Минералогия декоративно-облицовочного камня в архитектурных объектах Санкт-Петербурга, его состав, свойства и поведение в экологической обстановке города тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.05, кандидат геолого-минералогических наук Савченок, Антон Ильич

• Савченок, Антон Ильич
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Савченок, Антон Ильич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИСТОРИКО-АРХИТЕКТУРНЫЙ ОБЗОР.

Песчаники.

Горшечный камень.

Зелёный мрамор".

ГЛАВА 2. ГЛАВНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПЕСЧАНИКОВ НА ТЕРРИТОРИИ ГЕРМАНИИ И ПОЛЬШИ.

Польские месторождения.

Немецкие месторождения.

ГЛАВА 3. МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ И СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕСЧАНИКОВ.

Материал и методы исследования.

Макроскопическая характеристика песчаников.

Красно-коричневые песчаники.

Серые, серовато-жёлтые и жёлтые песчаники.

Светло-зеленые песчаники.

Зелёные песчаники.

Особенности химического состава и гранулометрии песчаников. Факторный анализ.

Инфракрасная спектроскопия песчаников.

Обобщение по главе 3.

ГЛАВА 4. МИНЕРАЛОГИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ И ДЕСТРУКЦИИ ПЕСЧАНИКОВ.

Типы и формы выветривания и деструкции песчаников.

Химический и минеральный состав темноцветных корок.

Деструкция песчаников и её минералогические факторы.

Биодеструкция песчаников в условиях городской среды.

Обобщение по главе 4.

ГЛАВА 5. МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГОРШЕЧНОГО КАМНЯ.

Месторождения горшечного камня на территории Финляндии и Карелии.

Особенности минерального состава и структуры горшечного камня из Финляндии и Карелии.

Минералогические процессы изменения горшечного камня в городской среде. .195 Обобщение по главе 5.•.

ГЛАВА 6. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ "ЗЕЛЕНОГО МРАМОРА" В ДЕКОРЕ ЦАРИЦЫНА ПАВИЛЬОНА.

Месторождения лиственитов в Свердловской области.

Минеральный состав и структура "зеленого мрамора" из Царицына Павильона. 204 Обобщение по главе 6.:.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Минералогия декоративно-облицовочного камня в архитектурных объектах Санкт-Петербурга, его состав, свойства и поведение в экологической обстановке города»

Диссертационная работа посвящена исследованию декоративно-облицовочных природных камней, использованных в архитектуре Санкт-Петербурга, определению их минерального состава и структурных особенностей, идентификации их месторождений, а также выявлению и изучению их форм выветривания и процессов деструкции.

Актуальность исследования. Громадный размах реставрационных и новых строительных работ в Санкт-Петербурге после 1990-х годов и, особенно - в годы подготовки города к празднованию его трёхсотлетия показал много хороших примеров работы с декоративным природным камнем. Вместе с тем, выявились серьёзные научные и практические проблемы идентификации и экспертизы состояния камня и выработки рекомендаций по его консервации и реставрации. За 1917 - 1980-е годы для большого числа памятников архитектуры оказались утраченными техническая документация и точные сведения об использовавшихся видах камня. Инженерам-технологам реставрационных работ требуются научно обоснованные знания по вещественному составу камня, использованного в архитектуре, местам его разработок, возможности его замены аналогичными камнями, а также по его поведению в экологической обстановке города.

Степень научной разработанности проблемы и выбор объектов исследования. Разнообразие декоративного природного камня в памятниках архитектуры Петербурга значительно. Это различные граниты, гранито-гнейсы, габбро, лабрадориты, ларвикиты, мраморы, мраморизованные и органогенно-обломочные известняки, известковые туфы, доломиты, песчаники, кварциты, сланцы и др., имеющие очень широкую географию мест их добычи. Они привозились в Санкт-Петербург, как из местных месторождений, так и из удаленных, расположенных в Тверской и Московской губернии, в Карелии, на Урале, в Сибири, Швеции, Финляндии, Норвегии, Германии, Польше, Эстонии, Италии, Испании и Франции. Изучению всех этих горных пород в архитектуре Санкт-Петербурга и их поведению в экологической обстановке города посвящен ряд исследований. Наиболее известными являются книги и статьи Н.Б.Абакумовой, А.Г.Булаха, Е.Г.Пановой, В.В.Гавриленко, М.В.Морозова, И.Э.Воеводского (Булах, Абакумова, 1987, 1993, 1997; Булах, 1999; Булах и др., 2002ь 2005; Булах, Воеводский, 2007; Гавриленко 2007), М.С.Зискинда (Зискинд, 1989), Л.С.Харьюзова и С.В.Мамонова (Мамонов, Харьюзов, 2001; Мамонов и др., 2001; Харьюзов, 2004; Харьюзов, Мамонов, 2006). Детально исследованы граниты, мраморы, мраморизованные известняки, известняки и известковые туфы в тоже время, при проведении предреставрационных экспертиз и обследованиях зданий список исторических архитектурных объектов, в которых, использован природный камень постоянно уточняется и расширяется. Поэтому, несмотря на достаточно большой объем проведённых исследований некоторые декоративно-облицовочные камни в архитектуре Санкт-Петербурга до последнего времени оставались недостаточно исследованными. Ими являются песчаники, горшечный камень и "зелёный мрамор". До последнего времени не было точно известно, на каких месторождениях - в Польше или Германии добывался песчаник, постоянно происходили споры, где добывался горшечный камень - в Финляндии или Карелии. Следует отметить, что для песчаника и горшечного камня до последнего времени недостаточно изученными оставались процессы их поведения — деструкции, изменения и выветривания в экологической обстановке города. Природа "зелёного мрамора" использованного во внутреннем убранстве Царицына павильона и места его добычи оказались загадкой для реставраторов.

