Уголь (ископаемый уголь) — осадочная порода органического происхождения, полезное ископаемое, ценнейший вид топлива и сырьё для химической промышленности.
Уголь образуется из торфа — рыхлой болотной породы, сложенной гниющим растительным материалом, который в стоячей воде, бедной кислородом, накапливается быстрее, чем происходит его разложение. За миллионы лет захороненный торф в условиях высоких температуры и давления прессуется и теряет воду, углекислый газ и метан, а в составе породы увеличивается доля углерода. Этот процесс называется углефикацией.
По мере повышения давления и температуры (при этом главным фактором является температура), а также с течением времени торф переходит в бурый уголь, а затем — в каменный. При этом в составе породы увеличивается количество битумов, поэтому уголь делят на суббитуминозный и битуминозный. При достижении температуры выше примерно 235°C битумы разрушаются (процесс дебитумизации), и уголь созревает до высшей степени углефикации — антрацита. На каждой стадии процесса в породе увеличивается содержание углерода: в суббитуминозном угле его 35–50%, в битуминозном — 50–80%, в антраците — 80–100%. Цифры эти весьма условные — разные страны, а порой и разные компании пользуются своими шкалами.
Химические изменения, происходящие на ранних стадиях углефикации — переходе торфа и лигнита в бурый или суббитуминозный уголь, включают обезвоживание, при котором кислород и водород удаляются в виде воды и удаляется диоксид углерода. На следующей стадии — переходе бурого угля в каменный, порода теряет оставшиеся летучие вещества, среди которых преобладает метан — основной компонент природного газа. Происходит его битумизация. Проще говоря, данная осадочная порода представляет собой накопленные, со временем уплотненные и переработанные растения. Эта удивительная по истории своего возникновения порода - каменный уголь составляет менее одного процента всех существующих на земле осадочных пород, но при этом она имеет большое значение во многих сферах жизни людей. Уголь, после древесины, был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива, ведь сжигание одного его килограмма позволяет получить 3400—7200 ккал энергии.
В нашей стране есть несколько угольных бассейнов – Печерский, Таймырский, Зырянский, Тунгусский, Иркутский, Кузбасс, Подмосковный.
Печорский угольный карьер расположился в Архангельской области и в Республике Коми.
Не удивительно, что он протянулся аж на несколько регионов: его площадь составляет 90 тыс. км². Это один из самых больших и перспективных по объемам бассейнов России, на его территории расположено 30 месторождений. Освоение месторождений каменного угля бассейна началось в первой половине 1930-х годов. Благодаря этому в советские годы среди тундры и на вечной мерзлоте вырос город Воркута. Добыча угля продолжается и сейчас, пережив, правда, тяжёлый кризис.
Образец бурого угля этого бассейна есть в коллекции Дмитрия Бабаева. Уголь в образце имеет матовый блеск и полосчатую текстуру, которые указывает на резкую смену условий формирования этого пласта и высокую зольность породы. Отмечается также высокое содержание серы в виде «присыпок» желтого цвета и тонкие прожилки гипса и каолинита белого цвета. Такие примеси снижают качество угля, но делают интереснее его облик в образцах.
Но существует и необычная модификация угля под названием гагат. ГАГАТ (от латинского Gages — название реки в Малой Азии, по другой версии - от греческого «гагатес» – чёрный янтарь) представляет собой разновидность бурого угля, образующуюся за счет углефикации хвойных деревьев семейства ауриекариевых в восстановительной анаэробной среде. Он встречается в виде прослоев и линз от 1-2 до 10-20 см в обыкновенных бурых углях или в углистых глинистых сланцах. Часто скопления гагата представлены стволами или ветвями деревьев, сохранившими исходную структуру.
В гагате, как и в других ископаемых углях, органическая масса состоит из углерода (60-90%), водорода, кислорода, азота, могут быть примеси серы, фосфора, кальция, магния и др. элементов. Камень имеет глубокий вязкий черный цвет, иногда с коричневато-бурым оттенком. Обладает стеклянным блеском и раковистым изломом. Гагат гнется и размягчается при температуре 100–120 °С. Твердость гагата 2,5-4 по шкале Мооса. Он хорошо режется ножом, шлифуется и полируется, приобретая при этом жирный блеск. Плотность гагата 1,3-1,4 г/см3. Он способен гореть, давая коптящее пламя. При трении гагат иногда электризуется, с чем связано еще одно его названиечерный янтарь. Также его называют чёрной яшмой, черным агатом. Месторождения гагата есть в Англии, Китае, во Франции и Испании, в ФРГ, США, Индии и Вьетнаме. Однако самым известным считается Грузинское Гелатское угольное месторождение, расположенное в Ткибульском районе, в 9 км от г. Кутаиси. Там гагат называют иначе — «гишер».
