Петрография и физико-механическая оценка мафо-ультмафических пород из Атуд-Ум Хасила, Египет, для использования в качестве лицевого камня

Породы под нашими ногами

От колонн храмов до кухонных столешниц — значительная часть нашей застроенной среды опирается на камень. Но не все породы одинаково хорошо выдерживают десятилетия шагов, погоды и износа. В этом исследовании рассматриваются тёмные, плотные породы Восточной пустыни Египта, чтобы выяснить, какие из них можно безопасно распиливать на крупные плиты и блоки для облицовки и декора, а какие лучше оставить в земле.

Камни из пустынной горы

В районе Атуд–Ум Хасила, примерно в 60 километрах к западу от побережья Красного моря, совместно выходят на поверхность три основных типа пород: два вида габбро (метагаббро и оливиновое габбро) и зеленоватая порода — серпентинит. Все три относятся к семейству плотных тёмных мафических и ультрамафических пород, сформированных глубоко в коре Земли и в верхней мантии. Регион является частью Аравийско-Нубийского щита — древнего геологического «коллажа», который давно служит источником камня для египетских памятников. Поскольку эти породы широко распространены и визуально привлекательны, авторы поставили практический вопрос: какие из них надёжно подходят для использования в качестве лицевого камня — больших, точно обработанных блоков для фасадов, полов и облицовки?

Взгляд внутрь структуры породы

Команда собрала восемнадцать репрезентативных образцов и изучила шлифы каждого в микроскопе. Метагаббро и оливиновое габбро доминируют за счёт твёрдых, взаимопереплетённых кристаллов полевого шпата, амфибола, пироксена и местами оливина. Такая плотная, «мозаичная» структура склонна скреплять зерна и противостоять разрушению. В отличие от них, серпентинит преимущественно состоит из чешуйчатых и волокнистых минералов серпентина с вкраплениями и жилами более мягких карбонатов и непрозрачных минералов, таких как магнетит. Эти слоистые и жилковые текстуры создают плоскости слабости, которые при нагрузке могут выступать в роли готовых путей для трещинообразования.

Как камни показали себя в лаборатории

Чтобы перевести эти микроскопические признаки в поведение в реальном мире, исследователи распилили породы на кубы и измерили свойства, важные для строительства: плотность, водопоглощение, пористость и давление, которое порода выдерживает до разрушения. Оба типа габбро показали сходные характеристики: относительно высокую плотность, очень низкое водопоглощение, низкую пористость и среднюю прочность на сжатие порядка середины 70 мегапаскалей. Серпентинит, хотя часто столь же плотный, поглощал больше воды и имел более низкую и более переменную прочность — в среднем примерно на 10 мегапаскалей ниже, чем у габбро. В сравнении с международными стандартами ASTM для конструкционных камней, оба габбро соответствуют ключевым требованиям, тогда как большинство образцов серпентинита не достигают необходимой прочности, за исключением двух образцов, находящихся на границе допустимого.

Испытания на воздействие погоды и износа

Поскольку серпентинит широко используется для декоративной плитки, команда также проверила, как он выдерживает суровые воздействия, имитирующие реальные условия. Образцы многократно замачивали в солевом растворе и высушивали, чтобы стимулировать образование солевых кристаллов, а также подвергали циклам нагрева и охлаждения, имитирующим термический шок. Визуально кубы из серпентинита покрывались поверхностными солями и их окраска слегка выцветала при испытании на солёность, но они не раскололись на части. В обоих тестах потери массы оставались ниже одного процента, что указывает на то, что несмотря на более низкую прочность, эти породы при изученных условиях не поддаются быстрой солевой коррозии или разрушению от резких перепадов температуры.

Что это значит для строителей и дизайнеров

В совокупности исследование показывает, что не все тёмные пустынные породы одинаково годятся в качестве строительного материала. Метагаббро и оливиновое габбро с их плотно переплетёнными твёрдыми минералами сочетают низкую пористость, низкое водопоглощение и надёжную прочность, что делает их хорошими кандидатами для несущих или наружных применений в качестве лицевого камня. Серпентинит, будучи привлекательным и относительно стойким к солям и термическим циклам, механически слабее из‑за чешуйчатых минералов и сети жил. Его, вероятно, лучше использовать для ненесущих декоративных элементов и при этом тщательно отбирать образцы с учётом переменной качества. В более широком смысле работа подчёркивает, что понимание минералогического состава и текстуры камня необходимо прежде, чем доверить ему поддержание построек, в которых мы живём и работаем.

Цитирование: Abdel-Rahman, A.M., Latif, M.L.A., Khedr, M.Z. et al. Petrography and physical-mechanical evaluation of mafic-ultramafic rocks from Atud-Um Khasila, Egypt for dimension stone. Sci Rep 16, 12066 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44938-y

Ключевые слова: лицевой камень, габбро, серпентинит, прочность горных пород, Восточная пустыня Египта