В связи с вышесказанным можно утверждать, что всестороннее изучение песчаников, горшечного камня и "зелёного мрамора" в архитектуре Санкт-Петербурга и процессов их поведения в экологической обстановке города представляет большой научный и практический интерес. Они и были выбраны в качестве объектов диссертационного исследования. Оно выполнялось применительно к конкретным фактически реставрируемым памятникам архитектуры Санкт-Петербурга.

Цель и задачи исследований. Целью исследования являлось, во-первых, разработка научно-методической основы для создания базы данных по минеральному составу и структуре декоративно-облицовочного камня в памятниках архитектуры Санкт-Петербурга с выработкой методических подходов к идентификации камня и определению его месторождений, на примере песчаников, горшечного камня и "зелёного мрамора". Во-вторых -выявление форм выветривания и деструкции песчаников и горшечного камня, определение характера их зависимости от минерального состава и структуры камня и от экологической обстановки его бытования в объектах архитектуры. Осуществление поставленных целей проводилось путём последовательного решения следующих конкретных задач:

- Выявление и натурное обследование зданий Санкт-Петербурга, декорированных изучаемыми природными камнями с отбором необходимых образцов, установлением форм выветривания камня и фотофиксацией материалов и их дефектов.

- Сбор исторической информации по местам добычи этих декоративно-облицовочных камней и посещение предполагаемых месторождений их добычи с созданием рабочих коллекций образцов для лабораторного изучения.

- Изучение минерального и химического составов, структурно-текстурных особенностей образцов рабочей коллекции в лабораторных условиях (диагностика камня) с выявлением наиболее значимых признаков и критериев для проведения сравнительного анализа и установления мест добычи камня (идентификация камня в памятнике архитектуры).

- Изучение и выявление основных форм выветривания и процессов деструкции (поведения) песчаников и горшечного камня в окружающей среде города.

Научная новизна. Проведено комплексное минералогическое изучение песчаников, горшечного камня и "зелёного мрамора" в архитектурных объектах Санкт-Петербурга и в их предполагаемых месторождениях в Польше, Германии, Финляндии, Карелии и на Урале. Установлены места, откуда эти камни брались для архитектурных объектов Санкт-Петербурга. Впервые рассмотрены минералогические . аспекты поведения песчаников и горшечного камня в окружающей среде города, установлены характерные для них формы и процессы выветривания, выявлены зависимости между минеральным составом, типом горной породы и характерными формами ее выветривания в городской среде.

Фактический материал и методы исследований. Диссертация основана на личном участии автора в диагностике, атрибуции и экспертизе состояния камня, выполняемых в ОАО Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектный институт по реставрации памятников истории и культуры "НИИ СПЕЦПРОЕКТРЕСТАВРАЦИЯ", и на собственных работах по грантам РФФИ и INTAS. Автор обследовал 19 памятников городской архитектуры и 39 месторождений в Польше, Германии и России и собрал по ним каменный материал для лабораторных исследований. Они выполнялись в Санкт-Петербургском государственном университете (СПбГУ), в Центре изотопных исследований и Центральной лаборатории Всероссийского научно-исследовательского геологического института им. А.П.Карпинского (ВСЕГЕИ), во Вроцлавском университете (Польша), Грейфсвальдском университете (Германия) и в Федеральном институте наук о Земле и природных ресурсах (отделения в Берлине и Ганновере). Использованы методы оптической и катодолюминесцентной микроскопии, рентгенофазовый, кулонометрический и рентгено-спектральный флуоресцентный силикатный анализы, микрозондовый анализ. При идентификации песчаников также использовался метод инфракрасной спектроскопии, апробированный для данных целей сотрудниками Федерального института наук о Земле и природных ресурсов Ангелой Элинг и Жоржем Бовитцом (J. Bowitz, A. Ehling 2008). Для обработки данных использовались метод главных компонент факторного анализа и другие общепринятые методы (Рухин Б.Л, 1969, Шванов, 1969; Шванов, 1987; Pettijohn et al., 1987; Юдович, Кетрис, 2000; Скляров, 2001; Richter et al., 2003; Платонов, Тугарова, 2004).

Практическая значимость работы определяется возможностью прямого использования её результатов инженерами, технологами, архитекторами и сметчиками при подготовке архитектурных объектов к проведению реставрационных работ. Результаты диагностики и идентификации изученных горных пород указывают, на каких месторождениях необходимо добывать камень для реставрации зданий. Результаты изучения поведения и изменения песчаников и горшечного камня в окружающей городской среде показывают их основные формы выветривания и вскрывают вызывающие их причины. Это необходимо для правильного выбора методов реставрации и консервации декоративного камня, а также для прогнозов о дальнейшем их поведении в окружающей среде города.

