ПУТЬ ПРИРОДНОГО КАМНЯ
ИЗ НЕДР ЗЕМЛИ
ДО ПАМЯТНИКОВ АРХИТЕКТУРЫ
Строительные и облицовочные материалы из природного камня получили всеобщее признание в мире. Они завоевали популярность у архитекторов и строителей благодаря своим высоким физико-механическим и декоративным свойствам, обеспечивающим долговечность и художественную выразительность интерьеров и фасадов зданий. Известно, что большинство каменных облицовочных материалов весьма морозостойки, хорошо противостоят процессам выветривания. Уникальные здания и сооружения, облицованные естественным камнем, столетиями стоят неповрежденными.
Природный камень — это не просто материал, а результат многомиллионнолетних геологических процессов, происходящих в недрах Земли. Поговорим о том, какой путь во времени и пространстве прошли самые известные камни, используемые человеком, о том, где и как они образуются, как их находят, добывают и перерабатывают.
Уже в каменном веке, с момента появления «человека умелого» (2 млн - 6 тыс. лет до н.э.) использование природного камня было неотъемлемой частью жизни. Обнаруженные на разных континентах стоянки, поселения и мастерские доказывают, что самые древние люди наряду с костью и рогом использовали камни в различных сферах - охоте, рыбной ловле, изготовлении инструментов, строительстве убежищ и даже в искусстве. Тогда подходящий камень люди обычно искали в окружающих ландшафтах. Выходящие на поверхность скальные горные породы выступали для них своего рода сырьевым «хабом», дававшим доступ к технологичному сырью нужного качества. Они усердно выбирали те камни, которые имели желаемую форму, размер и прочность, постепенно накапливая опыт и знания о минералах и горных породах.
В природе существует три основные вида горных пород, используемых человеком как строительный и декоративно-облицовочный материал, которые делятся в зависимости от их происхождения на магматические, осадочные и метаморфические. Именно происхождение определяет минеральный состав, структуру и текстуру горной породы, которые, в свою очередь, являются главными критериями физико-механических свойств и декоративности.
Магматические породы, такие гранит, габбро, диорит, сиенит - наиболее прочные, обладают разнообразной окраской, их поверхность принимает любую фактурную обработку, причем, в зависимости от степени тонкости обработки, меняется насыщенность цвета и выявляется или скрывается рисунок камня. Область применения магматических пород практически не ограничена. В отличие от глубинных (интрузивных), в излившихся (эффузивных) породах кристаллы слабо сформированы или очень мелкие и не всегда различимы глазом. Поэтому излившиеся породы не обладают выраженным рисунком, менее декоративны. Среди них можно выделить два типа: легкие мало прочные породы типа туфов и высокопрочные, тяжелые породы, к которым относятся базальты, андезиты, порфириты. Вулканические туфы обладают разнообразной цветовой гаммой светлых и темных тонов, но не поддаются тонкой обработке и полировке, поэтому изделия из туфов имеют мягкий, приглушенный цвет и пористую текстуру. Вкрапления кусков и обломков лавы, крупные каверны часто придают им своеобразную живописность. Туфы широко применяются для кладки и облицовки стен. Второй тип вулканических пород объединяет наиболее прочные породы, не обладающие особыми декоративными качествами, например базальты, андезиты. Они имеют окраску от темно-серой до черной. По своим скромным декоративным качествам и высокой прочности эти породы наиболее подходят для производства дорожного камня и ритуальных изделий.
Вторая по происхождению группа горных пород – осадочные
Цветовая гамма их обычно светлая, пастельных тонов. Только некоторые разновидности песчаников, брекчий и конгломератов обладают насыщенными яркими цветами. Осадочные породы обладают различными физико-механическими свойствами, однако уступают интрузивным по прочностным показателям и имеют менее широкий круг областей применения.
Третья группа горных пород - метаморфические
Они образуются из осадочных и изверженных пород путем их изменений в земных недрах под влиянием высокого давления, повышенной температуры и химически активных веществ. Основными представителями этой группы пород являются мраморы, образовавшиеся из известняков, и кварциты, образовавшиеся из песчаников. Это породы более прочные, чем те, из которых они образовались. Большинство из них имеет кристаллическую структуру. Многие породы метаморфического происхождения обладают разнообразной и насыщенной цветовой гаммой, поддаются тонкой обработке, выявляющей рисунок камня, что обуславливает их высокую декоративность. Метаморфические породы – это яркий и неповторимый по расцветке облицовочный материал.
