В качестве строительного материала желтый песчаник используется для мощения садовых дорожек, наружной облицовки и стыков. Этот камень не отличается особой прочностью и довольно быстро истирается.
Месторождения песчаника
Песчаник — прекрасный материал для наружной и внутренней отделки. Он очень декоративен и обычно имеет теплый цветовой тон. По влагостойкости и твердости он часто превосходит известняк. Это широко распространенная осадочная обломочная порода, поэтому песчаник встречается довольно часто. Песчаник используется в качестве строительного материала с древних времен — из него построено множество сооружений, таких как Сфинкс в египетских пирамидах Гизы, Стоунхендж, Версальский дворец, Белый дом в Вашингтоне и многие здания в Санкт-Петербурге.
Что такое песчаник?
Особенностью песчаника является то, что он состоит из зерен разного размера (от 0,05 до 2,5 мм), уплотненных в почве и скрепленных природным связующим веществом — глиной, известняком, кремнем и пр. — и т.д.
Песчаник (как следует из названия) — это, по сути, песок. Песок является одним из самых распространенных веществ на земле и образуется в результате разрушения старой породы, эрозии и размыва водой. На протяжении веков песок накапливался у подножия гор, в долинах рек и на дне озер и морей. По мере накопления верхних отложений нижние слои углубляются и сжимаются под огромным давлением (а иногда и при высоких температурах), образуя плотные слои, которые свариваются между собой более мелкими частицами кварца, полевого шпата, кальцита, глины и т. д. Часто эти слои поднимаются на поверхность подземными силами, поднимая части земной коры и образуя горы и холмы из песчаника.
Внешне такую породу часто можно узнать по характерным песчинкам в изломе, красивой слоистой структуре, желтому, коричневому, темно-серому и бурому «песчаному» цвету. Однако существует несколько типов песчаника, в зависимости от конкретных минералов, условий и времени формирования слоев.
Иногда это темно-коричневая порода, разбитая на плиты различной толщины, иногда — почти монолитная порода с отчетливыми полосами и слоями.
Характеристика породы и ее состава
Песчаник относится к группе песчаников, в которых размер разбитых зерен составляет от 2 до 0,05 мм. Группа состоит из рыхлых разновидностей или песков и сцементированных (песчаников).
В зависимости от размера зерен конгломерата породы делятся на следующие типы:
- грубозернистые (2-1 мм);
- крупнозернистые (1-0,5 мм);
- среднезернистые (0,5-0,25 мм);
- мелкозернистые (0,25-0,1 мм).
Более мелкие зерна образуют алевролиты. Помимо размера зерен, каждый тип песчаника характеризуется вещественным составом зерен клинкера, цемента, формой частиц клинкера, типом цемента и его образованием.
Для того чтобы охарактеризовать породу, ее необходимо определить:
- размеры зерен;
- минералогический состав цемента и обломков пород;
- цвет песчаника.
При классификации породы на основе ее вещественного состава учитывается тип цемента. Различие проводится в соответствии с количественными характеристиками:
- мономинеральные образования (содержание основного минерала — 90%);
- биминеральные (обломочный материал состоит из двух минералов);
- полиминеральные (кластический материал представлен несколькими минералами);
- группа полимиктовых образований (среди обломочных зерен присутствуют явные минералы в количестве 15-20 %).
Минеральные показатели в породе могут быть использованы для реконструкции условий образования осадочных пород и ориентировочных значений состояния окружающей среды. В составе песчаника часто присутствуют останки животных организмов и остатки растений.
Физические свойства песчаников
Природный материал состоит из зерен кварца, связанных с другими минералами. Благодаря своему минералогическому составу порода не уступает граниту по своим физико-механическим свойствам.
Песчаник, цвет которого зависит от наличия в цементе железной руды, обломков кварца и глауконита, является прекрасным декоративным и строительным камнем. Твердость его умеренная, прочность на сжатие 300-1000 кг/см3.
Плотность песчаника зависит от состава пласта, типа цемента и наличия пор между составляющими. Камень легко обрабатывается, а особенности структуры поверхности делают его привлекательным материалом для эстетического оформления фасадов домов и строительства каминов.
