а
Многоликие кремни
В.Н.Комаров,
^ кандидат геолого-минералогических наук ^ Российский государственный геологоразведочный университет им.С.Орджоникидзе Москва
ш
ир кремнезема, имеющии в своей основе лишь одно исходное вещество (диоксид кремния — БЮ2), удивительно разнообра-^ зен. Более 20 минералов и их разновидностей, входящих в эту группу, составляют по весу примерно 12% всей литосферы [1]. Это и широко распространенные, знакомые всем образования, и редкие, известные только узким специалистам; важные в прикладном отношении и не нашедшие до настоящего времени практического применения; яркие, броские и скромные, незаметные. Наиболее распространены кварц, его скрытокри-сталлическая разновидность — халцедон и опал.
Одни из интереснейших природных объектов мира кремнезема — кремни, состоящие обычно из
© Комаров В.Н., 2014
халцедона, кварца и в меньшей степени опала в различных соотношениях. Большинство специалистов рассматривают кремни как горную породу. По минеральному составу выделяются халцедоновые (самые распространенные), кварцево-халце-доновые и наиболее редкие — опалово-халцедоно-вые и опаловые разновидности [2]. В состав кремней также входят придающие им различную окраску органическое вещество и оксиды железа. Состав и внутреннее строение кремней во многом зависит от вмещающей их первичной карбонатной породы, основные черты которой сохраняются, а иногда даже подчеркиваются при окремнении.
Твердость этих природных образований по 10-балльной эталонной минералогической шкале, предложенной в 1811 г. немецким минералогом Ф.Моосом, составляет 7. Из-за высокой твер-
Бескрайние просторы второй гряды Крымских гор, сложенной верхнемеловыми отложениями с многочисленными кремнями. Восточная часть Бахчисарайского р-на.
Фото автора
ПРИРОДА • №3 • 2014
дости кремни хорошо сохраняются при выветривании, и нередко возникают их самостоятельные скопления.
Кремни обычно образуют 3—10-сантиметровые конкреции (желваки) округлой, яйцевидной или причудливой неправильной формы с отростками и пустотами, линзовидные тела с пережимами или раздувами и даже прослои. В верхнемеловых отложениях Днепровско-До-нецкой впадины часто встречаются конкреции диаметром более 0.5 м [3], а гиганты фантастических форм до метра в поперечнике обнаружены в отложениях второй гряды Крымских гор, в окрестностях Бахчисарая и Белогорска [1].
Еще М.В.Ломоносов отмечал, что кремни характеризуются самой различной окраской — серой, розовато-серой, синей, голубой, зеленоватой, желтой, коричнево-красной, бурой и черной. Встречаются и пятнистые камни: серо-голубые в белую крапинку или желто-серые с бурыми пятнышками.
В кремневых конкрециях часто присутствуют остатки губок, радиолярий и раковин форамини-фер. Кремневые скелеты радиолярий иногда характеризуются удивительной сохранностью и оказывают неоценимую помощь при определении возраста пород. Состав ископаемых остатков от периферии конкреций к центру обычно меняется с карбонатного на халцедон-кварцевый. В такой смене минерального состава окаменелостей отражается медленный последовательный процесс перекристаллизации выпавшего опала в халцедон, а затем и в кварц.
Кремневые конкреции формируются в результате совместного действия процессов растворения и диагенетического перераспределения вещества, вызванного неоднородностями физико-химической среды минералообразования. Наиболее благоприятны для возникновения кремней участки, характеризующиеся минимальными значениями кислотно-щелочного баланса (pH — главный фактор, влияющий на растворимость кремнезема). В современных илах граница низких значений pH (до 7.0—6.5) располагается в 30—50 см от поверхности — в зависимости от глубины бассейна, количества органики и скорости осадконакопления [4]. Можно предположить, что и для образования конкреций наиболее благоприятным был верхний слой осадка.
Источником кремнезема служит кремнекисло-та, которая содержится в иловых растворах вслед-
Верхнемеловые кремневые конкреции. Восточная часть Бахчисарайского р-на. Все образцы уменьшены в три раза.
Коллекция и фото автора
В.Н.Комаров с образцами крупных верхнемеловых кремней в Геолого-палеонтологическом музее «Крымской учебной базы МГРИ—РГГРУ».
Фото Е.В.Ковальчук
и
Раковины радиолярий, часто встречающиеся в кремневых конкрециях [5].
