Горные породы и их характеристики

Скопления минералов образуют горные породы. Под горными породами понимают природные минеральные ассоциации, формирующиеся в особых условиях на поверхности Земли или в пределах ее внутренних оболочек. «Особые условия» — это три типа геологических процессов: осадконакопление, магматизм и метаморфизм, приводящие к появлению со­ответственно осадочных, магматических и метаморфических горных пород, характеризую­щихся специфическим обликом и характерными физическими свойствами важными для их использования в дизайне.

Осадочные горные породы формируются поверхностными геологическими процессами, которые разрушают ранее образованные горные породы, переносят и переотлагают разрушенный материал первоначально в виде рыхлых осадков, которые со временем уплотняются и теряют свободную воду — литифицируются, превращаясь в твердые горные породы. В зависимости от характера накопления осадков горные породы подразделяют на терригенные (обломочные), например, песчаники, конгломераты, брекчии; биогенные (результат накопления отмерших организмов), к которым относятся ракушечниковые известняки, опоки, трепелы, диатомиты; хемогенные (результат химического осаждения), примером которых являются хемогенные известняки и глинистые сланцы.

Магматические горные породы являются продуктами застывшей магмы — силикатного расплава горных пород. Магма, поднимаясь из нижних горизонтов земной коры, может затвердеть на глубине, а может, пройдя сквозь толщу горных пород, излиться на поверхность по трещинам или из жерла вулкана. В первом случае сформируются глубинные (интрузивные) или приповерхностные (жильные) горные породы, такие как граниты, диориты, габбро, пироксениты; во втором случае — вулканические (эффузивные), в качестве примера которых могут служить базальты, липариты, риолиты.

Осадочные и магматические горные породы с течением времени могут оказаться в глубинах земной коры и подвергнуться вторичной переработке под действием температур и/ или давлений. В этом случае сформируются метаморфические горные породы. Из используемых в дизайне к ним относятся яшмы, джеспилиты, кварциты и др. Происхождение горной породы отражается в ее внешнем облике, важном для использования в дизайне.

Облик горной породы определяется ее цветом, структурой и текстурой. Структура — это особое строение горной породы, зависящее от способа, благодаря которому соединились в единое целое составляющие ее минералы, их зерна или обломки, кристаллическое, аморфное или обломочное состояние, слагающего ее вещества, форма и размер кристаллических зерен и обломков, их взаимоотношение. Под текстурой обычно понимается рисунок, обусловленный совокупностью структурных признаков. Так, наиболее выразительными текстур­ными и цветовыми характеристиками отличаются метаморфические породы, структурными — магматические, цветовыми — осадочные.

К физическим свойствам, имеющим принципиальное значение для выбора технологического способа обработки горных пород в дизайне изделий, прежде всего относятся плотность, которая колеблется в широких пределах: от 1,0 -1,6 кг/м³ для осадочных горных пород (опоки, трепелы, алевролиты) до 5,17 кг/м³ для магматических породы ультраосновного состава (перидотиты, пироксениты), хрупкость, вязкость и твердость горных пород. Последняя характеристика для целей дизайна является наиболее значимой. По твердости горные по­роды подразделяют на три категории: твердые (твердость по шкале Мооса 5,5 — 7), на них не остается след от стальной пробирной иглы (чароит, яшма, кварцит); полутвердые (твердость 3,5 — 5), на них остается след от пробирной иглы (мрамор, порфир, известняк); мягкие (твердость 1,5 — 3), легко режутся ножом (агальматолит, бовенит, аргилит, алевролит).

Это деление предопределяет технологические и художественные приемы при исполь­зовании горных пород в дизайне. Твердость в целом является одним из важнейших критериев их дизайнопригодности. Она характеризует податливость горных пород к формообразованию и способность принимать полировку, является показателем потенциальной износостойкости изделий.

Среди горных пород различного генезиса, получивших широкое распространение в дизайне художественных и художественно-промышленных изделий следует особо упомянуть некоторые, наиболее яркие декоративные разновидности.

Агальматолит — мягкая, плотная, тонкочешуйчатая осадочная горная порода разнообразного состава, в котором могут присутствовать такие минералы как тальк, пирофилит, каолинит, диаспор, вследствие чего ее твердость по шкале Мооса не более 1 — 2. Он легко режется ножем и с древних времен использовался в качестве поделочного камня для изготовления предметов обихода и мелких декоративных изделий, получив у разных народов различные названия: пагодит, восковой камень, горшечный камень, жировик, лардит, мыльный камень, фигурный камень и др. Цвет агальматолита разнообразен от светлого (белый, серый, буровато-серый) до насыщенных темных оттенков (красный, темно-вишневый, вишнево-коричневый). Особенно эффектными в дизайне оказываются блоки камня с соседствующими контрастными цветами. Его месторождения известны в Тыве, Бурятии, Рудном Алтае, на Урале, в Корее, Японии, Китае, Украине.