Красный песчаник, который часто используется для мощения дорожек, имеет шероховатую поверхность. Благодаря этому по плитам легче ходить.
Сферы использования породы
Использование песчаника в виде брусчатки и декоративных блоков давно стало неотъемлемой частью ландшафтного дизайна, при создании скальных садов, фонтанов и водопадов.
Песчаник отличается своей долговечностью. Примером его древнего использования является самый высокий минарет Кутб-Минар, построенный недалеко от Дели в 1368 году. В Санкт-Петербурге в 1903 году по проекту А.Ф. Кельха был построен двухэтажный частный дом, фасад которого выходит на улицу Чайковского.
Изделия из песчаника имеют широкую гамму цветов и оттенков, что позволяет воссоздавать прекрасные каменные объекты. Скульптуры, панно и рельефы из этого материала дополняют архитектурные композиции, а широкая цветовая гамма материала вызывает положительные эмоции.
Древний красный песчаник — это осадочная формация девонского периода. Он образовался в результате разрушения гор. В основном он встречается на Британских островах. В его отложениях часто находят останки панцирных рыб.
Красный песчаник часто используется в качестве материала для скульптур. Аллеи в городских парках часто украшены предметами из этого камня насыщенных малиновых и серых цветов.
Пористая структура песчаника и его высокая проницаемость делают эту породу отличным резервуаром для углеводородов (нефти, газа). Средиземноморские песчаники тесно связаны с крупными месторождениями меди.
Кварцевый песчаник, состоящий более чем на 95 % из силиката (кварца), используется в промышленном производстве в качестве флюса для плавки цветных металлов (никеля и меди).
Кварцевый песок является сырьем для стекольной промышленности. Основное производство стекла сосредоточено вблизи карьеров кварцевого камня.
Свойства песчаника зависят от минерального состава породы, которая может содержать магнетит, ильменит, рутил, циркон и турмалин. В состав цементирующего материала могут входить глина, кальцит, кремнезем, железо, фосфат и иногда цеолит.
Дикий камень характеризуется естественной слоистостью. Он не требует дополнительной обработки на специальных станках. Его используют для облицовки фасадов и заборов. Естественный рельеф материала позволяет создавать превосходные дизайнерские поверхности.
Песчаник – свидетель минувших эпох и участник современного строительства
Однако коррозия — процесс, который может длиться десятки тысяч лет. Недалеко от Медового города находится курган под названием «Каменная гробница», который был построен из огромных блоков желтого песчаника высотой до двенадцати метров.
Камень сильно выветрился — плитняк из красивого песка (тоже теплого цвета) покрывает территорию вокруг кургана. Эрозия песчаника длилась так долго, что первобытные люди, прятавшиеся в пещерах от непогоды и других невзгод и оставившие целую галерею петроглифов, успели построить цивилизацию и совершить путешествие на Марс — и песчаник до сих пор хранит следы предков Homo sapiens.
Более стойкий кварцевый песчаник разрушается еще медленнее. Но строители и дизайнеры, как в древности, так и сегодня, не любят работать с этим твердым камнем. Характерно, что дробленый кварцевый песчаник используется для строительства насыпей железных и автомобильных дорог с самыми тяжелыми нагрузками.
Рельсы, по которым движутся краны, пути заводов на металлургических комбинатах, подъездные пути к крупным строительным площадкам — все это покоится на подушках из надежного кварцевого песчаника.
Декоративный песчаник
Природный песчаник (существует также промышленный песчаник) часто используется для создания произведений искусства. Древние египтяне использовали наиболее выразительные сорта декоративного песчаника для создания колонн и стен.
Небольшие скульптуры из песчаника — популярная тенденция в современном дизайне интерьера. Из песчаника также изготавливают ювелирные изделия, но из-за дешевизны материала без драгоценных металлов их можно отнести к бижутерии.
Из цветного песчаника делают бусы. Бусы из песчаника разных оттенков прекрасно гармонируют с яркой летней одеждой.
Кусочки цветного или белого песчаника с камешками в рулоне — средство от плоскостопия у детей. Плоская коробка с раскатанными вручную кусочками приятного камня используется как для украшения детской комнаты, так и для ежедневных профилактических прогулок босиком.
