расплав был бли-
зок к базальтовому. Например, можно плавить более богатые кремнезе-
мом породы как андезит или диорит, добавляя к ним некоторое количе-
ство магния (вводя доломит), окиси железа и пр. Плавленый камень
обычно темно-серый до черного. Но можно получать и нарядный белый
камень. Сырьем для него служат кварцевый песок, доломит и мел.
В плавку можно пустить также некоторые осадочные породы и даже
промышленные отходы. Хорошим сырьем оказались спондиловая глина
из месторождения под Киевом, смесь песчаников, сланцев и известняков
из отвалов угольных шахт Донбасса, доменные шлаки, зола, остающаяся
от сжигания угля в топках котлов электростанций, отходы горючих слан-
цев и пр. Эти разнообразные материалы с добавлением определенных
примесей образуют расплавы, отвечающие по своим свойствам требова-
ниям камнелитейного производства.
Изучение продуктов каменного литья выявило причины, влияющие
на свойства готового материала. Оказалось, что из расплава одного хи-
мического состава можно получить литье разного минерального состава.
Последний во многом зависит от режима кристаллизации и охлаждения
отливок. Например, из расплава базальтового состава при различных
режимах кристаллизации можно получить: 1) пироксен-плагиоклазовое
литье; 2) изделие с сеткой кристаллов магнетита; 3) почти мономине-
ральное литье, состоящее из богатого железом пироксена.
184
/
Эти данные чрезвычайно важны и для науки. Они свидетельствуют,
что из одной магмы могут возникать породы разного минерального со-
става. /
Изучение искусственных расплавов при температурах несколько выше
точки плавления показало, что в них есть мельчайшие твердые частички.
Значение их для кристаллизации очень велико — при охлаждении вокруг
них начинается рост кристаллов. Это или остатки нерасплавленных мине-
ралов, или зачатки новых. Явление, при котором рост кристаллов проис-
ходит вокруг уже существующих зародышей, удачно назвало «кристалли-
зационной памятью» плавленых пород. 1
Но если расплав перегреть, т. е. нагреть на 200—300ь выше темпе-
ратуры плавления, тогда «кристаллизационная память» исчезает. Этим
обстоятельством технологи пользуются, когда хотят получить не кри-
сталлический плавленый камень, а стекловатый. Дело в том, что в пере-
гретом расплаве центров кристаллизации нет и поэтому при быстром
охлаждении он застывает в виде однородной стекловатой массы. Очень
важно, что ее легко превратить в лучшего качества тонкокристаллический
материал. Для этого стекло вновь нагревают до температуры несколько
ниже плавления (отжигают), выдерживая некоторое время при темпера-
туре 900—1000°. При этой довольно высокой температуре элементарные
частички стекла упорядочиваются, кремний и кислород строят правиль-
ной формы кремнекислородные тетраэдры, и таким путем получается
тонкокристаллический однородный материал.
У изделий из плавленого базальта есть ряд очень важных для
промышленности свойств. Это прежде всего высокая химическая стой-
кость — они не поддаются разрушающему действию кислот, щелочей и
других химических активных веществ. Поэтому плитами плавленого
базальта, облицовывают ванны, полы и печи на химических
заводах.
Плавленый базальт очень твердый и прекрасно противостоит исти-
ранию, поэтому из него готовят защитную броню в различных трубо-
проводах, транспортирующих уголь, кокс, руду, цемент и пр. Шары из
плавленого базальта незаменимы в шаровых мельницах. Как прочный
материал плавленый базальт с успехом заменяет дорогие и дефицитные
металлы, прежде всего чугун и сталь. Подсчитано, что экономия от при-
менения 400 тыс. т изделий из каменного литья взамен 1040 тыс. т цвет-
185-
Рис. 43. Архитектурная деталь
из светлого литого камня
них металлов составляет за три года ни много ни мало как 140 млни
рублей.
Из плавленого базальта готовят также электроизоляторы волноот-
бойные плиты для укрепления морских берегов, из него получают деко-
ративные изделия — барельефы, решетки, архитектурные детали, статуэт-
ки и пр. Белый плавленый камень, парадный и вместе с тем погодо-
стойкий, может применяться как превосходный облицовочный материал
(рис. 43).