Результаты исследований уже используются в практических работах ОАО Санкт-Петербургский научно-исследовательский и проектный институт по реставрации памятников истории и культуры "НИИ СПЕЦПРОЕКТРЕСТАВРАЦИЯ" и в учебном процессе на геологическом факультете Санкт-Петербургского государственного университета при обучении студентов в рамках бакалаврской программы "Искусство реставрации" (код 530300) и магистерской программы "Экспертиза камня в произведениях искусства и архитектуры" (код 511011). Автор использует результаты исследований в своих лекциях и при проведении практических занятий со студентами СПбГУ по двум курсам: "Экспертиза камня в памятниках архитектуры" и "Цветной камень в интерьерах старого Петербурга".

Защищаемые положения. Из результатов работы автор выносит на защиту четыре положения:

1. Разработана научно-методическая основа создания минералогической базы данных о декоративно-облицовочном камне Петербурга. Использованный комплекс современных минералогических, рентгеновских, химико-аналитических методов исследования песчаников, горшечного камня и "зелёного мрамора" рационален для достоверной идентификации любых типов декоративно-облицовочного камня в архитектурных объектах Санкт-Петербурга и определения мест его добычи. Выполнена идентификация декоративного камня в 19 архитектурных объектах Петербурга.

2. В декоративном отношении песчаники в архитектуре Петербурга рациональнее всего классифицировать по цвету, разделяя их на четыре группы — а) красно-коричневые, б) серые, серовато-жёлтые и жёлтые, в) светло-зелёные, г) зелёные. По валовому минеральному составу они являются существенно кварцевыми; второстепенную роль играют калиевые полевые шпаты (ортоклаз, микроклин), мусковит, биотит, кальцит, доломит; акцессории - рутил, циркон, апатит. Редким типом пород для архитектуры Петербурга являются глауконитовые кварцевые песчаники. Цвет песчаников обусловлен минеральным составом цемента, за исключением зеленых глауконитовых песчаников. Примесь гематита придаёт породе - красно-коричневый цвет, других оксидов и гидроксидов железа (лимонита) — серовато-жёлтый и жёлтый цвет, клинохлора — светло-зелёный цвет.

3. Главными процессами и генетическими формами выветривания песчаников являются, во-первых, их загрязнение частицами из атмосферы вплоть до образования на них темноцветной корки и, во-вторых, отдельные и многочисленные отслоения и отшелушивания. Все химические явления, идущие при образовании темноцветной корки, не затрагивают или затрагивают в минимальной степени материал самого песчаника. Процессы отслоения и отшелушивания песчаников связаны с их минеральным составом: песчаники с преимущественно глинистым цементом, состоящим из иллита с примесями иллит-монтмориллонита, каолинита, и клинохлора наиболее интенсивно подвержены процессам механического разрушения. 4. Так называемый, горшечный камень в объектах архитектуры Петербурга является тальк-магнезитовым метасоматитом, образовавшимся по серпентинитам одной из верхнеархейских вулканогенно-осадочных структур на территории Нуннанлахтинского поля в центральной Финляндии. Горшечный камень слабо подвержен процессам деструкции в городской среде. Основной формой его выветривания является образование на поверхности налётов и пленок жёлтого цвета, происходящее за счёт частичного перехода железосодержащего магнезита в гидроксиды железа.

Апробация работы, публикации и гранты. Основные результаты работ докладывались на российских и международных конференциях и съездах, в том числе, на Международной научной конференции и выставке "Строительные каменные материалы из Скандинавии в убранстве Санкт-Петербурга" (Санкт-Петербург, 2002), на Х"ом съезде Российского минералогического общества, (Санкт-Петербург, 2004); Международной научной конференции "Федоровская сессия-2008" (Санкт-Петербург, 2008). По теме диссертации сделано 23 публикации, из них 3 - в журналах, входящих в перечень ВАК и 3 статьи в научной монографии, изданной по гранту РФФИ издательством "Наука" (Булах (науч. ред.), 2005).

Исследования были поддержаны российскими и международными грантами: грантом РФФИ 05-06-80163 (Минералого-петрографическая и генетическая типизация песчаников в памятниках архитектуры Санкт-Петербурга как основа их идентификации, определения степени их устойчивости и выявления процессов их изменения в экологической обстановке города); грантом РФФИ 02-06-80123 (Физико-химические и биогенные процессы разрушения камня в условиях городской среды и методы их исследования (на примере Санкт-Петербурга)); грантом INTAS YSF 06-1000014-5923 (Sandstones from Poland and Germany in architecture of Saint-Petersburg: their mineralogical, petrographical and genetic typification as the basis for their identification, definition of the degree of their stability and revelation of the processes changing them in ecological conditions of the city).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, приложения. Общий объём диссертации 238 страниц, включая 121 страницу текста, 80 рисунков, 43 таблицы и библиографию из 80 наименований.