Плотный коричневый песчаник с красноватыми оттенками можно скрутить в кабошон или скрутить в резной бутон — а затем сделать из него серьги, ожерелья или кольца. Сочетание тонкого серебра и полированного песчаника придает камню изысканный вид!
Мелкодробленый темный песчаник для аквариума — отличный субстрат для укоренения и выращивания подводного сада. Они образуют такие выразительные террасы, горки и выступы в слоях, что многие аквариумисты считают, что они портят идеальный вид дна искусственного пруда.
Составляющие песчаников (частичный обзор)
Минеральный скелет:
- кварц (обычно доминирующий);
- полевой шпат (шпат >> плагиоклаз; обычно частично изменён; микроклин > ортоклаз);
- фрагменты породы (кремень / кварцит действуют как кварц; другие не устойчивы);
- тяжелые минералы (разнообразные; большинство минералов; редки в изобилии);
- слюды (обычные, малой % долей; мусковит >> биотит);
- обломочные карбонаты (смеси распространены меньше, чем законченные структуры);
- глауконит (локально, иногда в богатых кварцем породах).
Пустое наполнение:
- кварц (как вторичные гипертрофии);
- кварц (в виде рекристаллизованного аморфного кремнезёма);
- кремень (аморфный кремнезём);
- кальцит (реже доломит);
- гематит (первичный или вторичный);
- экзотика (ангидрит, гипс, барит, галит, сидерит и т. д.);
- матрица (мелкий материал, не аутигенный);
- мелкозернистые нефиллосиликаты (кварц, полевой шпат, карбонаты);
- мелкозернистые филлосиликаты (начинаются как глинисто-минеральные грязи, перекристаллизовываются в «серицит», «белую слюду», хлорит);
- богатые филлосиликатом фрагменты крупных горных пород.
Классификация песчаников по принципу трёхмерного треугольника
Были приложены большие усилия для разработки разумной классификации песчаника — даже больше, чем для других осадочных пород. Геологи согласны с тем, что классификации важны и полезны не только для общения, но и для организации мышления.
Классификация, выполненная качественно, может помочь выявить закономерности, которые необходимо объяснить. Существует много различных типов классификации. Обычно различают генетическую и описательную классификацию.
При классификации пород существует общее мнение, что лучшей классификацией является описательная классификация, в основе которой лежит генетическая классификация. Преимущество генетической классификации в том, что она более объективна, а также в том, что она фокусируется на происхождении породы.
Проблема классификации эолового песчаника заключается в том, что интерпретация условий осадконакопления встроена, что не защищает от ошибок.
Ниже приведены некоторые важные генетические детерминанты, которые могут быть использованы:
- происхождение,
- минералогическая зрелость,
- текстурная зрелость,
- осадочная среда,
- диагенез.
Почти все без исключения классификации, которые были разработаны, использовали первые три параметра из этого списка. Большое количество классификаций было предложено в печатной форме. Однако, за небольшим исключением, все классификации не имели практического применения.
Большинство из них на данном этапе представляют лишь исторический интерес. В настоящее время наиболее широко используются только три классификации. Они были названы учеными:
Техника классификаций показана на следующем рисунке в виде трехмерной модели:
Основная идея классификаций заключается в том, что существует два основных типа текстур песчаника:
- Арениты, без заметной мелкой матрицы вместе с минеральным скелетом.
- Граувакки, с ощутимой мелкой матрицей вместе с минеральным скелетом.
Каждой из этих категорий песчаника присваиваются названия в зависимости от процентного содержания трех основных компонентов текстуры:
- Кварца.
- Полевого шпата.
- Фрагментов породы.
Однако вышеприведенные классификации действительны на практике лишь в ограниченной степени. Эти вариации предназначены для тонкой настройки.
Например, представляется целесообразным использовать их в полевых условиях только в том случае, если песчаник достаточно крупнозернистый. Если применение в полевых условиях невозможно, единственным вариантом остается петрология, т.е. построение треугольных диаграмм состава.
С помощью информации из: SbGeo
КРАТКИЙ БРИФИНГ
Z-Sila — публикации материалов, представляющих интерес для общества. Новости о технологиях, исследованиях, экспериментах мирового масштаба. Социальная междисциплинарная информация — СМИ .
