Горная порода – невозобновляемый природный ресурс, использующийся во многих сферах человеческой жизни. Из камней строят дома и сооружения, изготавливают памятники, декоративные плиты и покрытия. Их используют в ювелирном деле, скульптурном искусстве, архитектуре и живописи. Целая отрасль промышленности была создана для того, чтобы добыть из глубин Земли эти удивительные образования. Опираясь на физико-химические свойства и внешний вид, можно легко подобрать материал для воплощения конкретной задачи.

Что такое камень

Природный камень – это кусок твёрдой неметаллической горной породы, образованный из одного или нескольких минералов в результате естественных процессов. Из совокупности каменных слоёв состоит литосфера – твёрдая оболочка Земли. Насчитывается около 5 тысяч разновидностей камней, каждый из которых имеет различную структуру, физические и химические характеристики, области применения.

Камень состоит из минералов – твёрдых образований кристаллического типа, которые могут смешиваться и преобразовывать свою структуру под воздействием метаморфизмов. В зависимости от состава камни могут быть прочными или хрупкими, мягкими либо твёрдыми. Одни виды располагаются на поверхности земли, другие же залегают глубоко в её недрах.

Виды классификации природных камней и минералов

Природные камни и минералы классифицируют по типу происхождения, составу, твёрдости, прозрачности, ценности и другим свойствам. Существуют мономинеральные породы, состоящие из одного минерала, и полиминеральные – состоящие из двух и более минералов.

Для того, чтобы отличать ценные породы от декоративных, были составлены различные классификации. Наиболее актуальной из них считается классификация Бауэра и Клюге, в которую входят драгоценные и ювелирно-поделочные камни. Значительный вклад в её развитие внёс минералог Ферсман, добавив разделение на группы и классы.

Прочие классификации:

• по оптическим характеристикам – составлена Георгом Гюрихом в 1902 году;
• по рыночной стоимости – предложена Евгением Киевленко в 1973 году;
• по физико-химическим характеристикам – создана Всесоюзным научно-исследовательским институтом ювелирной промышленности в 80-е годы XX века.

Виды камня по происхождению

Самым важным критерием классификации горных пород является тип происхождения. Выделяют три основных способа происхождения камня:

• магматический – первичный, или эндогенный;
• осадочный – вторичный, или экзогенный;
• метаморфический – преобразование магматических или осадочных пород под влиянием внешних факторов.

Магматическое происхождение

Горные породы магматического, или эндогенного происхождения образуются в результате застывания лавы. От её состава, скорости остывания и атмосферных факторов зависит конечная структура камня. Магматиты бывают двух видов:

1. Интрузивные. Магма постепенно застывает глубоко под землёй, отчего на горную породу действует огромное давление. В результате образуются плотные и массивные кристаллизованные блоки, практически не имеющие пор и пустот.
2. Эффузивные. Лава застывает на поверхности или в верхних слоях земли посредством извержения вулкана, при этом застывание происходит при низких температурах и протекает неравномерно. Такие породы более хрупки и пористы, в них часто присутствуют трещины.

В процессе извержения горячая магма проходит сквозь другие соединения и растворяет их в себе. По химическому составу магматические породы принято делить на:

• кислые – содержание диоксида кремния более 65%, с примесями калия и натрия;
• средние – 54-65% диоксида кремния, в присутствии алюминия и кальция;
• основные – диоксид кремния в пределах 45-54%;
• ультраосновные – менее 45% при значительном содержании железа и магния.

Осадочное происхождение пород

Камень осадочного, или экзогенного происхождения формируется при разрушении горных пород внешними факторами – атмосферными явлениями, перепадами температуры. Они встречаются повсеместно на поверхности земли, распространяясь потоками воздуха и воды. Зачастую скапливаются на дне водоёмов, затем оседают и уплотняются. Существуют следующие подвиды:

• обломочные – образуются из частей магматического происхождения;
• биохимические – формируются вследствие смешивания органических и неорганических соединений;
• хемогенные – состоят из отложившихся осадков концентрированных растворов;
• биогенные – представляют собой закостеневшие останки и продукты жизнедеятельности животного и растительного происхождения.

Биогенные и биохимические осадочные породы образуют горючие вещества, такие как уголь, сланцы, торф, нефть.

Метаморфическое образование камней

Породы метаморфического происхождения образуются в результате преобразования из других видов пород. Это происходит вследствие воздействия высокой температуры, давления, и химически активных веществ. Минералы, из которых состояла первичная порода, под действием факторов распадаются, а затем собираются в другие соединения, которые формируют метаморфическую породу. Так, например, глина под воздействием метаморфизмов превращается в глинистый сланец, а кварцевый песчаник – в кварцит.

В зависимости от того, насколько интенсивным был процесс метаморфического преобразования, не всегда удаётся точно определить, какая порода была первичной. По условиям формирования таких пород выделяют следующие типы:

1. Региональные. Образуются при сдвиге литосферных плит, когда одна минеральная порода проникает вглубь другой. Сопровождаются сильным давлением и высокой температурой.
2. Гидротермальные. Происходят при непосредственном участии подземных горячих источников. Из-за сильного нагрева компоненты, входящие в состав породы, вступают в химическую реакцию и преобразовываются в другие соединения.
3. Контактовые. Формируются вблизи магматитов интрузивного типа под воздействием высокой температуры на отдельные слои земной коры. Отличительная особенность такого типа метаморфизма – образование крупных минеральных кристаллов высокой прочности.