Как-то, на одном из камнелитейных заводов, автору показали
любопытнейшую плиту плавленого базальта. Если обычная про-
дукция представлена тонкозернистыми однородными плитами толщиной
7—8 см с гладкими, иногда чуть морщинистыми, тускло блестящими
поверхностями, то эта была совершенно необычна (рис. 44). В ней легко
выделялись три зоны: нижняя — брекчиевая, промежуточная — тонкокри-
сталлическая с немногочисленными порами и верхняя — стекловидная
корка закалки с очень неровной «веревочной» поверхностью. Плита плав-
леного базальта выглядела как модель потока застывшей лавы, умень-
шенная в 100—200 раз по сравнению, например, с потоками базальтовых
лав побочных кратеров Ключевского вулкана на Камчатке.
186
Рис. 44. Плита плавленого
базальта, в миниатюре по-
хожая на поток застывшей
вулканической лавы.
Как возникла такая неоднородность этой плиты? Самое трудное —
объяснить брекчиевое строение нижней части плиты. Остальные особен-
ности легко объясняются: «веревочная» поверхность кровли сформиро-
валась при движении застывающего расплава, а изменение степени кри-
сталличности по мощности плиты связано с более быстрым охлаждением
краевых частей расплавленных масс.
Можно было допустить, что брекчиевое строение возникло при раз-
брызгивании струй огненного расплава при ударе о дно плохо прогретой
формы для литья, что могло привести к немедленному затвердеванию
сгустков. А поступивший вслед расплав цементировал уже окаменевшие
сгустки.
Однако разгадка необычного строения плиты плавленого базальта
оказалась банальной. Такие плиты получаются тогда, когда остающиеся
в посуде последние порции расплава оказываются непригодными для
литья и сливаются в специальные емкости, где новая порция огненной
жидкости цементирует затвердевшие сгустки предыдущего слива.
Такой механизм образования брекчиевого горизонта в плите ка-
менного литья можно сопоставить с природным явлением — возникнове-
нием лав брекчиевого строения при натекании потока на другой, уже за-
стывший и растрескавшийся лавовый поток.
187
Стекло — искусственная горная порода
Человек сравнительно рано научился изготовлять стекло. Первые
его кусочки были получены доисторическим человеком случайно в огне
костра. Температура углей местами могла превышать точку плавления
смеси кварцевого песка с золой.
Человек опытным путем установил определенные пропорции кварце-
вого песка и примесей, в первую очередь соды, для понижения температу-
ры плавления смеси. Археологи установили, что стекло в Древнем Египте
начали готовить около 3000 лет до н. э. Из него делали различные
украшения и амулеты.
Широко развилась техника получения стекла с XVII в. В то время
люди уже научились делать достаточно большие, ровные пластины, год-
ные для того, чтобы вставлять в окна. А в наше время промышленность
в состоянии удовлетворить спрос на грандиозные заказы для «остекло-
вания» современных огромных зданий. Достаточно сказать, что тридцати-
двухэтажное здание Совета Экономической Взаимопомощи, поднимаю-
щееся в столице на крутом берегу Москвы-реки у Бородинского моста,
потребовало около двадцати тысяч квадратных метров толстого стекла!
В дореволюционной России такого количества хватило бы, вероятно, на
удовлетворение потребности всей страны.
Стекло по своему химическому составу довольно близко к естествен-
ной пересыщенной кремнеземом породе типа липарита или аплита. Для
специальных целей изготовляются стекла, по составу отвечающие чистому
кремнезему.
Исходя из состава стекла, в нем должны бы присутствовать такие
минералы, как кварц, ортоклаз, алюмосиликаты кальция, магния и же-
леза. Но под микроскопом оно совершенно бесструктурно, видна только
сплошная аморфная масса, не действующая на поляризованный свет.
Однако применяя особые методы исследования (например, рентгено-
структурный анализ), удается установить наличие в нем зачаточных
форм минералов. Атомы кремния и кислорода — главные составные части
стекла — уже объединены в мельчайшие структурные группы, из которых
<88
Рис. 45. Схема внутреннего строения двуокиси кремния. Геометрически неупорядо-
ченная сетка атомных связей у стеклообразной (а) и упорядоченная сетка тех же
связей у кристаллической двуокиси кремния (б). Темные кружки — кремний, свет-
лые — кислород
в дальнейшем (если бы кристаллизация стекла продолжалась) возникли
бы кристаллы. Но в стекле эти группы (Si — О-тетраэдры) сгруппированы
друг с другом не так правильно и закономерно, как в кристаллическом
веществе (рис. 45). Такие «неправильные» связи возникли в результате
очень быстрого застывания стекла по сравнению с веществом, находя-
щимся в кристаллическом состоянии.