Каждая горная порода имеет свой возраст и свою биографию
Нашей планете Земля как твердому телу около 4,5 млрд. лет. История её чаще всего связывается с развитием жизни. Поэтому греческое слово «ζωή (зоя)» - жизнь, легло в основу почти всех наименований геологических эпох, кроме архея.
Изучая каменную летопись Земли, можно осуществить путешествие в самое далёкое прошлое планеты, которое поможет понять место каждого камня в бесконечном потоке времени и земных событий.
АРХЕЙ-AR (от греческого слова ἀρχαῖος, что означает «изначальный, древний»). Возраст: 4,2 млрд лет (гнейсы в Австралии) – до 2,5 млрд лет. Само слово «АРХЕЙ» звучит как название утраченного мира из древних летописей, окутанного тайной и мистикой. Оно несет в себе эхо величественного прошлого, раскрывая перед нашим взором образы давно ушедших времен. Оно ассоциируется с символом возвращения к корням, к началу, к истокам всего сущего на земле. Горными породами первичной земной коры нашей планеты (протокоры) были эффузивные и интрузивные породы основного и ультраосновного состава. Исследования показывают, что протокора образовалась в ходе магматической дифференциации астеносферы за счёт ударов космических тел и гравитационного перемещения вещества. После метеоритных бомбардировок поверхность Земли в начале архея напоминала лунные ландшафты, которые были в корне изменены последующими событиями. Около 3,6 млрд. лет назад в протокоре начали формироваться "зародыши" континентов, устойчивые участки – платформы, кратоны, которые затем, объединяясь, образовывали суперконтиненты. С поздним археем связаны самые древние из обнаруженных горных пород планеты- серые гнейсы. Многочисленные месторождения каменного сырья этого возраста известны на древних щитах, в том числе Балтийском, Канадском, Бразильском, Индийском. Известные в Карелии месторождения гранатового амфиболита Нигрозеро, пироксенита Сопка Бунтина, гнейсо-гранита Калгувара, имеют архейские корни.
Схема эволюции жизни на планете Земля
ПРОТЕРОЗОЙ-PR (от греческих слов "πρώτος" (первый) и "ζωή" (жизнь), что можно перевести как "первая жизнь". Возраст: от 2,5млрд до 540 млн лет. Протерозой характеризуется появлением первых организмов - прокариот, развитием бактерий и голубых водорослей. В это время происходили значительные изменения в составе атмосферы Земли, приводящие к появлению кислорода.
Протерозойская эпоха отличается сильными проявлениями магматизма, образованием осадочно-вулканогенных и осадочных комплексов, высокой степенью и характером метаморфизма и соответствует участкам развития на планете разновозрастных складчатых поясов. Горные породы, образованные в протерозое, дали человечеству много месторождений каменного сырья в большей степени магматического и метаморфогенного происхождения. В складчатых поясах Карелии, к примеру, выявлены месторождения малиновых кварцита Шокша, мраморизованных доломитов Белая гора, габбро-диабаза Другорецкой группы, амфиболита Нинимяки.
ПАЛЕОЗОЙ-PZ (от греческих слов "палaios" (старый) и "ζωή" (жизнь) – «старая, доисторическая жизнь". Возраст 540-250 миллионов лет. Эта эпоха был назван так из-за обилия древних живых организмов, оставивших за собой богатые и разнообразные ископаемые отложения - карбонатные илы, превращенные в известняки, мраморы, доломиты. Одним из самых важных событий палеозоя было образование пангеи - суперконтинента, который объединил все суши на Земле. Это привело к глобальным изменениям в климате и морских течениях.
Палеозой завершился массовым вымиранием, известным как пермский или палеозойский кризис, в результате которого пропали многие виды животных и растений. Этот кризис стал причиной появления новых форм жизни и эволюции новых организмов. Появились первые многоклеточные организмы, а также первые рыбы, растения на суше и насекомые. Палеозойские каменные месторождения в большей степени известны в Китае, на Урале и в Средней Азии, из наиболее известных можно назвать мраморные месторождения Коелга и Газганское, месторождение змеевика Шабровское, гранитов- Мансуровское, Сибирское, Султаевское. В эту же эпоху образовался белый камень русской плиты- известняки и доломиты, послужившие материалом для строительства храмов во многих древних русских городах.
МЕЗОЗОЙ-MZ (от др.-греч. μέσος «средний» + ζωή «жизнь») – эпоха тектонической, климатической и эволюционной активности. Возраст: от 250 до 66 миллионов лет. Характеризуется преобладанием древних рептилий, таких как динозавры, и голосеменных растений. В мезозое происходит распад Пангеи. Это время накопления на обширных территориях планеты морских карбонатных илов, особенно в зоне Альпийской складчатости и древнего океана Тетис. Эта эпоха дала миру многочисленные месторождения известняков и мраморов, мраморных ониксов, находящихся на современной территории Италии, Испании, Португалии, Турции, Ирана, Армении.