ствие растворения поступающих с суши силикатных терригенных частиц, содержащегося в осадке пеплового материала, а также кремневых скелетов. Роль организмов не исчерпывается при этом только поставкой кремнезема в осадок. Их скелеты служат «притягательными центрами», вокруг которых собираются рассеянные в осадке или породе частицы кремнезема [2, с.258]. Именно повторением формы губок или скоплений их спикул и объясняются своеобразные очертания многих кремневых желваков. Локальными участками образования конкреций могут стать и борозды течений (тогда возникают горизонтально-удлиненные разности), и пустоты, образующиеся при выделении газов (формируются вертикально-удлиненные конкреции) [6]. Диагенетический генезис кремней подтверждается их послойным расположением в осадочных толщах (иногда связь кремней с конкретным слоем настолько тесная, что они используются для надежного стратиграфического сопоставления отложений), а также чередованием слоев с конкрециями и без. Присутствие кремней характерно для карбонатных отложений, формировавшихся на различных участках древних морских бассейнов. Это в первую очередь относится к био-гермным образованиям рифовых зон, отложениям передового и глубокого открытого шельфа и верхней части материкового склона [7].
Вот уже многие сотни тысяч лет кремень надежно служит человеку. В этом камне, способном
при раскалывании легко давать раковистые осколки с острыми режущими кромками, древний человек нашел замечательный материал, который позволял ему создавать орудия труда и оружие — скребки, молотки, топоры, наконечники стрел. В Горном Крыму, например, древние жители находились в выгодных природных условиях — кремень здесь практически лежал на поверхности, и добыть его не составляло особого труда. А вот в других районах первобытным людям для этого нередко приходилось проводить основательную работу. Горные выработки каменного века обнаружены в Белоруссии, Польше, Франции и других странах. В Бельгии известна шахта для добычи кремня глубиной 17 м [1]. О масштабах использования кремней древним человеком можно судить по десяткам тысячей изделий, найденных на многочисленных первобытных стоянках. В прошлом кремень активно использовался и для добывания огня. Считается, что само название этого камня могло произойти от латинского «кремаре» — сжигать; связывают его и с греческим «кремнос» — скала [1]. Еще в начале XIX в. В.М.Севергин, рассуждая о сфере применения кремней, писал, что они употребляются преимущественно для высекания огня и в оружейном деле [1]. К концу же века В.Даль говорил об этом уже в прошедшем времени и характеризовал кремень как «служивший прежде для добычи огня (до самогарных спичек)» [1, с.26].
86
ПРИРОДА
№3
2 0 14
Различные кремневые орудия и заготовки к ним. Восточная часть Бахчисарайского р-на. Все образцы представлены в натуральную величину.
Коллекция и фото автора
Используют кремни и сейчас. В виде гальки и шаров их применяют в мельницах для тонкого размола различных материалов. Мельчайший порошок служит абразивом при обработке дерева и кожи. Во многих местах, в частности в Подмосковье и в Горном Крыму, встречаются камни с красивым полосчатым (как в агатах) или пятнистым рисунком, в котором сочетаются яркие и нежные оттенки различных цветов. Некоторые образцы этой разновидности уже представляют собой ри-
Литература
сунчатый или пейзажный камень. Он хорошо полируется и используется камнерезами в декоративно-прикладном искусстве. В петербургском Эрмитаже, например, хранится небольшой изящный столик с красивой крышкой из симметричных пластин желто-коричневого кремня [8].
По словам Т.Б.Здорик, кремню — этому «краеугольному камню истории» — в соответствии с заслугами перед человеком должно отвести одно из самых почетных мест [9].и
1. Полканов ЮА. Минералы Крыма. Симферополь, 1989.
2. Швецов М.С. Петрография осадочных пород. М., 1958.
3. Логвиненко Н.В. Петрография осадочных пород. М., 1967.
4. Фебридж Р.У. Фазы диагенеза и аутигенное минералообразование // Диагенез и катагенез осадочных образований. М., 1971. С.27—91.
5. Report on the sientific results of the voyage of H.M.S.Challenger during the years 1873 — 76. Zoology. V.XVIII. London, 1887.
6. Евдокимов И.В. Кремневые конкреции верхнемеловых отложений окрестностей с.Прохладное (Горный Крым) // Вестник МГУ. Серия IV. Геология. 1976. №4. С.109—112.
7. Фортунатова Н.К., Карцева ОА., Баранова А.В. и др. Атлас структурных компонентов карбонатных пород. М., 2005.
8. Кантор Б.З. Мир минералов. М., 2005.
9. Здорик Т.Б. Здравствуй, камень! М., 1975.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.