Мрамор — метаморфическая горная порода , состоящая из карбонатных минералов (чаще всего кальцита (CaCO 3 ) или доломита (CaMg(CO 3 ) 2 ), которые перекристаллизовались под воздействием тепла и давления. [1] Он имеет кристаллическую текстуру и, как правило, не является листоватым ( слоистым ), хотя есть и исключения.
В геологии термин «мрамор» относится к метаморфизованному известняку , но его использование в каменоломне в более широком смысле охватывает неметаморфизованный известняк. [2] Мрамор обычно используется для скульптуры и как строительный материал .
Слово «мрамор» происходит от древнегреческого μάρμαρον ( mármaron ), [3] от μάρμαρος ( mármaros ), «кристаллическая порода, блестящий камень», [4] [5] возможно, от глагола μαρμαίρω ( marmaírō ), «сверкать, искриться, блестеть»; [6] Королевский ученый-педагог Бикс предположил, что « вероятно догреческое происхождение». [7]
Эта основа также является предком английского слова «marmoreal», означающего «подобный мрамору». [8] Хотя английский термин «marble» напоминает французское marbre , большинство других европейских языков (со словами типа «marmoreal») больше напоминают исходный древнегреческий. [9]
.jpeg/1280px-Taj_Mahal_(Edited).jpeg)
Мрамор — это горная порода, образовавшаяся в результате метаморфизма осадочных карбонатных пород , чаще всего известняка или доломита . Метаморфизм вызывает переменную перекристаллизацию исходных зерен карбонатных минералов. Образующаяся мраморная порода обычно состоит из взаимосвязанной мозаики карбонатных кристаллов . Первичные осадочные текстуры и структуры исходной карбонатной породы ( протолита ) обычно были изменены или разрушены.
Чисто белый мрамор является результатом метаморфизма очень чистого ( бедного силикатом ) известняка или доломитового протолита. Характерные завитки и прожилки многих цветных сортов мрамора, иногда называемые полосами , обычно возникают из-за различных минеральных примесей, таких как глина , ил , песок , оксиды железа или кремень , которые изначально присутствовали в виде зерен или слоев в известняке. Зеленая окраска часто возникает из-за серпентина, образующегося из изначально богатого магнием известняка или доломита с примесями кремнезема . Эти различные примеси были мобилизованы и перекристаллизованы под действием сильного давления и тепла метаморфизма. [ необходима цитата ]
Кислоты реагируют с карбонатом кальция в мраморе, образуя угольную кислоту (которая быстро разлагается на CO2 и H2O ) и другие растворимые соли: [10]
Уличные мраморные статуи, надгробия или другие мраморные конструкции повреждаются кислотными дождями , будь то карбонизация , сульфатация или образование «черной корки» (накопление сульфата кальция, нитратов и частиц углерода). [10] При чистке мраморных изделий следует избегать использования уксуса и других кислотных растворов.
Кристаллизация относится к методу придания глянцевого, более прочного покрытия мраморному полу (CaCO 3 ). Он включает полировку поверхности кислотным раствором и стальной мочалкой на машине для настила полов. Химическая реакция ниже показывает типичный процесс с использованием фторсиликата магния (MgSiF 6 ) и соляной кислоты (HCl).
Полученный гексафторсиликат кальция (CaSiF 6 ) связывается с поверхностью мрамора. Он более твердый, глянцевый и устойчивый к пятнам по сравнению с исходной поверхностью.
Другой часто используемый метод отделки мрамора — полировка щавелевой кислотой (H 2 C 2 O 4 ), органической кислотой. Получающаяся реакция выглядит следующим образом:
В этом случае оксалат кальция (CaC 2 O 4 ), образующийся в ходе реакции, смывается вместе с суспензией, оставляя поверхность, которая химически не изменилась. [11]
Галоалкалофильная метилотрофная бактерия Methylophaga murata была выделена из разрушающегося мрамора в Кремле . [12] Бактериальная и грибковая деградация была обнаружена в четырех образцах мрамора из Миланского собора ; черный Cladosporium атаковал высушенную акриловую смолу [13] с помощью меланина. [14]
Мрамор — это горная порода, состоящая из карбоната кальция и магния , в основном белого и розового цвета. [1] Распространенные разновидности мрамора — это зернистый известняк или доломит . Твердость мрамора очень высока, поскольку внутренняя структура породы очень однородна после длительного естественного старения, и внутреннее напряжение исчезает, поэтому мрамор не деформируется из-за температуры и имеет высокую износостойкость. Это очень популярный строительный материал.