Заключение диссертации по теме «Минералогия, кристаллография», Савченок, Антон Ильич

Общие выводы. Обобщая результаты изучения минерального состава темноцветных корок на поверхности песчаника, и мест их локализации на фасадах зданий, можно сделать следующие предположения:

1. Гипс в составе темноцветных корок является главным концентратором серы. Он присутствует вместе с кальцитом. Поэтому на наш взгляд он образуется из карбоната по следующей реакции:

СаСОз + S02 + 2НгО + 0,502 = CaS04-2H20 + С02

2. Содержание оксида кальция (СаО) в серых песчаниках составляет от 0,17 масс. % до 1,32 масс. % (см табл. 9, глава 3), в красно-коричневом песчанике из фасада здания № 8 по Адмиралтейской набережной - 0,88 масс % (см табл. 5, глава 3) и в зелёном глауконитовом песчанике из фасада здания № 14 по Социалистической улице — 0,52 масс. % (см табл. 18, глава 3). Даже если принять, что весь СаО входит в состав кальцита, то данного количества оксида кальция будет явно недостаточно для о образования плотных корок гипса. При натурном обследовании здании было отмечено, что плотные темноцветные корки локализуются в нижних или на выступающих частях облицовки. По всей видимости, необходимое количество кальцита поступает из шовного известково-песчаного строительного раствора, который является основным связующим веществом кирпичной кладки стен здания и шовного пространства между блоками песчаника и кирпичной кладкой стен. При инфильтрации холодной воды как в жидком, так и в парообразном состояниях через известково-песчаный раствор в условиях избытка СО2 будет протекать следующая реакция:

СаСОз + С02 + Н20 = Са(НСОЗ) Образующийся при данной реакции бикарбонат кальция является растворимым соединением и соответственно вымывается из - шовного пространства на поверхность блоков песчаников, где при повышении температуры будет происходить обратная реакция:

Са(НС03)2 = СаСОз + С02| + Н20, конечным продуктом, которой будет кальцит необходимый для образования гипса.

3. Вещества СаО, Са(ОН)2, полугидрат гипса, Са(НСОЗ) являются в данном случае природными метастабильными минеральными фазами, это свидетельство продолжающихся внутри корки химических превраШении-Если усреднить цифры, то скорость нарастания корки составляет 100 — 300 мкм за 90 - 120 лет, или 0,8 - 3,3 мкм/ год. Эти значения скоростей конечно спорны, но они дают нам представление о порядке величин

Деструкция песчаников и её минералогические факторы.

Выше уже было отмечено, что формы выветривания группы III (Разделение на составные части, или дезинтеграция) характерны только для красно-коричневых, светло-зелёных, и жёлтых песчаников. Они по своему химическому составу являются преимущественно нормосилитами, а по классификации песчаных пород - олиго- и мезомиктовыми песчаниками. Выявлены следующие частные формы выветривания: отдельные отслоения чешуек до раскрашивания (eF-Pu), отдельные отшелушивания чешуек, хлопьев (eF), многочисленные отшелушивания чешуек, хлопьев (mF), отдельные отслаивания (eS), многочисленные отслаивания (mS). Внешне эти разрушения часто проявляются как отслаивания поверхностных частей песчаника тонкими слойками породы толщиной до 2 — 3 мм. Все вместе они могут быть охарактеризованы как утрата целостности поверхности облицовочных блоков песчаника, разуплотнение их структуры до перехода в песок на данных участках и утрата поверхностной их части выкрашиванием.

Изменения химического состава песчаников при их разрушении процессами выкрашивания были изучены с применением рентгено-спектрального флуоресцентного анализа. Для лабораторного анализа были отобраны чешуйки, хлопья и отслаивающиеся части с поверхности блоков песчаника из двух архитектурных объектов Большая Морская д. № 32 (красный и светло-зеленый песчаники) и д. № 47 (красный песчаник). Полученные результаты химического состава сравнивались с химическим составом этих же песчаников, незатронутых процессами деструкции и приводимых в главе 3.

В целом по полученным данным химического состава (таблица 30) деструктированных и недеструктированых песчаников видно, что во всех образцах наблюдается тенденция к снижению содержания SiC>2 и Na20 и увеличению содержаний К20, СаО и Ре2Оз (общее содержание железа, пересчитанное в форме Fe ). Также для образцов красно-коричневых песчаников отмечается увеличение содержаний А12Оз и MgO.

Основные гипергенные процессы - выщелачивание и гидролиз. Теоретически при инфильтрации воды, находящейся в облицовочных блоках песчаников, как в жидком, так и в парообразном состоянии должен происходить вынос подвижных компонентов, в числе которых присутствуют не только щелочи и щелочные земли, но и кремнезем, при этом должны накапливаться А1203 и Fe203. В случае изучаемых песчаников наблюдается значительный вынос только кремнезема, а все остальные элементы ■ имеют тенденцию к накоплению. Такое изменение содержаний петрогенных оксидов в песчаниках при их разрушении выкрашиванием объясняется не столько химическими процессами, протекающими в них, сколько механическим разуплотнением их структуры. Размягчение глинистого цемента этих песчаников при его взаимодействии с водой (как в жидком, так и в парообразном состояниях), а также напряжения, возникающие в песчаниках при замерзании воды, в поровом пространстве, вызывают разуплотнение песчаника, и как следствие появление на поверхности его блоков отслаивающихся чешуек, хлопьев и других агрегатов. При таком разуплотнении структуры из горной породы выносится основной обломочный компонент - кварц. Соответственно, снижение его содержания отражается на относительном повышении содержаний других элементов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная научно-практическая задача по минералого-петрографической и минералого-литологической диагностике природных камней, использованных в архитектуре Санкт-Петербурга. Для всех изученных нами горных пород из архитектурных объектов были установлены месторождения или регионы их добычи. Рассмотрены процессы поведения - деструкции и изменений, камня, находящегося в экологической обстановке города. Выявлены основные формы выветривания для изученных горных пород и их разновидностей с применением международной классификации форм выветривания природного камня в архитектурных сооружениях.