КАЙНОЗОЙ-KZ (от др.-греч. καινός («новый») + ζωή «жизнь») — текущая эра геологической истории Земли. Началась она 66,0 миллионов лет назад. Для этой эпохи характерно доминирование млекопитающих и птиц, появление человека. В кайнозое сформировался современный облик планеты.
Наряду с повсеместно проявленными отчетливыми климатическими циклами, связанными с колебаниями Земли и ее положением на Солнечной орбите, наша планета неоднократно подвергалась оледенению, во время которого ледники доходили южнее 50°с.ш.
Ученые из разных стран до сих пор не выработали единую концепцию насчет того, сколько на Земле было всего оледенений. По разным данным, похолодание и наступление льдов происходило от 4 до 7 и даже до 18 раз. Тем не менее, в четвертичном периоде все исследователи выделяют четыре крупнейших ледниковых и межледниковых периода, которые осложнялись локальными похолоданиями и потеплениями: Окско-Донское, Днепровское, Московское и Валдайское.
Все они внесли свой вклад в образование особого вида месторождений строительного камня- валунного материала.
Все они внесли свой вклад в образование особого вида месторождений строительного камня- валунного материала.
Применение каменных валунов в качестве строительного материала известно с давних времён. В научной литературе не разработаны вопросы, связанные с терминологией самых древних каменных сложений. Так, встречаются следующие названия: «валунные насыпи», «каменные кучи», «каменные груды», «каменные курганы», «курганообразные каменные сложения». Очевидно, все они имеют право на существование, т.к. являются синонимами и чаще всего связываются учеными с ритуальными постройками. Позже люди научились пользоваться результатами ледниковых событий, используя принесенный ледником валунный материал, отличающийся богатым разнообразием, не только для ритуально-погребальных целей, но и для создания прекрасных и необычных произведений архитектуры.
Живописность, декоративность и практичность построек при использовании валунного колотого камня в сочетании с кирпичной выравнивающей кладкой издревле применялась на территориях Псковской и Ленинградской областей, а также на территориях прибалтийских стран.
Отдельные крупные валуны также часто находят себе применение в архитектурных замыслах. Гром-камень под «Медным всадником в Санкт-Петербурге, постамент памятника адмиралу Макарову в Кронштадте, памятник узникам ГУЛАГа на Петроградской стороне Санкт-Петербурга (валун, привезённый с Соловецких островов)– вот несколько наглядных примеров доказательства перемещения гранитов Балтийского кристаллического щита на огромные расстояния…
Бывшее здание льнохранилища с жилыми помещениями, Псковская обл. Фото Ланцева В.В.
Памятник адмиралу Макарову. Кронштадт. Фото Попова Г.Н.
Таким образом, камень — это уникальное сырьё, поскольку нет ни одного вида полезного ископаемого, который, кроме своего возраста, бы мог характеризоваться таким широким спектром характеристик, а именно:
генетических типов месторождений, минералого-петрографического состава, физико-механических свойств, способов добычи и переработки, видов продукции, областей применения.
Путь природного камня от его образования в недрах Земли до использования в архитектурных шедеврах — это сложный и многогранный процесс. Важную роль на всех этапах пути играют геологи. Они не только открывают месторождения, но и исследуют их, изучая физические и химические свойства камня, что позволяет определить его пригодность для различных строительных нужд. Геологи помогают определить, как камень будет вести себя в процессе эксплуатации, что критически важно для долговечности построек.
Геологи, как ключевые игроки на сложном пути, помогают идентифицировать, добывать и оценивать камни, что в конечном итоге приводит к созданию великолепных памятников архитектуры, которые переживают века.
После обнаружения месторождений начинается добыча.
Работа с камнем требует высокой квалификации и соблюдения безопасных технологий, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду и обеспечить безопасность работников.
Способы добычи натурального камня на протяжении всей истории человечества существенно не изменились. Менялись лишь инструменты, которые люди использовали для извлечения камня из недр и его дальнейшей транспортировки. С древнейших времен и до настоящего момента данное полезное ископаемое добывают в основном открытым способом - карьерами. В доиндустриальную эпоху использовался простой, если не сказать примитивный инструмент: кирки, заступы (лопаты), носилки. С развитием науки и знаний об окружающем мире стали применять взрывчатые вещества - порох и нитроглицерин. Сегодня для добычи натурального камня активно эксплуатируют высокотехнологичное оборудование - строчные буровые станки, дисковые и канатные установки. Добыча ведется различными механизированными методами, не нарушающими структуру породы. Выбор конкретного метода добычи зависит, главным образом от твердости разрабатываемой породы.