Используя свойства стекла, силикатная техника достигла в послед-
нее время исключительных успехов. Из него получают ряд изделий,
которые ранее изготовлялись только из металлов. Например, из стекла
готовят толстые трубы для канализации, сопла для реактивных двига-
телей и другие изделия, успешно выдерживающие высокие температуры,
огромную тепловую и механическую нагрузки, отличающиеся высокой
прочностью.
Стекло и близкие к нему продукты находят применение и в других
отраслях промышленности. Пропитывая стеклом бетон или некоторые
волокнистые материалы, получают устойчивые и прочные конструктивные
элементы. Остеклование используют для укрепления почвы и при строи-
тельстве дорог с твердым покрытием, для цементации щебня.
189
«Выпеченные» камни
Обыкновенный кирпич — самый древний и вместе с тем более всего
распространенный искусственный строительный материал, изготовляю-
щийся человеком. До нас дошли древнеегипетские сооружения, построен-
ные из обожженного кирпича много тысячелетий назад. Прекрасный кир-
пич готовили в Киевской Руси. Золотые ворота в Киеве, заложенные
при Ярославе Мудром в 1037 г., построены из кирпича местного киев-
ского производства, называемого «плинфой». После более чем девятисот
лет службы его прочность на сжатие достигает 212 кг на 1 см2!
Кирпичное тесто приготовляется из глины с добавкой песка и неко-
торых других материалов. Делать кирпич из одной глины нельзя — при
обжиге такой материал уменьшается в объеме и растрескивается. По-
этому гли^у «отощают», прибавляя к ней песок. Кирпичное тесто, отфор-
мованное в виде изделий необходимой формы и размеров, сушится и
обжигается при температуре около 900—1000°. Частично спекаясь и
растворяя глиноземисю-силикатный материал, глиняное «тесто» превра-
щается в камнеподобную массу. В кирпиче появляются новые силикатные
материалы высокой твердости и огнеупорности. Получается технический
камень, способный выдерживать значительную нагрузку и стойко сохра-
няться в течение многих десятков лет, веков и, как свидетельствуют
археологические раскопки, даже тысячелетий.
Однако кирпич из обыкновенной глины не огнеупорен и не выдер-
живает высокие температуры (до 1300—1800°), при которой идет, на-
пример, выплавка стали в мартеновских печах. В этих условиях кирпич
не должен расплавляться и растрескиваться, иначе печь обрушится.
Для производства огнеупорного кирпича применяют особые сорта
природных материалов. Например, используется белая глина, состоящая
в основном из каолинита. Кирпич из огнеупорной глины выдерживает до
1600°. Идет в ход и кварцит, главный минерал которого — кварц начи-
нает плавиться только при температуре около 1710°. Из кварцита полу-
чают динасовый кирпич, начинающий размягчаться при 1620°. Лучший
огнеупорный кирпич готовится из магнезита с добавкой хромовой руды —
он выдерживает температуру около 2000°.
Из силикатных материалов изготавливается и тонкая керамика
«(фарфор, фаянс). В быту мы постоянно пользуемся изделями из фар-
190
фора. Из него сделана чайная и столовая посуда, электроизоляционные
предметы (пробки, штепсели, выключатели и др.). Без фарфора невоз-
можно равитие современной электротехники, поскольку он надежный
и дешевый электроизолятор.
Огромное количество изоляторов требуется для передачи электриче-
ской энергии по проводам для монтажа электростанций и генераторов.
Лабораториям и химическим заводам необходима специальная фарфоро-
вая посуда и другие изделия, стойкие против разъедающего действия кис-
лот и щелочей.
Таким образом, фарфор прочно вошел в нашу жизнь. А ведь срав-
нительно недавно, всего чуть более двух веков назад, фарфор был исклю-
чительной редкостью. Припомним, что в то время большинство населения
России пользовалось деревянной и глиняной посудой. Люди побогаче
имели оловянные и медные чаши, блюда, ковши, стаканы. Правда, фар-
фор существовал и тогда, но он был предметом роскоши, доступным
очень небольшому кругу людей. Фарфоровая посуда ценилась так вы-
соко, что ею могли пользоваться только при царском дворе. Недоступ-
ность ее даже для зажиточных людей объясняется отсутствием отечест-
венного производства фарфора до середины XVIII в.