Метеориты - космические камни

Ежегодно на Землю падает около двух тысяч тонн камня космического происхождения. В большинстве случаев он состоит из силикатов, таких как олифин, фаялит, форстерит, пироксен, ферросилит и энстатит. Метеоритные образования имеют преимущественно хондрический вид, а их состав схож с составом Солнца, за исключением водорода и гелия. Вероятно, метеориты каменного типа образуются из протопланетного облака, окружающего Солнце, с помощью гравитационного притяжения пыли и конденсации веществ. Применяются в ювелирном искусстве и декоративных целях.

Горные породы и минералы: особенности и различия

Горная порода состоит из минералов, её образующих. В зависимости от условий формирования горная порода может содержать один или несколько минералов, и её свойства целиком зависят от компонентов. Минералы же имеют более однородную структуру и состоят из кристаллов с симметричным строением, их свойства зависят от вида минерала.

Особенности горных пород:

• неоднородные вещества, формирующие земную кору;
• образованы из минералов;
• разделяются по типу происхождения;
• используются в архитектуре, дизайне, декоративных целях.

Особенности минералов:

• однородные вещества, входящие в состав горных пород;
• отличаются физическими и химическими свойствами;
• применяются в промышленности, сельском хозяйстве и высокотехнологичных отраслях.

Природные натуральные камни и области их применения в строительстве, архитектуре, дизайне

Натуральные камни используются во многих областях жизнедеятельности. В строительстве и облицовочных работах используются гранит, слюда, сланец и лабрадорит, в медицине – кремень, мирабилит и гипс. Развитие скульптурного искусства и живописи было бы невозможно без мрамора, киновари и графита, а сельское хозяйство не смогло бы функционировать без известняка. В приборостроении используются алмазы, сапфиры и кварц. Эти и многие другие виды используются в архитектуре, дизайне, декоративных и ювелирных целях.

Мрамор

Мрамор – метаморфическая горная порода, состоящая преимущественно из кальцита и примесей органических соединений. Хорошо поддаётся обработке. Камень бывает различных цветов, благодаря чему успешно применяется в скульптурном искусстве, мебельной промышленности, облицовке помещений. К недостаткам мрамора относят дороговизну и уязвимость к кислотным средам.

Гранит

Гранит – магматический твёрдый камень кислого типа, изобилующий различными расцветками и узорами. Состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого шпата и биотита и/или мусковита. Устойчив к неблагоприятным факторам среды. Используется для облицовки стен и плит, изготовления памятников, строительства дорог. Недостатком материала является значительный вес, требующий дополнительных мер при работе с ним.

Известняк

Известняк – это осадочная порода биогенного, иногда хемогенного происхождения, состоящая из карбоната кальция. В большом количестве образуется на дне океанов и морей. Из известняка делают плитку и щебень, а известняковые блоки применяют при строительстве зданий. Экологичен, удобен при обработке. Недостатками являются низкая влагоустойчивость и малая несущая способность.

Песчаник

Песчаник – осадочная горная порода обломочного типа, состоящая из песчаных зёрен, связанных минеральным веществом. По твердости практически не уступает граниту. В зависимости от расцветки используется в декоративных целях, также применяется для производства облицовочной плитки и заливки фундамента. Кварцевый песчаник используется для изготовления стекла. К недостаткам относятся большой вес и недостаточная гигиеничность.

Сланец

Сланцы – это горные породы со слоистым расположением срастаний минералов, таких как хлорит, актинолит, серпентин, кварц и мусковит. Является продуктом вулканической активности. Физические свойства зависят от состава. Различные виды сланцев используют для производства силикатного кирпича, щебня, облицовки, асфальта. Недостатки сланцев: тусклая цветовая палитра, дороговизна, большой вес. Распадается на части при физическом воздействии.

Травертин

Травертин, или известковый туф – это тонкозернистая горная порода, образованная карбонатом кальция. Отличается небольшим весом и твёрдостью, пористым строением. Плитки из травертина используются как для внутренней, так и для внешней отделки. Также применяется для известкования почвы в сельском хозяйстве. К недостаткам можно отнести то, что он требует тщательного и регулярного ухода.

Базальт

Базальт – магматический камень основного типа, состоящий из плагиоклазов, клинопироксена, магнетита и вулканического стекла. Может изменять свою структуру вследствие гидротермальных процессов. Отличается высокой прочностью и пластичностью, что позволяет применять базальт в производстве изоляционных материалов, плит и минерального полотна. Является наиболее распространённой магматической породой. К недостаткам относится высокая цена.

Лабрадорит

Лабрадорит – это магматическая интрузивная горная порода основного типа, состоящая из плагиоклаза – лабрадора с примесями пироксенов и рудных минералов. Высококачественный облицовочный камень, применяется в декоративных целях и монументальной архитектуре. Обладает высокой прочностью и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Недостатком является дороговизна.

Кремень

Кремень – осадочная горная порода, обладающая высокой твёрдостью. Является разновидностью кварца, состоит из кристаллического и аморфного кремнезёма. Способен менять цвет при смешивании с другими горными породами. На заре человечества применялся для высекания огня и изготовления орудий. В настоящее время применяется для строительства дорог и в декоративных целях. Недостатков нет.

Златолит

Златолитом называют плитняк, имеющий в составе слюду и благородные металлы – золото и серебро. Встречается в виде пластинных образований. Обладает хорошей влагоустойчивостью, а также защитой от радиации. Имеет длительный срок службы. Используется для декоративных целей, во внутренней отделке помещений. По дизайну сочетается со многими другими материалами. Недостатков как таковых не существует.