В работе были рассмотрены три типа горных пород в архитектурных объектах города: песчаник, горшечный камень, "зелёный мрамор". По результатам изучения были сделаны следующие выводы: Песчаники в архитектуре Санкт-Петербурга.

1. Бытующие в искусствоведческой литературе, архивах и исторических справках названия песчаников, такие как радомский, вюртембергский, бременский и другие являются торговыми и историческими. Они не отражают ни изменений на политической карте Европы, прошедших с середины XIX века и не конкретизируют место и регион добычи. Использовать только вышеуказанные исторические и торговые названия с целью поиска месторождений нельзя.

2. В результате исследования в Санкт-Петербурге было выявлено 33 здания, фасады которых частично или полностью облицованы различными песчаниками. Все песчаники, использованные в облицовке фасадов представлены четырьмя цветовыми разновидностями: красно-коричневые песчаники; серые, серовато-жёлтые и жёлтые песчаники; светло-зеленые песчаники; зелёные песчаники. Полученные в рамках настоящего исследования минералогические и структурно-вещественные характеристики песчаников в памятниках архитектуры Санкт-Петербурга и из месторождений в Польше и Германии, а также историческая информация и натурные наблюдения как в городе, так и на месторождениях позволили установить месторождения или группы близких месторождений, где добывался песчаник для архитекутрных объектов Санкт-Петербурга. Детальные исследования и идентификация были проведены для 18 песчаников в 14 архитектурных объектах города. По результатам идентификации песчаников было установлено, что:

- красно-коричневые песчаники в фасадах здания № 8 по Адмиралтейской набережной, № 28 по ул Чайковского, зданий №№ 32 и 47 по Большой Морской улице и во внутреннем убранстве Троицкого Собора добывались в Германии на одном из месторождений красно-коричневых майнских песчаников (Дорфпрозельтенский, Вюстенцельский, Эйхенбухльский и Эбенхейдский песчаники);

- красно-коричневый песчаник в фасаде здания № 22 по Большой Морской улице предположительно был добыт на территории Польши (месторождения Тумлин, Копулак, Ванхоцк);

- жёлтый песчаник в фасаде здания № 32 по Большой Морской улице предположительно был добыт на территории Германии (группа месторождений светлых майнских песчаников - Неубрунский и Шонбрунский песчаники);

- серый и серовато жёлтый песчаник в фасаде здания № 40 по Большой Морской ул. был добыт на территории Польши (месторождение Желисоф);

- серый и серовато жёлтый песчаник в фасаде здания № 15 по Соляному переулку был добыт на территории Польши (месторождение Раковички);

- серый песчаник в фасаде здания № 47 по Большой Морской ул. предположительно добыт на территории Германии (Гилдехауский песчаник);

- серый и желтоватый песчаники в облицовке здания железнодорожной станции "Новый Петергоф", дома № 42 по Литейному пр. и дома № 28 по ул. Чайковского были добыты на территории Германии (Оберкирхенский песчаник);

- серый и серовато-жёлтый песчаники в облицовке дома № 21 по Большой Конюшенной ул., дома № 62 по Невскому пр. и дома № 78 на набережной реки Фонтанки были добыты на территории Польши (месторождения Шмилув или исторические близкие к нему месторождения в районе города Шидловец (месторождение

Пикель"));

- светло-зелёный песчаник в фасаде здания № 32 по Большой Морской улице предположительно был добыт на территории Германии (Сандский песчаник);

- зелёный песчаник в фасаде здания № 14 по Социалистической улице был добыт на территории Германии (Рюхенский песчаник).