Фарфор был изобретен в Китае в первые века нашей эры. Уже в
III—IV вв. в Китае проводилось различие в понятиях «керамика» и
«фарфор». Но европейцы познакомились с китайской фарфоровой посудой
только в XIII в., когда Марко Поло достиг столицы Китая и вывез из
Пекина первые образцы чудесной тонкостенной посуды, просвечивающей
и мелодично звучащей при легком ударе. Великолепные свойства фар-
фора — тонкость, белизна сверкающей глазури, красота и яркость рос-
писей — привлекли всеобщее внимание европейцев и привели их в вос-
торг. Даже черепки разбитой посуды иногда оправляли в золото и це-
нили как драгоценные украшения. В то время стоимость фарфоровых
изделий была огромной. Известно, что в начале XVIII в. саксонский король
Август Сильный, коллекционировавший китайский фарфор, отдал прус-
скому королю Фридриху роту драгун (правда, «без мундиров», «без ло-
шадей и без оружия»), славившихся своим высоким ростом, чтобы полу-
чить несколько ваз.
В течение многих веков китайцы строго оберегали секрет производ-
ства фарфоровой посуды, хотя и продолжали сбывать ее в Европу как
редкостный и дорогой товар.
191
В начале XVIII в. в Саксонии удалось установить рецептуру и
технологию приготовления фарфора, но она была строго засекречена. В
России Петр I пытался при помощи иностранцев организовать произ-
водство фарфора, но приглашенные мастера оказывались шарлатанами.
И только в середине XVIII в. Д. И. Виноградову, ученику М. В. Ломо-
носова, удалось создать отечественный фарфор.
Фарфор изготовляют из трех видов минерального сырья: из пластич-
ной белой каолиновой глины и размолотых в порошок кварца и полевого
шпата (в старину его называли еще фарфоровым камнем). Каждый из
этих минералов входит в состав фарфоровой массы примерно в равных
количествах. Каолин придает массе пластичность, кварц улучшает ее
свойства, а полевой шпат играет роль плавня и цементирует частички
каолина и кварца после обжига. Эта смесь с водой образует пластичное
тесто. Из нее формуют изделия, сушат и обжигают при температуре
около 1300°. Обжиг ведут так, чтобы только часть материала оплавля-
лась и при охлаждении перешла в стекловидное состояние.
Готовые изделия для красивого вида и блеска покрывают глазурью.
Она приготовляется из тех же материалов, что и фарфоровая масса,
но с добавкой сильного плавня. Глазурование производится погруже-
нием изделия на несколько минут в жидкую глазурь, а если форма пред-
мета сложная, то его опрыскивают из пульверизатора.
Высшие сорта фарфора просвечивают. Под микроскопом при боль-
ших увеличениях виден агрегат из мельчайших (1—10 микрон) кристал-
ликов муллита и других алюмосиликатов и кварца, сцементированный
полевошпатовым стеклом. Обилие стекла повышает просвечиваемость
фарфора, но вместе с тем увеличивает хрупкость.
Сперва порошок, затем — камень
Уже в древние времена человек установил, что в измельченном, по-
рошкообразном виде некоторые сорта природного камня обладают цен-
нейшими свойствами. Можно использовать его вяжущие, скрепляющие
свойства, можно воспользоваться им в качестве заполнителя и др. Ныне
из порошка строитель готовит прекрасный стойкий и долговечный
192
строительный материал — бетон. При условии соблюдения технологии о»
служит незаменимым материалом для осуществления замыслов строителя
и архитектора. Они получают в свое распоряжение искусственный ка-
мень в виде готовых блоков с необходимыми свойствами — платностью,,
прочностью и пр. И очень важно, что этот «камень» не привозится из
какой-нибудь отдаленной каменоломни, а изготовляется близко рли даже
непосредственно на стройке.