В следующей таблице приведены краткие характеристики мрамора. [17]
Белый мрамор ценился за его использование в скульптурах [18] с классических времен . Это предпочтение связано с его мягкостью, что облегчало его резку, относительной изотропностью и однородностью, а также относительной устойчивостью к разрушению. Кроме того, низкий показатель преломления кальцита позволяет свету проникать на глубину от 12,7 до 38 миллиметров в камень, прежде чем рассеиваться, что приводит к характерному восковому виду, который придает реалистичный блеск мраморным скульптурам любого рода, поэтому многие скульпторы предпочитали и продолжают использовать мрамор для создания человеческих фигур. [19]
Строительный мрамор — это камень, состоящий из кальцита, доломита или серпентина, который можно полировать. [20] В более общем смысле в строительстве , в частности в торговле габаритным камнем , термин «мрамор» используется для любой кристаллической кальцитовой породы (и некоторых некальцитовых пород), пригодной в качестве строительного камня. Например, теннессийский мрамор — это на самом деле плотный зернистый ископаемый ордовикский известняк серо-розово-бордового цвета, который геологи называют формацией Холстон .
Ашхабад , столица Туркменистана , был занесен в Книгу рекордов Гиннесса 2013 года как город с самой высокой в мире концентрацией зданий из белого мрамора. [21]
.jpg/1280px-Karibib_Marble_(2018).jpg)
Добыча мрамора осуществляется путем добычи в карьерах . Блоки являются предпочтительными для большинства целей и могут быть созданы с помощью различных методов, включая бурение и взрывные работы, гидроструйную обработку и клиновые методы. [22] Известняки часто в коммерческих и исторических целях называют мрамором, что отличается от геологического определения.
В 1998 году в производстве мрамора доминировали 4 страны, на долю которых приходилось почти половина мирового производства мрамора и декоративного камня. Италия и Китай были мировыми лидерами, каждая из которых представляла по 16% мирового производства, в то время как Испания и Индия производили 9% и 8% соответственно. [23]
В 2018 году Турция была мировым лидером по экспорту мрамора с долей в 42% в мировой торговле мрамором, за ней следовали Италия с 18% и Греция с 10%. Крупнейшим импортером мрамора в 2018 году был Китай с долей рынка 64%, за ним следовали Индия с 11% и Италия с 5%. [24]
Белый мрамор по всему Средиземноморскому бассейну широко использовался в римский период. Центры добычи были неравномерно распределены по Апеннинскому полуострову , материковой Греции , Эгейским островам , Малой Азии и более мелким центрам, таким как на Пиренейском полуострове . Из-за этого дисбаланса возникла необходимость в обширной торговле, что привело к широкому обмену мраморными предметами, включая элементы зданий, скульптуры и саркофаги . Значительное увеличение распространения белого мрамора наблюдалось с конца I века до нашей эры до конца II века нашей эры. Постепенное снижение распространения началось в третьем веке нашей эры. [25]
По данным Геологической службы США , внутреннее производство мрамора в США в 2006 году составило 46 400 тонн на сумму около 18,1 млн долларов США по сравнению с 72 300 тоннами на сумму 18,9 млн долларов США в 2005 году. Производство мраморной крошки (для использования в качестве заполнителя и в промышленности) в 2006 году составило 11,8 млн тонн на сумму 116 млн долларов США, из которых 6,5 млн тонн составил тонкомолотый карбонат кальция , а остальное — строительный заполнитель . Для сравнения, производство мраморной крошки в 2005 году составило 7,76 млн тонн на сумму 58,7 млн долларов США, из которых 4,8 млн тонн составил тонкомолотый карбонат кальция, а остальное — строительный заполнитель. Спрос на мрамор в США составляет около 1,3 млн тонн. Индекс мирового спроса на (готовый) мрамор DSAN показал рост на 12% в год в период 2000–2006 гг. по сравнению с 10,5% в год в период 2000–2005 гг. Наибольшее применение мрамора — это плитка.