3. Детальная идентификации песчаников в фасадах зданий Санкт-Петербурга была проведена впервые и позволила выявить наиболее эффективные методы исследования, которые следует использовать при диагностике песчаников в других архитектурных объектах. Важно отметить, что для разных цветовых групп песчаников набор используемых методов несколько различен. Так зелёные глауконитовые кварцевые песчаники являются индивидуальными и редкими горными породами в архитектуре Петербурга. В этой связи для их диагностики и идентификации достаточно наблюдений в стереомикроскопе и петрографическом микроскопе. Светло-зелёные песчаники также явлются достаточно небольшой по объёму разновидностью песчаников и для их диагностики требуется исследования с применением петрографического микроскопа, а также определение их химического состава по основным породообразующим оксидам. Следующей по сложности диагностики является красно-коричневая разновидность песчаников. Для их диагностики практически всегда нужно пребегать к полному комплексу детальных исследований с уделением значительного внимания их гранулометрическому и химическому составов, а также минеральному составу их цементной составляющей. В отдельных случаях также целесообразно изучить эти песчаники с применением инфракрасной спектроскопии и оптического микроскопа с катодолюминесцентной приставкой. Наиболее сложно диагностируемыми являются песчаники относящиеся к серой, серовато-желтой и желтой разновидностям. Практически все эти песчаники являются кварцевыми песчаниками с каолинитовым цементом. Однотипый минеральный состав и крайне однородное их строение не позволяет быстро и однозначно определить место их добычии. Для их надёжной диагностики всегда нужно использовать полный комплекс 4. При изучении процессов деструкциии песчаников в городской среде на примере зданий Санкт-Петербурга была установлена взаимосвязь между минеральным составом обломочной составляющей и цемента песчаников, их лито логическим типом и характерными формами их выветривания. На серых и серовато-жёлтых кварцевых песчаниках преобладает загрязнение частицами из атмосферы до темноцветной корки, покрывающей поверхность. Изучение минерального состава темноцветных корок показало, что их основными минеральными фазами являются гипс и кальцит. В качестве примесей присутствуют метастабильные соединения -оксид кальция (СаО), гидроксид кальция (Са(ОН)2), бикарбонат кальция (Са(НСОз)2) и гидраты сульфата кальция с количеством воды меньшим, чем у гипса (например: CaS04*0,5 Н20). В составе этих корок также были установлены сажа и летучая зола, которые придают поверхности корок серый и черный цвета. Усредненная скорость нарастания корки составляет 100 - 300 мкм за 90 - 120 лет, или 0,8 - 3,3 мкм/ год. На красно-коричневых, светло-зелёных, и жёлтых песчаниках, которые являются олиго- и мезомиктовыми песчаниками с цементом, состоящим из иллита гидрослюд) с примесью каолинита, гематита и смешаннослойного иллит-монтмориллонита, формы выветривания представлены отдельными и многочисленными отслоениями, отшелушиваниями и отслаиваниями. Эти процессы их деструкции связаны с набуханием и размягчением их глинистого цемента при его взаимодействии с водой. Изучение процессов биодеструкции песчаников гораздо интенсивнее проявляющихся в городской среде также подтвердило наличие выше указанной взаимосвязи. На песчаниках с существенно глинистым по составу цементом количество выявленных микромицетов значительно выше, чем на существенно кварцевых по составу серых песчаниках.

Горшечный камень в архитектуре Санкт-Петербурга.

5. Горшечный камень - в архитектурном и искусствоведческом толковании термин достаточно произвольного содержания, объединяющий под своим названием горные породы, состоящие из талька с различным количеством магнезита и хлорита. Исследования показали принадлежность горшечного камня из месторождений Финляндии и Карелии и из архитектурных объектов Санкт-Петербурга к несколько разным с точки зрения минералогии и петрографии горным породам. Горшечный камень в фасадах зданий Санкт-Петербурга и из месторождений Финляндии является тальк-магнезитовым метасоматитом в отличие от карельского камня, который может быть охарактеризован как талько-хлоритовый сланец. Выявление этих различий, а также историко-литературные сведения дали возможность окончательно решить вопрос о прежних местах добычи камня. Горшечный камень, использовавшийся в архитектуре Санкт-Петербурга в эпоху "северного" модерна, поставлялся из месторождений Нуннанлахтинского поля на территории Финляндии.

6. Основной формой деструкции горшечного камня являются образующиеся на его поверхности налёты и пленки желтого цвета. Минеральный состав этих поверхностных образований аналогичен исходной породе и их образование связано с переходом железистого магнезита в гидроксиды железа. Следовательно, при проведении реставрационных работ, связанных с заменой блоков горшечного камня, нужно использовать финский камень, который пожелтеет со временем и будет менее заметен. Карельский "горшечный камень" не будет желтеть совсем или пожелтеет в меньшей степени, что напрямую связано с его талько-хлоритовым, а не тальк-магнезитовым составом.

Зелёный мрамор" во внутреннем убранстве Царицына павильона.

7. "Зелёный мрамор", использовавшийся во внутреннем убранстве Царицына павильона, является уральским лиственитом. Это либо лиственит из Березовского месторождения (город Березовский расположен в 12 км к северо-востоку от Екатеринбурга), либо так называемый невьянский лиственит. Месторождение, которого располагалось в 6 км к югу от г. Невьянска и в 1.5 км северо-восточнее деревни Шуралы, на южном склоне Свиной Горки. Сейчас это месторождение называется "Шуралинское".

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Савченок, Антон Ильич, 2009 год

1. Архангельский А.А., Савченок А.И. Опыт разведки месторождения облицовочного талько-хлоритового сланца // Разведка и охрана недр. 2005. № 5. С. 32-35.

2. Булах А.Г., Абакумова Н.Б. Каменное убранство центра Ленинграда. Д.: изд. ЛГУ, 1987. 198 с.

3. Булах А.Г., Абакумова Н.Б. Каменное убранство главных улиц Ленинграда. СПб.: изд. СПбГУ, 1993. 180 с.

4. Булах А.Г., Абакумова Н.Б. Каменное убранство Петербурга. Город в необычном ракурсе. СПб.: изд. Сударыня, 1997. 143 с.

5. Булах А.Г. Каменное убранство Петербурга. Этюды о разном. СПб.: изд. Сударыня, 1999. 148 с.

6. Булах А.Г., Борисов И.В., Гавриленко В.В., Панова Е.Г. Каменное убранство Петербурга. Книга путешествий. СПб.: изд. Сударыня, 2002. 235с.