Бетон интересен для петрографа также и тем, что он представляет
собой тот «мостик», который можно перекинуть между природным и-
искусственным камнем. Бетон — это искусственная порода, которую по
структуре и минеральному составу можно сопоставить с осадочными кон-
гломератами и брекчиями. Главную часть бетона составляет связующая
или цементирующая масса. Она — аналог тонкозернистой глинисто-пес-
чаной массы, которая скрепляет обломки и зерна в песчаниках и гравел-
литах. Включения в ней разного размера и могут принадлежать извест-
някам, базальтам, шлакам и др., в зависимости от принятой технологии
изготовления бетона. С этой точки зрения состав бетона разнообразнее,
чем аналогичной по структуре горной породы.
До последнего времени бетон был немыслим без щебня. Но ныне
разработана технология производства «песчаного» бетона. Обрабаты-
вая смесь цемента и песка вибрацией, удалось ликвидировать почти все
слабые места этого искусственного каменного материала. Песчаный бе-
тон оказался прочнее своего «собрата» с крупным заполнителем и
гораздо дешевле его. Разработана также технология песчаного бетона
сухой формовки — он твердеет под давлением без воды. Привлекательна
и его внешность. Благодаря различным цветовым добавкам такой бетон
может принимать вид различных природных камней. Из него получают
красивые разноцветные узорчатые тротуарные плитки.
Главную роль в бетоне играет связующее вещество — цемент. Заме-
чательное его свойство «схватываться», т. е. застывать после соединения
с водой, обеспечивает ему исключительное положение в производстве
искусственного камня. Свойство это было известно уже в глубокой древ-
ности. Однако приготовить хороший цемент не так просто. Необходима
тщательная дозировка составных частей, нужно выдержать строго оп-
ределенное соотношение между глинистой и известковистой частями смеси
(примерно 65% известняка и 35% глины). Вместе с тем обязательна
примесь веществ (содержащих окиси кальция, алюминия и щелочей)
•---------------—_______________________________________________ 193
для того, чтобы при соединении цемента с водой и последующем за-
твердевании в нем образовались силикатные минералы определенного
состава. Этим требованиям удовлетворяют обычно лишь смеси из глины
и известняка.
Известны осадочные породы, которые могут применяться как це-
ментное сырье и почти не нуждаются в специальных добавках. Особенно
ценны мергели, состоящие, как известно, из смеси глинистого и известко-
вистого материала. Очень хороши цементные мергели мелового возраста,
слагающие хребты вблизи Новороссийска на побережье Черного моря
и на Крымском полуострове, протягивающиеся на добрую сотню кило-
метров от Севастополя до Симферополя.
Если путь твой к познанию
мира ведет,
Как бы ни был он долог
и труден —
вперед!
А. ФИРДОУСИ, X в. н. э.
Послесловие
Вот и пришло время закончить повествование. Не бывает книги без
героя. В нашей книге главный герой — камень. На ее страницах
перед читателем прошли горные породы, разноликие образования,
отличающиеся друг от друга внешним видом, свойствами и происхож-
дением.
Автор надеется, что, прочитав книгу, читатель не останется безучаст-
ным к встречающимся на его пути горным породам и во время походов
и экскурсий будет не только восхищаться яркой расцветкой и сложным
узором поверхности камней, но не пройдет мимо и внешне ничем не
примечательного камня, история которого не менее интересна, чем на-
рядной горной породы.
Знакомясь с этой книгой, читатель, конечно, заметил, что в науке
о камне еще немало неясного и спорного. Странно ли это? Если вду-
маться, ничего необыкновенного в том нет. Ведь все науки в ходе своего
развития сталкивались с непонятными или неясными явлениями, о при-
роде которых высказывалось много мнений, нередко исключающих друг
друга. Однако незнание сменялось знанием, и споры оставались в
прошлом. Это — особенность развития всех наук.
Но у петрографии, как и вообще у естественных наук, есть еще и
другая особенность. Состоит она в том, что наука о горных породах
имеет дело не с самими явлениями, а с их результатами. Например, гео-
лог в скальных обнажениях на вершинах гор или в керне скважин встре-
чает «готовые» метаморфические породы — гнейсы, сланцы, роговики
-------—------------------------------------------------------- 195
и др. В то же время несомненно, что и в настоящее время в глубинах
Земли образуются метаморфические породы.
Невоспроизводимость многих петрографических событий служит одной
из основных причин существования нескольких, часто противоречивых
гипотез об одном и том же явлении. Правда, за последние десятилетия
много важных сведений дали экспериментальные исследования при высо-
ком давлении и температуре и изучение технического камня.