Средние и мягкие породы
добывают в карьерах с помощью камнерезных машин, снабженных твердосплавными дисковыми, цепными или канатными пилами. Для вырезки блоков из пород средней твердости могут применяться дисковые и цепные пилы, снабженные алмазными режущими насадками. В случае, если необходимо добыть блок камня большого размера (2-10 м3), используют установки канатного пиления. Режущим инструментом в таком случае служит стальной канат диаметром 4-6 мм. В последние годы получили распространение канатные пилы с армированным режущим органом: на многожильный канат насажены «алмазные» втулки; благодаря большой скорости движения каната такая установка имеет высокую производительность.
Твердые породы
обычно разрабатывают буровзрывным способом или алмазными канатами, отделяя сначала крупный монолит. Затем монолит делят на блоки, из которых далее получают требуемые изделия.
После добычи камень проходит через ряд этапов переработки. Этот процесс также требует высоких технологий и квалифицированных специалистов.
Чтобы найти верную технологию обработки, к каждой горной породе и необходим индивидуальный подход. Способ обработки подбирается с учетом их эксплуатационных свойств (твердость, истираемость, полируемость, долговечность, трещиноватость, декоративность, огнеупорность, соле- кислотостойкость).
Для придания камню особенной эстетики применяют его фактурную обработку. Она может выявить и подчеркнуть декоративные свойства, придать рельеф или затушевать его цветовые и структурные особенности. Суть фактурной обработки заключается в том, что лицевую часть каменной плиты подвергают разному физико-механическому или химическому воздействию.
Примеры придания горным породам различной фактуры
Свойства камня в первую очередь зависят от минерального состава, поэтому знание минералогии – это основа успешной оценки месторождений, дальнейшего освоения, а также бизнеса обработки.
При выборе камня для использования руководствуются прежде всего эксплуатационными свойствами, главным из которых является долговечность.
- Весьма долговечные – кварциты, мелкозернистые граниты и базальты;
- Долговечные – средне и крупнозернистые граниты, габбро, порфиры, плотные песчаники, туфы, травертины, известняки;
- Относительно долговечные – белые классические мраморы, песчаники, пористые известняки, мраморизованные известняки;
- Недолговечные – некоторые цветные мраморы и мраморизованные известняки, природные брекчии.
- Долговечные – средне и крупнозернистые граниты, габбро, порфиры, плотные песчаники, туфы, травертины, известняки;
- Относительно долговечные – белые классические мраморы, песчаники, пористые известняки, мраморизованные известняки;
- Недолговечные – некоторые цветные мраморы и мраморизованные известняки, природные брекчии.
Грубая оценка долговечности различных горных пород
Наиболее долговечны изверженные мелкозернистые породы натурального природного камня с размером зерен до 2 мм.
В отличие от геологов, для камнеперерабатывающей отрасли используют обобщенные названия горных пород, связанные с их твердостью, разделяя их всего не две группы- граниты (все твердые породы) и мраморы (все мягкие породы). Это отражается и в коммерческих названиях камня, которые обычно включает обозначение их цвета, месторождения и принадлежности к определенной группе пород (например, гранит Baltic Brown Финляндия - сорт коричневого гранита).
Взаимодействие человека и камня уходит своими корнями в доисторические времена.
Камни сопровождают людей на протяжении всей истории. Добыча огня, орудия труда, предметы культа и обихода, места поклонений, дома, храмы, мебель, украшения, предметы искусства — все это свидетельствует о глубоком и многогранном взаимодействии человеческой цивилизации с каменными материалами.
В самые ранние времена человек использовал камни как средства для выживания. Первобытные охотники и собиратели изготавливали из них простые орудия — острые сколы, которые позволяли разделывать добычу и обрабатывать растительность. Эти орудия, сделанные из кремня или обсидиана, были не только эффективными, но и служили основой для зарождения первых технологий. Камень стал символом силы и выносливости, его значение выходило за пределы практической пользы, так как он также использовался в ритуальных практиках и культовых сооружениях.
С развитием человеческой культуры камень начал использоваться в более сложных формах. Древние цивилизации начали возводить каменные храмы и монументы, такие как Стоунхендж и пирамиды Египта. Эти сооружения отражали не только архитектурные и инженерные навыки своих создателей, но и их духовные и социальные стремления. Камень стал символом вечности и стабильности, что сделало его идеальным материалом для создания мест поклонения и захоронений.