Гагат залегает чаще всего в виде тонких корочек-прослоек. Однако известны случаи, когда находили месторождения с целыми деревьями, которые полностью превратились в гагат, сохранив лишь форму.
Впервые гагат был найден около 8000–9000 лет назад. Он является одним из старейших в мире поделочных материалов, известный с неолита: на стоянках каменного века найдены округлые кусочки гагата, обработанные кремневыми инструментами. В Западной Европе из гагата изготавливали крестики, иконки, распятия. В мусульманских странах огромной популярностью пользовались гагатовые четки.
Великий ученый Аль-Бируни считал его одним из самых "эффективных" камней - оберегов, правда к успехам гагата как материала для ювелирных украшений относился скептически: «Этот камень не принадлежит к числу драгоценных камней, и бусы из него — самые низкосортные, так что их надевают на шею и ослам...".
Но интерес к сумрачному траурному гагату в качестве материала для ювелирных украшений волнообразно возникал. В каждой стране этот камень был популярным в разное время. В литературе выражение «черный как гагат» стали употреблять с XI века. По сей день черный, похожий на смолу блестящий камень используют для различных декоративных изделий, четок и ювелирных украшений.
Наибольшей популярности гагат достиг в викторианской Англии. Еще до восшествия на престол Виктории он был в списках" официальных траурных камней. После смерти в 1830 году Георга V страна погружается в траур палата лордов издает указ, предписывающий формы и правила ношения траурного костюма, с которым разрешалось носить лишь украшения из гагата.
В России этот камень добывали в Черемховском месторождении, в долине реки Ангары. Кроме того, в Крыму — в районе Бахчисарая. История обработки сибирского гагата восходит ко второй половине ХIХ века. Из него делали бытовые приборы и сувениры. Из гагата был вырезан иконостас Казанского кафедрального собора в Иркутске (1894 г.), поражавший современников своей красотой и величавостью. Иконостас (как и собор), к сожалению, не сохранился. До нас дошли лишь его фрагменты, переданные в 30-е годы XX века в экспозицию «Музея атеизма» в Ленинграде.
Всплеск интереса к гагату пришелся на 40-е годы XX века. Именно тогда, действовала артель «Гагат», наладившая производство изоляторов для электроприборов, пепельниц, письменных приборов и других утилитарных вещей из гагата месторождения, находящегося в 40 км к западу от Иркутска. Вскоре, однако, нашлись промышленные заменители этого материала.
Очередной этап интереса к гагату пришелся на 90-е годы ушедшего века. Были добыты новые экспериментальные партии гагата. Часть его даже экспортировалась в Японию.
Сегодня интерес к этому неброскому, но необычайно теплому камню вновь растет.
Удивительная природная легкость гагата, в сочетании с невысокой твердостью и значительной вязкостью позволяет мастеру-камнерезу достигать необыкновенно выразительных форм и работать в любом направлении – от утилитарных объектов, до декоративно-художественной пластики. На этом основании он, вместе со слоновой костью, обособляется от остальных самоцветов. Но этот камень очень красив и не случайно много раз упоминается в поэме Шота Руставели «Витязь в тигровой шкуре» наряду с такими драгоценными камнями, как рубин, алмаз, гранат, изумруд.
И ещё немножко лирики: расставаясь, влюбленные часто дарят друг другу талисманы или украшения из гагата — говорят, что камень помогает сохранить добрые воспоминания и смягчает печаль в разлуке.
«В чёрном камне тона траура и смерти сочетаются со сверкающим блеском света и жизни» А.Е. Ферсман.
Литература:
1. Киевленко Е.Я., Сенкевич Н.Н. Геология месторождений поделочных камней. М., «Недра», 1976 г.
Интернет-источники:
1. https://industrial-wood.ru/geologiya-mestorozhdeniy-uglya/15511-gelatskoe-kamennougolnoemestorozhdenie.html
2. https://esotericstoneslithotherapy.blogspot.com/2013/01/blog-post_6384.html
3.https://elementy.ru/novosti_nauki/433901/Klyuchevuyu_rol_v_obrazovanii_kamennogo_uglya_ig rali_mikroorganizmy
4. https://www.syl.ru/article/292247/kamennyiy-ugol-obrazovanie-v-nedrah-zemli-istochniki-iprotsess-obrazovaniya-kamennogo-uglya
5. https://www.liveinternet.ru/users/astrahanka/post262925682/
6. https://industrial-wood.ru/geologiya-mestorozhdeniy-uglya/15829-himicheskaya-harakteristikaugley-pechorskogo-ugolnogo-basseyna.htm
Статью подготовила геолог КАМ Елена Кузьминых