Александр Конюхов - Читая каменную летопись Земли...

Песчаник относится к числу самых обыкновенных и широко используемых в хозяйстве типов пород. Его применяли испокон веков, в частности, как точильный камень. Впрочем, песчаник прежде всего строительный материал. В этом качестве он уступает разве что известняку. В странах, где последний достаточно редок, из песчаника строили дома и храмы, мостили дороги, складывали опоры мостов. Среди наиболее известных сооружений из песчаника храм Абу Симбел в Верхнем Египте, построенный в XIII в. до н. э. во времена Нового царства. Сам храм — пещерное сооружение, выдолбленное в скалистом уступе нильского берега и развернутое в широтном направлении. В двух залах и в святилище общей протяженностью 55 м обычно царил полумрак. Лишь лучи восходящего солнца два раза в году освещали его глубины. Потолочный свод первого зала поддерживался прямоугольными столбами высотой более 10 м, к которым были прислонены статуи Рамсеса II — одного из знаменитейших фараонов Египта. В честь его, а также богов Амона, Птаха и др. построен этот храм. Вход как бы охраняли высеченные из монолитов песчаника статуи самого фараона и его жены Нефертари высотой 20 м [Лебединский, Кириченко, 1988]. В период строительства высотной Асуанской плотины пещерный храм и статуи фараона были распилены на крупные блоки и перенесены на более высокое место, где им не угрожало затопление.

Византийский историк Исидор, упоминая среди основных строительных материалов «мельничный камень», т. е. песчаник, считал, что он особенно пригоден для кладки стен домов и храмов. В его времена тесаный камень стал вытеснять бетон, широко применявшийся в строительном деле в период расцвета Римской империи. Песчаник не значился в ряду особо прочных или красивых материалов. Как и другие сорта камня, его рекомендовалось применять для вполне определенного элемента конструкции или декора. Так, фундамент собора Парижской богоматери сложен из бутовой плиты и блоков зеленого песчаника.

Песчаник, устойчивый к выветриванию в областях с пустынным климатом, во влажных тропиках не столь прочен. Дело в том, что эта порода состоит из множества мелких и близких по размеру зерен, образующих ее каркас, и связующего более тонкого вещества, которое играет роль цемента. В зависимости от состава зерен и цемента прочность этой породы довольно резко меняется. Размеры песчинок колеблются от 0,1 до 1 мм. В большинстве своем они имеют округлую форму, правда далекую от идеальной, сферической. При изучении в шлифах под микроскопом обычно различают зерна остроугольной, угловатой и сферической, окатанной формы. В песчанике, лишенном цемента и стоженном однородным по величине материалом, зерна уложены примерно так же, как шары на бархате биллиардного стола перед началом партии. Эта идеальная упаковка зерен достигается в реальной породе очень редко.

В пустотах (их называют порами) могут находиться более мелкие частицы. Они обычно не выполняют опорной, несущей функции и потому относятся к заполнителю (цементу). Иногда, правда, цементирующего вещества настолько много, что песчинки как бы плавают в нем. Такой цемент называют базальным. Его разложение ведет обычно к разрушению всей породы. Чаще всего это происходит в результате выщелачивания фильтрационными водами. Песчаник — пористый материал, играющий обычно роль коллектора грунтовых вод. В него легко проникают и метеорные воды. Если цемент в этой породе представлен карбонатами, под действием этих вод он скоро распадается. Более устойчив глинистый либо кремнистый цемент.

Всякая порода — это зрелая форма существования осадка, некогда мягкого и рыхлого. Прежде чем осесть, песчинки обычно долго путешествуют. Их поверхность испещрена различными отметинами. В поле электронного сканирующего микроскопа ее можно читать, как паспорт дипломата с визами разных стран. Песчаное зерно из пустыни покрыто мелкими вмятинами, возникшими от ударов при столкновении поднятых в воздух частиц. Само зерно обычно одето в тонкую непрозрачную «рубашку» из оксидов железа. Это так называемый «пустынный загар», появляющийся при испарении поднимающихся к поверхности через песок грунтовых вод, несущих растворенные и взвешенные вещества.

А вот зерно кварца из устьевого бара в дельте реки, как правило, отполировано и окатано до такой степени, что похоже под бинокуляром на маленький блестящий шарик. Однако и на его поверхности есть темные оспины — ямочки растворения. Если такое зерно окажется на приливно-отливной площадке, каких много в дельтах и эстуариях рек, то спустя какое-то время в этих порах-ямочках мы обнаружим мельчайшие кристаллики гипса или других солей. Они выросли здесь в фазы осушки, во время отлива, когда основная масса воды скатывается с площадок в реку или в море, а в остаточной поровой влаге резко подскакивают при испарении концентрации растворенных солей. В бухтах и лагунах, расположенных на побережье некоторых аридных областей, например Юго-Западной Африки, в кавернах, которыми изобилует поверхность кварцевых зерен, обнаруживаются панцири мелких диатомей — одноклеточных водорослей, обитающих в зонах с повышенной биологической продуктивностью вод. В то же время во влажных тропиках, где в береговой зоне широко распространены мангровые заросли, песчаные частицы, галька и раковины моллюсков покрываются черным налетом. Это органо-минеральные пленки, содержащие восстановленные формы металлов.