7. Булах А.Г. (науч. ред.) Экспертиза камня в памятниках архитектуры : Основы, методы, примеры. СПб.: Наука, 2005. 198 с.

8. Булах А.Г., Золотарев А.А., Савченок А.И. Немецкий и польский песчаники в архитектуре Санкт-Петербурга / материалы V Международного Симпозиума "Минералогические музеи", СПб., 2005 j. С. 336-337.

9. Булах А.Г., Золотарев А.А., Савченок А.И. Экспертиза камня из барельефов Королевских ворот в Калининграде / материалы V Международного Симпозиума "Минералогические музеи". СПб., 20052. С. 342-343.

10. Булах А.Г., Золотарев А.А., Савченок А.И."Немецкий и польский песчаники в архитектуре Санкт-Петербурга" / Экскурсии в геологию. Т. IV, СПб., 20053.

11. Булах А.Г., Воеводский И.Э. Порфир и мрамор, и гранит. / Каменное убранство Петербурга. Книга седьмая. СПб.: Издательский и Культурный Центр "Эклектика", 2007. 160 с.

12. Булах А.Г., Маругин В.М., Золотарёв А.А., Савченок А.И. Некоторые проблемы реставрации каменных фасадов // Реликвия (реставрация, консервация, музеи). 2008. № 18. С. 16-20.

13. Вернова Н.В. Царицын павильон в Петергофе. Историческая справка. Архив Государственного музея-заповедника "Петергоф". 1972. Р-258. С. 51.

14. Власов Д.Ю. Микромицеты в литобиотных сообществах: разнообразие, экология, эволюция, значение / дисс. док. биол. наук. СПб.: СПбГУ, 2008, 390с.

15. Власов Д.Ю., Золотарёв А.А., Савченок А.И., Сафронова Е.В., Крыза Р. Микромицеты в месторождениях песчаников в Нижней Силезии и Свентокшиских горах (Польша) // Микология и фитопатология. 2006. Т. 40. Вып. 6. С. 469-474.

16. Гавриленко В.В. Камень в искусстве и архитектуре Санкт-Петербурга. Конспект лекций. СПб.: Российский государственный педагогический институт им. А.И. Герцена, 2007. 78 с.

17. Гинзбург А.И., Кириков Б.М. Архитекторы-строители Санкт-Петербурга сер. 19 нач. 20 века. Справочник. СПб.: Пилигрим, 1996.

18. Глинка H.JI. Общая химия. JL: Химия, 1974. 711 с

19. Гумеров Л.Г. Самоцветы и облицовочные камни Среднего Урала, Екатеринбург: Минприроды РФ, ДПР Уральского региона, ОАО УГСЭ, 2000. 126 с.

20. Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. Том 3, М.: Мир, 1966.318 с.

21. Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. Том 5, М.: Мир, 1966. 408 с.

22. Енгалычев С.Ю., Панова Е.Г. Геохимия песчаников восточной части Главного девонского поля. СПб.: СПбГУ, 2008. 100 с.

23. Жинью М. Стратиграфическая геология., пер. с франц., М., 1952 Зискинд М.С. Декоративно-облицовочные камни. Л.: Недра, 1989.255 с.

24. Золотарева А.В., Савченок А.И., Золотарев А.А., Булах А.Г. Разрушение "горшечного" камня в условиях городской среды / материалы II Международного симпозиума "Биокосные взаимодействия: жизнь и камень", СПб, 2004. С. 207-210.

25. Кириков Б.М. (отв. ред.) Памятники истории и культуры Санкт-Петербурга, состоящие под государственной охраной. Справочник. СПб: Альт Софт, 2000. 880 с.

26. Кириков Б.М. (науч. ред.) Историческая застройка Санкт-Петербурга. Перечень вновь выявленных объектов, представляющих историческую, научную, художественную или иную культурную ценность (учетных зданий). Справочник. СПб.: Альт Софт, 2001. 520 с.

27. Киселев И.И., Проскуряков В.В., Саванин В.В. Геология и полезные ископаемые Ленинградской области. СПб., 1997, 196 с.

28. Коренбаум С.А. Минеральные парагенезисы тальковых месторождений. М.: Наука, 1967. 455 с.

29. Леонов Г. П. Историческая геология. М., 1956. с.

30. Литвинов М.А. Методы изучения почвенных микроскопических грибов. Л.: Наука, 1969. 124 с.

31. Нестеров В.В. Львы стерегут город. Л., 1972.

32. Платонов М.В., Тугарова М.А. Петрография обломочных и карбонатных пород. СПб., 2004, 72 с.

33. Рухин Б.Л. Основы литологии. Учение об осадочных породах. Л.: Недра, 1969, 704 с.

34. Савченок А.И. Талько-хлоритовый сланец из месторождений Карелии и Финляндии в архитектуре Санкт-Петербурга конца 19 начала 20 веков / материалы XIV молодежной научной конференции, посвященной памяти К.О. Кратца. Петрозаводск, 2003.

35. Савченок А.И., Золотарев А.А. Материаловедческая экспертиза талысо-хлоритового камня в архитектурном декоре Санкт-Петербурга / "Минералогия, Геммология, Искусство", СПб., 2003 ь С. 146-147.