Конечно, появление параллельных гипотез нельзя считать нормаль-
ным, ведь от выбора предположения о происхождении той или иной
горной породы или руды зависит направление геологических поисков и
разведки. Вопрос, как видим, не отвлеченный, а жизненный и крайне
важный для увеличения запасов минерального сырья.
Итак, изучение горных пород имеет не только общеобразовательное
значение, расширяя наш кругозор, но и огромное практическое значение.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Воронцов В. В., Л ю ф а н о в Л. Е. В сокровищнице земных недр.
М., изд-во «Наука», 1966.
Ефимова Е. М. Русский резной камень в Эрмитаже. Изд. Гос. Эрми-
тажа, Л., 1961.
Заварзин А. А., Григорьева Л. Н. Камень в облицовке фасадов.
М., Госстройиздат, 1956.
Зарахович Я. А., Маркова Г. А. Янтарь. Калининградское книжн.
изд-во, 1966.
Зхус И. Д., Самсонов С. К. Глины и листья рассказывают. М.,
изд-ва «Наука», 1968.
Керам К. Боги, гробницы, ученые. М., изд-во иностр, лит., i960.
Ларионов А. К. Занимательная инженерная геология. М., изд-во
«Недра», 1968.
Лебедев А. П., Лебединский В. И. Популярная петрография. М.,
изд-во «Наука», 1968.
Лебединский В. И. Вулканы и человек. М., изд-во «Недра», 1967.
Макаров В. К. Цветной камень в собрании Эрмитажа. Л., 1938.
Малахов А. А. Новеллы о камне. Свердловское книжн. изд-во, 1960.
Обручев В. А. Занимательная геология. М., изд-во АН СССР, 1961.
Петров В. С. Драгоценные и цветные камни. М., изд-во МГУ, 1963.
Ферсман А. Е. Очерки по истории камня. М., изд-во АН СССР, т. К
1954; т. II, 1961.
Ферсман А. Е. Занимательная минералогия. М., изд-во АН СССР,
1959.
Чуприна Т. А. Природные облицовочные камни Грузии. Тбилиси,
изд-во «Мецниереба», 1969.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Первые встречи с камнем......................................5
В горах Крыма............................................7
У скалистых обрывов Днепра...............................И
Геология и ее ветвь — петрография.........................15-
Как изучают горные породы....................................17
Горные породы в натуре...................................17
Что можно узнать о горных породах в лабораториях ... 19
Осадочные горные породы......................................25
Обломочные породы........................................26
Породы, долгое время остававшиеся загадочными .... 30
Породы, рожденные в море.................................34
Подземные склады солей...................................37
Солнечный камень и сок земли.............................41
Смола веков...............................................44-
Гранитная семья................................................47
Когда магма прорвалась на поверхность.....................47
Когда магма застыла на глубине........................• • 51
Когда магма обогащена газом...............................50
Базальтовая семья.............................................60’
Порода-космополит..........................................60
«Миндальный» камень........................................65
Траппы — покровы, гигантские лестницы......................67
Глубинные родственники базальтов и долеритов . •••69'
Перидотитовая семья . . . ...........................71
Перидотиты, дуниты и пироксениты.......................... 72
Редкостные породы........................................ -76
198
Стр.
Изверженные породы, по составу близкие к известнякам и
мраморам...................................................79
Породы, преобразованные «огнем» и «силой».....................81
Горные породы со следами подземного жара...................83
Метаморфические породы, рожденные теплом и давлением . . 88
Метаморфические породы «корней» гор . •....................92
О названиях горных пород...................................94
Диковинки в мире камня........................................98
Гигантские монолиты камня..................................98
Шары и «подушки» из застывшей лавы........................103
Камень, расцвеченный как павлинье перо....................107
«Громовые стрелы»..........................................ПО
Знаки на камне............................................112
«Съедобные» камни.........................................114
Совсем необыкновенные камни...............................117
Камень и прошлое человека....................................119
Камень и первобытный человек..............................121
Камень в историческое время...............................126
Союз петрографии и археологии.............................132
Камень в убранстве городов ................................. 137
Камень в облицовке зданий ............................... 137
Камень в' строительстве Ленинграда и Москвы . . . .146
Жизнь камня в облицовке...................................152
Камень и искусство...........................................158
Мрамор в руках скульптора.................................158
Изделия из камня в Государственном Эрмитаже .... 164
Удивительная история одной камеи ........................ 173
Камнерезное искусство нашего времени......................176
Искусственный камень.........................................179
Искусственные породы, похожие на магматические . . . 180
Камень, разлитый в формы..................................182
Стекло — искусственная горная порода......................187
«Выпеченные» камни........................................189
Сперва порошок, затем — камень............................191
Послесловие..................................................194
Рекомендуемая литература.....................................196
Владимир Иванович Лебединский
В УДИВИТЕЛЬНОМ МИРЕ КАМНЯ
Редактор изд. Е. К. С ем и л еткова
Технические ред. Л. В. Дунаева,
В. В. Соколова
Художественный ред. В. В. Евдокимов
Корректор Т. В. Чирикова
Сдано в набор 25/IV 1972 г.
