Кремень , иногда кремень , представляет собой осадочную скрытокристаллическую форму минерального кварца , [ 1] [2] классифицируемого как разновидность кремня , встречающегося в меле или мергелевом известняке . Исторически кремень широко использовался для изготовления каменных орудий труда и разведения огня .
Кремень встречается главным образом в виде конкреций и масс в осадочных породах, таких как мел и известняк . [3] [4] Внутри узелка кремень обычно темно-серого или черного, зеленого, белого или коричневого цвета и имеет стеклянный или восковой вид. Тонкий окисленный слой на внешней стороне узелков обычно отличается по цвету, обычно белый и шероховатый по текстуре. Узелки часто можно найти вдоль ручьев и пляжей .
Кремень ломается и раскалывается на куски с острыми краями, что делает его полезным для изготовления различных режущих инструментов, таких как лезвия ножей и скребки. Использование кремня для изготовления каменных орудий насчитывает более трех миллионов лет; Чрезвычайная прочность кремня позволила точно датировать его использование в это время. Кремень — один из основных материалов, используемых для определения каменного века .
В каменном веке доступ к кремню был настолько важен для выживания, что люди путешествовали или торговали на большие расстояния, чтобы добыть камень. Могилы Грайма были важным источником кремня, продаваемого по всей Европе. Флинт-Ридж в Огайо был еще одним важным источником кремня, и коренные американцы добывали кремень из сотен карьеров, расположенных вдоль хребта. Этот «кремень Огайо» продавался по всей восточной части Соединенных Штатов, и его находили на западе, вплоть до Скалистых гор , и на юге, в районе Мексиканского залива . [5]
При ударе о сталь кремень образует достаточно искр, чтобы зажечь огонь с помощью соответствующего трута или пороха, используемого в оружии , а именно ударно-спускового механизма кремневого замка . Хотя в этих целях он был заменен различными процессами ( пистон ) или материалами ( ферроцерий ), «кремень» дал свое название как общий термин для разжигания огня.
Точный способ образования кремня пока не ясен, но считается, что он происходит в результате химических изменений в сжатых осадочных породах в процессе диагенеза . Одна из гипотез заключается в том, что студенистый материал заполняет полости в осадке, например отверстия, пробуренные ракообразными или моллюсками , и что он окремняется . Эта гипотеза, безусловно, могла бы объяснить сложную форму обнаруженных кремневых конкреций. Источником растворенного кремнезема в пористой среде могут быть спикулы кремнистых губок ( демоспонги ). [3] Определенные типы кремня, например, кремень с южного побережья Англии и его аналог на французской стороне Ла-Манша , содержат окаменелую морскую флору. Внутри кремня были обнаружены сохранившиеся кусочки кораллов и растительности, похожие на насекомых и части растений в янтаре . Тонкие срезы камня часто обнаруживают этот эффект.
Кремень иногда встречается на крупных кремневых месторождениях в юрских или меловых отложениях, например, в Европе. Загадочные гигантские кремневые образования, известные как парамудра и кремневые круги, можно найти по всей Европе, но особенно в Норфолке, Англия, на пляжах Бистон-Бамп и Вест-Рантон . [6]
«Кремень Огайо» является официальным драгоценным камнем штата Огайо. Он образован из известковых обломков, отложившихся на дне внутренних палеозойских морей сотни миллионов лет назад, затвердевших в известняк , а затем пропитавшихся кремнеземом . Кремень из Флинт-Ридж встречается во многих оттенках, таких как красный, зеленый, розовый, синий, белый и серый, с цветовыми вариациями, вызванными мельчайшими примесями соединений железа. [7]
Цвет кремня может быть: песочно-коричневый, от среднего до темно-серого, черный, красновато-коричневый или кремово-белый серый. [8]
Кремень использовался при изготовлении инструментов в каменном веке , поскольку он раскалывался на тонкие острые осколки, называемые отщепами или лезвиями (в зависимости от формы), при ударе другим твердым предметом (например, молотком, сделанным из другого материала). Этот процесс называется кнаппингом . [9]
Добыча кремня засвидетельствована со времен палеолита , но стала более распространенной со времен неолита (культура Михельсберг, культура воронкообразных стаканов ). В Европу одни из лучших кремней для изготовления орудий поступали из Бельгии (Обург, кремневые рудники Шпенна ), [10] прибрежных мелов Ла -Манша , Парижского бассейна , Тая в Ютландии (кремневый рудник в Хове), сеннонских месторождений. Рюгена , Граймс Грейвс в Англии, верхнемеловые меловые формации Добруджи и нижнего Дуная (Балканский кремень), сеноманские меловые мергелевые формации Молдавского плато (Миорканский кремень) и юрские отложения в районе Кракова и Кшемёнки в Польше, а также Lägern ( силекс ) в горах Юра в Швейцарии.