36. Савченок А.И., Золотарев А.А. Камень "Северного" модерна и экскурсия по Санкт-Петербургу / Экскурсии в геологию. Т. II. СПб., 20032- С. 35-45.

37. Савченок А.И. Горшечный камень в убранстве Санкт-Петербурга // Многогранная геология. СПб., 2004. С. 135-144.

38. Савченок А.И., Золотарев А.А., Пащинская И.О., Булах А.Г "Лиственит во внутреннем убранстве Царицына Павильона" / "Минералогия во всем пространстве сего слова". СПб.: изд-во СПбГУ, 2004. С. 250-251.

39. Савчёнок А.И., Золотарёв А.А., Крыза Р. Месторождения песчаников в Нижней Силезии и Свентокшинских горах (Польша) / материалы V Международного семинара "Геология и эволюционная география", СПб., 2005,. С. 46-50.

40. Савчёнок А.И., Золотарёв А.А., Крыза Р. Здания Санкт-Петербурга, декорированные польскими и немецкими песчаниками. / материалы V Международного семинара "Геология и эволюционная география", СПб., 20052, С. 50-54.

41. Савченок А.И. Песчаник в архитектуре Санкт-Петербурга. Путешествие на забытые месторождения / Многогранная геология. Вып. 2., СПб., 2008. С. 197-210.

42. Савченок А.И., Булах А.Г, Крыза Р., Эллинг А. Минералого-литологические особенности песчаника и процессы его деструкции в городской среде (на примере фасада Музея А. Штиглица) // Вестник СПбГУ. Сер. 7. 2009. Вып. 1. С.35-47.

43. Саранчина Г.М., Шинкарев Н.Ф. Петрология магматических и метаморфических горных пород. Л.: Недра, 1973. 392 с.

44. Сауткина Г.Н. Литейный дом княгини Юсуповой. СПб.: Лик, 1997.96 с.

45. Склярова Е.В. (ред.) Интерпретация геохимических данных. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 288 с.

46. Соколов В.И. Талько-хлоритовые сланцы Карелии и пути их комплексного использования. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 1995. 125 с.

47. Харьюзов J1.C. Польские и немецкие песчаники в облицовке памятников архитектуры как объекты реставрации. // Реликвия (реставрация, консервация, музеи). 2004. № 3 (6). С. 20 28.

48. Харьюзов Л.С., Мамонов С.В. "Путиловский камень" как объект реставрации // Реликвия (реставрация, консервация, музеи). 2006. № 2 (13). 2006. С. 38-45.

49. Шванов В.Н. Песчаные породы и методы их изучения. Л.: Недра, 1969.248 с.

50. Шванов В.Н. Петрография песчаных пород (компонентный состав, систематика и описание минеральных видов). Л.: Недра, 1987. 269 с.

51. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000.480 с.

52. Bowitz J., Ehling A. Non-destructive infrared analyses: a method for provenance analyses of sandstones // Environmental Geology. 2008. Vol. 56, Issue 3-4. P. 623-630.

53. Grabowskie-Olszewskie B. (ed.) Metody badan gruntow spoistych, Warszawa, 1990.

54. Grimm W.-D. Bildatlas wichtiger Denkmalgesteine der Bundesrepublik Deutschland, Miinchen 1990. 455 p.

55. Kamienskiey M., Skalmowskiey W. (red), Kamienie budowlane I drogowe., Warszawa, 1957.

56. Kotivuori S., Grapes C., Sandstrom T. Vuosisata vuolukivea 1893-1993. , Juuka-seura, 1993.

57. Kozlowski S. Surowce Skalne Polski., Warszawa, 1986. 538 p.

58. Kurowski L. Fluvial sedimentation of sandy deposits of the Slupiec Formation (MiddleRotliegendes) near Nowa Ruda (Intra-Sudetic Basin, SW Poland) // Geologia Sudetica, 36, 2004, P. 21-38.

59. Natkaniec-Nowak L., Heflik W. Kamienie Szlachetne i ozdobne Polski., Krakow, 2000, 365 p.

60. Pettijohn FJ., Potter P.E., Siever R. Sand and Sandstone., Springer, 1987.553 p.

61. Richter D.K., Gotte Th., Gotze J., Neuser R.D. Progress in application of cathodoluminescence (CL) in sedimentary petrology // Mineralogy and Petrology, 2003. vol. 79. P. 127-166.

62. Sorjonen-Ward P. Geological setting of the Nunnanlahti soapstone deposits. // In: Niemela, M. (ed.) Talc-magnesite deposits in Finland, September 10-15, 2002. Finland: third field correlation. P. 34-37.

63. Stupnicka E. Geologia regionalna Polski. Warszawa, 1989. 286 p.

64. Trask P.D. Studies of recent marine sediments conducted by the American Petroleum Institute // Bulletin of the National Research Council, № 89, Report of the committee on sedimentation 1930 1932, Washington D.C., 1932. P. 60-67.

65. Zeidler & Wimmel (ed), Bauen in Naturstein. 200 Jahre Zeidler & Wimmel. Steinbriiche. Steinmetzbetriebe. Steinindustrie. Kirchheim. 1976. 122 p.1. К) го О

66. Рис. 1. Здания центральной части Санкт-Петербурга, декорированные песчаником.