Подписано в печать 11/1 1973 г.
Т-01213 Формат 60Х70’/1б Бумага № 1
Печ. л. 13,5 с 7 вкл. Усл. п. л. 10,8
Уч.-изд. л. 10,6 Тираж 35 000 экз.
Заказ № 990/4172-1 Цена 43 коп.
Цветные вкладки по глубокой печати
и суперобложка отпечатаны во 2-й
типографии Главполиграфпрома,
Москва, Проспект Мира, д. 105.
Издательство «Недра», 103633,
Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19.
Московская типография № 6
Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета
Министров СССР по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли СССР.
109088, Москва, Ж-88, Южнопортовая ул., 24.
УВАЖАЕМЫЙ ТОВАРИЩ!
В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «НЕДРА*
ГОТОВЯТСЯ К ПЕЧАТИ НОВЫЕ КНИГИ
МЕНЬЧУКОВ А. Е. В мире ориентиров. Изд. 4, перераб. и доп. (3 изд. — 1966).
13 л. 50 000 экз. 72 к
Четвертое издание дополнено материалами об ориентировании за пределами нашей
планеты.
Широкий интерес к вопросам ориентирования связан с трудностями определения
местонахождения при путешествиях по льду и тундре, по пустыне и степи, по лесу
и в пэрах, при плавании по рекам, морям и океанам, при полетах в воздухе и
космоге.
В книге рассказано о том, как следует пользоваться самыми разнообразными ориен-
тирами (от обыкновенною камня и полевого цветка до небесных светил) для опре-
деления твоего положения во времени и в пространстве; она учит ориентироваться
без специальных приборов, в любых земных природных условиях, днем и ночью,
в разное время года, независимо от погоды.
Книга знакомит читателя с особенностями ориентирования человека на Земле,
вблизи Земли, в воздухе, в космосе, на Луне и во Вселенной; с особенностями
ориентирования животных.
Интересующие Вас книги Вы можете приобрести в местных книжных магазинах,
распространяющих научно-техническую литературу, или заказать через отдел «книга—»
почтой") магазинов:
№ 17 — 199178. Ленинград, В. О. Средний проспект, 61
A's 59 — 127412. Москва, И-412, Коровинское шоссе, 20
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДРА»
Сканирование - Беспалов, Николаева
DjVu-кодирование - Беспалов
Цена 43 коп.
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДРА:
МОСКВА 1973
В-И.ЛЕБЕДИНСКИЙ
В УДИВИТЕЛЬНОМ
МИРЕ КАМНЯ
MHr
ЫЙй
Книга знакомит широкий круг чита-
телей с веществом Земли — горными
породами. В ней рассказывается о воз-
никновении и сложной жизни горных
пород, о том, как изучают камень. Речь
идет о песке и песчанике, разнообраз-
ных глинах, известняке и доломите,
минеральных солях, граните, базальте и
габбро, мраморе и сланцах. Каждой гор-
ной городе посвящен очерк. Из него
можно узнать о свойствах и характерных
особенностях горной породы, о том, как
она возникла и какое находит практиче-
ское применение. Специальные главы от-
ведены диковинкам в мире камня. Приве-
дены сведения об использовании горных
пород в строительстве и искусстве,
о современном камнерезном деле.
В книге много оригинальных иллюстра-
ций. Книга в популярной форме даст от-
веты на многие вопросы, связанные с
удивительным миром камня, расскажет
о перспективах использования камня в бу-
дущем.