С течением времени камень также стал использоваться в искусстве. Древние скульпторы создавали великолепные статуи и рельефы из мрамора и гранита, которые отражали идеалы красоты и божественности. Камни начали использоваться как драгоценности и амулеты — ювелиры начали обрабатывать полудрагоценные и драгоценные камни, создавая изысканные украшения, которые были не только предметами роскоши, но и символами статуса и власти.
С развитием городского строительства камень стал основным материалом для возведения зданий. Римляне, например, использовали бетон и камень для создания величественных акведуков, амфитеатров и форумов, что кардинально изменило облик городов. Использование различных видов камня, таких как известняк, базальт, травертин и мрамор, позволило создавать разнообразные архитектурные стили.
Итак, природный облицовочный камень формировался во все геологические эпохи. Благодаря навыкам, потребностям и пытливому уму человека, многие породы стали полезными ископаемыми, а какие-то остаются свидетелями геологических событий различных эпох и притягивают своей каменной твердью, становясь главными героями легенд, эпосов, путевых записок, экскурсионных программ, фотосъемки и видеозаписей.
В наше время использование камня эволюционировало до новых пределов. Современные технологии позволяют обрабатывать его с высокой точностью, открывая возможности для создания сложных конструкций и уникальных дизайнерских решений.
Именно постройки из камня, возведенные в различных уголках планеты, являют собой свидетельства хорошо развитых и трудолюбивых цивилизаций. Они представляют интерес как для ученых, так и для туристов, с удовольствием посещающих историко-архитектурные памятники. Не менее интересны они и для архитекторов, рассматривающих природный камень в качестве приоритетного строительного материала, и для геологов, выполняющих поиски новых источников этого замечательного минерального сырья как для реставрации и восстановления построек прежних лет, так и для современного строительства. Природный камень как нельзя лучше подходит для того, чтобы придать жилищу уникальный, свойственный только для него, вид. Сохранившиеся постройки или фрагменты каменного зодчества поражают своим величием, монументальностью, а зачастую и тонким художественным вкусом.
Взаимодействие человека и камня стало неотъемлемой частью нашей культуры и истории. Камень, будучи одним из самых прочных и долговечных материалов, продолжает оставаться важным элементом в архитектуре, искусстве и повседневной жизни. Его многогранное использование и символическое значение делают его не только предметом практического применения, но и объектом философских размышлений о времени, природе и человеческом существовании.
Список использованных источников:
1. Валунные насыпи на территории Карелии https://kizhi.karelia.ru/library/vestnik-10/356.html
2. Кузьминых Е.Н. Роль природного облицовочного камня в строительстве. Перспективы. // Минералогия во всем пространстве сего слова: Материалы XII съезда Российского минералогического общества - СПб, 2015 - С 396-398.
3. Кузьминых Е.Н. Рациональное природопользование на примере отдельных объектов горных промыслов Карело-Кольского региона, связанных с добычей декоративно-облицовочного камня. // Вестник Забайкальского регионального отделения РАЕН - Чита: ЗапГУ, 2016.- С 77-86.
4. Ланцев В.В., Еремёнок А.П. Валунный камень как материал для строительства на территории Псковской области (середина XIX – середина XX вв.).
5. Оледенения четвертичного периода (1,8-0,01 млн. лет назад)
6. Оформление статьи – генерация Sora / GPT-5.
1. Валунные насыпи на территории Карелии https://kizhi.karelia.ru/library/vestnik-10/356.html
2. Кузьминых Е.Н. Роль природного облицовочного камня в строительстве. Перспективы. // Минералогия во всем пространстве сего слова: Материалы XII съезда Российского минералогического общества - СПб, 2015 - С 396-398.
3. Кузьминых Е.Н. Рациональное природопользование на примере отдельных объектов горных промыслов Карело-Кольского региона, связанных с добычей декоративно-облицовочного камня. // Вестник Забайкальского регионального отделения РАЕН - Чита: ЗапГУ, 2016.- С 77-86.
4. Ланцев В.В., Еремёнок А.П. Валунный камень как материал для строительства на территории Псковской области (середина XIX – середина XX вв.).
5. Оледенения четвертичного периода (1,8-0,01 млн. лет назад)
https://www.dopotopa.com/oledenenija_chetvertichnogo_perioda.html.
6. Оформление статьи – генерация Sora / GPT-5.
У вас остались вопросы?
Свяжитесь с нами, чтобы заказать
самые качественные изделия
из любого вида камня и уточнить
нужную вам информацию
Свяжитесь с нами!