В 1938 году в рамках проекта Исторического общества Огайо под руководством Х. Холмса Эллиса началось изучение методов и приемов рубки коренных американцев . Как и предыдущие исследования, эта работа включала эксперименты с реальными техниками высечки путем создания каменных орудий с использованием таких методов, как прямая перкуссия от руки, давление от руки и давление с использованием подставки. Среди других учёных, проводивших подобные эксперименты и исследования, — Уильям Генри Холмс , Алонзо В. Понд , Фрэнсис Х.С. Ноулз и Дон Крэбтри . [11]
Чтобы уменьшить подверженность фрагментации, кремень/кремень можно подвергнуть термообработке, медленно доведя до температуры от 150 до 260 °C (от 300 до 500 °F) в течение 24 часов, а затем медленно охладив до комнатной температуры. Это делает материал более однородным и, следовательно, более податливым, а также позволяет получить инструменты с более чистой и острой режущей кромкой. Термическая обработка была известна ремесленникам каменного века. [ нужна цитата ]
При ударе о сталь острие кремня дает искры. Твердая кромка кремня сбривает частичку стали, обнажая железо, которое вступает в реакцию с кислородом из атмосферы и может воспламенить настоящий трут . [12]
До того, как сталь стала широко доступной, камни пирита (FeS 2 ) использовались вместе с кремнем аналогичным (но более трудоемким) способом. Эти методы остаются популярными среди специалистов по дереву, кустарникам и среди людей, практикующих традиционные навыки разжигания огня. [13] [14]
Позже кремень и сталь стали широко использоваться в механизме кремневого замка , который использовался в основном в огнестрельном оружии с кремневым замком , но также использовался и в специальных инструментах для разжигания огня. Кусок кремня, удерживаемый в губках подпружиненного молотка, при отпускании спускового крючка ударяет по шарнирному куску стали (« завиток ») под углом, создавая ливень искр и обнажая заряд воспламеняющего пороха. Искры воспламеняют капсюльный порох, а это пламя, в свою очередь, воспламеняет основной заряд, проталкивая шар, пулю или выстрел через ствол. Хотя с 1840-х годов после появления капсюлей в военных целях использование кремневого ружья сократилось , винтовки и ружья с кремневым замком по-прежнему используются среди стрелков-любителей.
Кремень и сталь, используемые для зажигания искр, были заменены в 20 веке ферроцерием ( иногда называемым «кремнем», хотя это не настоящий кремень, « мишметалл », «горячая искра», «металлическая спичка» или «огненная сталь»). Этот искусственный материал, если его царапать любым твердым острым краем, дает искры, которые намного горячее, чем искры, полученные от натурального кремня и стали, что позволяет использовать более широкий спектр трутов. Поскольку ферроцерий при намокании может вызывать искры и при правильном использовании может вызвать пожар, его обычно включают в комплекты для выживания . Ферроцерий используется во многих зажигалках, где его называют «кремнем».
Пользе кремня в качестве разжигателя огня препятствует его свойство неравномерного расширения при нагревании, что приводит к его разрушению, иногда резкому, во время нагрева. Эта тенденция усиливается примесями, обнаруженными в большинстве образцов кремня, которые могут расширяться в большей или меньшей степени, чем окружающий камень, и аналогичны склонности стекла к расколу при воздействии тепла и могут стать недостатком при обработке кремня. используется как строительный материал . [15]
Кремень, расщепленный или необработанный, использовался с древности (например, в позднеримском форте замка Бург в Норфолке) до наших дней в качестве материала для строительства каменных стен с использованием известкового раствора и часто в сочетании с другим доступным камнем или камнем. кирпичный щебень. Это было наиболее распространено в тех частях южной Англии, где не было хорошего строительного камня и где производство кирпича не было широко распространено до позднего средневековья. Он особенно ассоциируется с Восточной Англией , но также используется в меловых районах, простирающихся от Хэмпшира , Сассекса, Суррея и Кента до Сомерсета .
Кремень использовался при строительстве многих церквей, домов и других построек, например, крупной крепости замка Фрамлингем . Множество различных декоративных эффектов достигалось за счет использования различных видов насечек или композиций и сочетаний с камнем ( флешворк ), особенно в XV и начале XVI веков. Поскольку раскалывание кремня до относительно ровной поверхности и размера - это высококвалифицированный процесс с высоким уровнем отходов, отделка кремнем обычно указывает на здания с высоким статусом.
Во время Первой мировой войны в меловой стране Франции британцы наполняли мешки с песком кремнем и использовали их в качестве брустверов. [16]
Кремневые камешки используются в качестве среды в шаровых мельницах для измельчения глазурей и другого сырья для керамической промышленности. [17] Камешки отбираются вручную по цвету; те, которые имеют оттенок красного, указывающий на высокое содержание железа, отбрасываются. Остальные сине-серые камни имеют низкое содержание хромофорных оксидов и поэтому менее вредны для цвета керамической композиции после обжига. [18]
До недавнего времени обожженный кремень также был важным сырьем для изготовления керамических изделий на основе глины, производимых в Великобритании. [19] [20] В глиняных телах обожженный кремень уменьшает усадку во время сушки и изменяет тепловое расширение при обжиге. [21] Также может использоваться в глазури в качестве сеткообразователя. [22] При подготовке к использованию кремневая галька, часто добытая с побережья Юго-Восточной Англии или Западной Франции, была прокалена до температуры около 1000 ° C (1800 ° F). Этот процесс нагревания удалял органические примеси и вызывал определенные физические реакции, включая преобразование части кварца в кристобалит . После обжига кремневые камешки измельчали и измельчали до мелкого размера частиц. [23] [24] [25] [26] Однако использование кремня теперь заменено кварцем . [20] Из-за исторического использования кремня, слово «кремень» используется некоторыми гончарами (особенно в США) для обозначения кремнеземного сырья, используемого в керамике, которое не является кремнем. [27] [28] [29]
Кремневые браслеты были известны в Древнем Египте, и было найдено несколько экземпляров. [30]
Минералогия
Археология
{{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )(страница содержит Java-апплеты , изображающие трехмерную молекулярную структуру)