Немного более твердой (2,5 — 3,5) является метаморфическая горная порода серпентинит (змеевик), имеющая волокнистое или скрытокристаллическое строение. Название происходит от ее серовато-зеленоватого цвета и рисунка, напоминающего кожу змеи (лат. serpens) и обусловленное минеральным составом, в котором главная роль принадлежит минералам силикатам магния, формирующимся при гидротермальном изменении оливинсодержащих горных пород. Среди разновидностей, используемых в дизайне (столешницы, канделябры, вазочки, туалетные приборы, мелкая пластика) выделяют: свело-зеленый с темными пятнами благородный серпентин, темно-зеленый с черными пятнами моховик, и темно-зеленый с однородной окраской офит. В Германии в Средневековье из серпентинита делали аптекарскую посуду откуда возникло название «аптекарский камень». Месторождения серпентинита известны на Урале, Северном Кавказе, в Казахстане, США, Новой Зеландии, Индии, Афганистане, Италии, Монголии, на Кубе.

Еще одной метаморфической горной породой, широко используемой в дизайне является мрамор с твердостью 3 — 4 и стеклянным блеском. Он состоит из кальцита, но иногда в нем могут содержаться другие минералы. Цвет мраморов чрезвычайно разнообразен, однако самой ценной декоративной разновидностью является белый и бледно-розовый, тонкокристаллический статуарный мрамор. Некоторые разновидности дают живописные полосчатые, пятнистые, пестрые текстуры. Уже не одну тысячу лет этот материал используется в скульптуре и архитектуре, но находит широкое применение и в дизайне для изготовления ваз, торшеров, часов, шкатулок. Месторождения мраморов встречаются по всему миру, однако самыми знаменитыми являются залежи итальянской Карары.

Не менее мрамора популярен кварцит — метаморфическая порода, состоящая из зерен кварца, сцементированных другими его разновидностями (опал, халцедон и др.). Многочисленные примеси окрашивают кварцит в розовые, бурые, коричневые, красные, малиновые, черные, темно-серые тона. Обладает довольно высокой твердостью 6 — 7, поэтому хорошо полируется и используется в качестве облицовочного камня в строительстве, монументальной живописи (мозаика), декоративно-прикладном искусстве и дизайне. Самой выразительной декоративной разновидностью является красновато-вишневый кварцит с серебристыми причудливыми прослоями железистых минералов (джеспилит). Месторождения кварцитов известны во многих странах. В России наиболее красивые декоративные разновидности встречаются на Алтае (белоречит), вблизи г. Петрозаводска (шокшинский), в Иркутской области (джеспилит).

Несомненно самой популярной в дизайне кремнистой горной породой является яшма. Она как и кварцит представляет собойскопление кварцевых зерен, сцементированных кварцем и халцедоном с огромным количеством примесей. Яшма имеет вулканогенно-осадочное происхождение, поэтому зерна кварца в ней имеют микроскопические размеры. От яшмы мало отличимы и такие число вулканогенные породы как порфиры и порфириты. Все эти мелкозернистые породы с высоким содержанием окисла кремния обладают красивой окрас­кой, разнообразными текстурами, высокой твердостью (7) и хорошо принимаю полировку. По характеру рисунка выделяют яшмы ленточные, струйчатые, пятнистые, копейчатые, «ситцевые», «мясные», «парчовые», «акварельные» и другие. Цвет этой горной породы не менее разнообразен, чем ее структуры, обусловлен характером примесей. Обычно облик яшмы, обусловленный цветом и текстурой тесно связан с метом ее добычи, поэтому к названию породы часто добавляют и название месторождения: кедровская (желто-зеленая), мулдакаевская (струйчатая), калканская (серо-зеленая), колыванская (пятнистая, парчовая), карадакская (ма­линово-красная) и т.д. Яшмы для изготовления декоративных изделий используют с палеолита, а их месторождения известны по всему миру.

Из чисто вулканогенных пород необходимо упомянуть обсидиан — вулканическое стекло черной, зеленовато-бурой, кирпично-красной, серой окраски. Наиболее ценными является переливчатый, серебристо-серый, шелковистый и золотистый обсидиан. Изредка встречаются разновидности с иризацией в голубовато-синих, зеленых и красноватых тонах (радужный обсидиан) и камни с белыми текстурными пятнами (снежный обсидиан). Камень имеет твердость 5 — 5,5, стеклянный блеск, хрупок, хорошо принимает полировку. Изделия из обсидиана, такие как наконечники стрел, скребки, ножи известны уже с каменного века. В Центральной Америке альмеки изготавливали из обсидиана зеркала, ритуальные ножи, сер­пы. В современном дизайне этот камень не утратил своего декоративного значения. Его ме­сторождения известны в Армении, Украине, США, Мексике, России (Камчатка).

Список горных пород обладающих декоративными свойствами может быть существенно продолжен, однако исчерпывающие сведения о них, также как и о минералах, лучше всего черпать из справочников и специализированных изданий.

Лекция 7