Каменная и мраморная промышленность является одной из крупнейших отраслей промышленности в Палестине, принося 20-25% от общего объема промышленных доходов, принося 400–450 миллионов долларов США дохода в год. В отрасли занято 15 000–20 000 рабочих на Западном берегу на 1200–1700 предприятиях, и она составляет 4,5% от ВВП страны. Подавляющее большинство экспорта отрасли идет в Израиль.
Мрамор в геологическом смысле не выходит на поверхность в Палестине естественным образом, и что подавляющее большинство коммерчески маркированного мрамора, добываемого в Палестине, с геологической точки зрения будет считаться известняком. [26]
Было обнаружено, что воздействие загрязнения воздуха твердыми частицами повышено в отрасли производства мрамора. Воздействие пыли, образующейся при резке мрамора, может ухудшить функцию легких или вызвать заболевание легких у рабочих, такое как силикоз . Проблемы с кожей и глазами также являются потенциальной опасностью. Предлагаются такие смягчающие меры, как пылевые фильтры или подавление пыли, но необходимо провести больше исследований эффективности мер безопасности. [27] [26]
В Соединенных Штатах Управление по охране труда и промышленной гигиене (OSHA) установило допустимый предел воздействия ( допустимый предел воздействия ) для мрамора на рабочем месте в размере 15 мг/м 3 общего воздействия и 5 мг/м 3 респираторного воздействия в течение 8-часового рабочего дня. Национальный институт охраны труда и промышленной гигиене (NIOSH) установил рекомендуемый предел воздействия (REL) в размере 10 мг/м 3 общего воздействия и 5 мг/м 3 респираторного воздействия в течение 8-часового рабочего дня. [28] [ non sequitur ]
Пыль, мусор и колебания температуры от обработки мрамора могут представлять опасность для здоровья глаз работников. [29] Персоналу, занятому обработкой мрамора, необходимо предоставить средства защиты глаз , а также рекомендуется улучшить обучение всех работников по вопросам профессиональных рисков для здоровья и усилить профилактические меры. [29]
Как любимый материал для греческих и римских скульпторов и архитекторов (см. классическая скульптура ), мрамор стал культурным символом традиции и утонченного вкуса. Его чрезвычайно разнообразные и красочные узоры делают его любимым декоративным материалом. [30]
Места, названные в честь камня, включают Марблхед, Массачусетс ; Марблхед, Огайо ; Мраморную арку , Лондон; Мраморное море ; Мраморные скалы Индии ; и города Марбл, Миннесота ; Марбл, Колорадо ; Марбл-Фолс, Техас , и Марбл-Хилл, Манхэттен, Нью-Йорк . Мраморы Элгина — это мраморные скульптуры из Парфенона в Афинах, которые выставлены в Британском музее . [31]
Общий объем добычи в мире в 2019 году составил около 316 миллионов тонн; однако отходы добычи составили 53% от этого общего объема производства. [29] В процессе добычи и обработки мрамора будет образовываться большое количество неразлагаемых отходов, которые нанесут серьезный ущерб окружающей среде и поставят под угрозу жизнь животных и растений. [1] Например, неэффективное управление горнодобывающими работами привело к образованию большого количества пустой породы, а отходы сбрасываются рекой, загрязняя окружающие водные источники, вызывая загрязнение грунтовых вод и подвергая опасности здоровье человека. Согласно исследованию проб воды вокруг мраморного рудника, было обнаружено, что количество катионов и анионов в воде увеличилось. [1]
Отходы мраморного [1] шлама могут использоваться в качестве минерального наполнителя в красках на водной основе. [32] Использование молотого карбоната кальция в качестве наполнителя в производстве красок может улучшить яркость, укрывистость и эффективность нанесения краски, а также может заменить дорогие пигменты, такие как диоксид титана . [32] Переработка отходов мрамора приводит к тому, что большое количество отходов не закапывается, что снижает загрязнение окружающей среды, тем самым реализуя устойчивость мрамора. Преобразование отходов для получения экономического дохода и восстановления деградированной почвы может улучшить окружающую среду.
Природа мрамора мягкая и пористая, поэтому он легко пачкается цветными жидкостями и легко царапается. Особенно важны уход и чистка. [33]
белый мрамор ценится за использование для изготовления скульптур.
.jpg/1280px-Flickr_-_USCapitol_-_Car_of_History_Clock_(1).jpg)