Порфировая текстура изверженных пород

Введение

Текстурная форма магматической породы с крупнозернистыми кристаллами в мелкозернистой матрице.

Порфир – это любое из различных гранитов или магматических пород с крупнозернистыми кристаллами, такими как полевой шпат или кварц, рассеянными в мелкозернистой, богатой силикатами матрице, обычно афанитовой или основной массе. В негеологическом, традиционном употреблении термин "порфир" обычно относится к пурпурно-красной форме этого камня, ценимой за его внешний вид, но также используются и другие цвета декоративного порфира, такие как "зеленый", "черный" и "серый". Термин "порфир" происходит от древнегреческого πορφύρα (porphyra), что означает "пурпурный". Пурпурный цвет был цветом королевской власти, а римский "имперский порфир" представлял собой глубокую пурпурную магматическую породу с крупными кристаллами плагиоклаза. Некоторые авторы утверждали, что эта порода была самой твердой из известных в древности. Таким образом, порфир ценился для создания памятников и строительных проектов в Римской империи и впоследствии. В дальнейшем это название было дано любой магматической породе с крупными кристаллами. Прилагательное "порфиритовый" теперь относится к определенной текстуре магматической породы, независимо от ее химического и минералогического состава или цвета. Его основной характеристикой является значительная разница в размере между мелкими матричными кристаллами и гораздо более крупными идиоморфными кристаллами (фенокристаллами). Порфиры могут быть афанитовыми или фанеритовыми, то есть основная масса может содержать микроскопические кристаллы, как в базальте, или кристаллы, легко различимые невооруженным глазом, как в граните.

Формирование

Большинство магматических пород обладают той или иной степенью порфировой текстуры. Это связано с тем, что большая часть магмы, из которой затвердевают магматические породы, образуется в результате частичного плавления смеси различных минералов. Сначала эта смешанная расплавленная масса медленно остывает в глубине земной коры. Магма начинает кристаллизоваться, при этом первыми кристаллизуются минералы с наивысшей температурой плавления, наиболее близкие к общему составу магмы, в процессе, называемом фракционной кристаллизацией. В результате образуются фенокристаллы, которые обычно имеют достаточно пространства для роста и формируют крупные, хорошо образованные кристаллы с отчетливыми гранями (эугедральные кристаллы). Если их плотность отличается от плотности оставшейся расплавленной массы, эти фенокристаллы обычно оседают, в конечном итоге формируя кумуляты; однако, если частично кристаллизованная магма затем извергается на поверхность в виде лавы, остаток расплава быстро охлаждается вокруг фенокристаллов и кристаллизуется гораздо быстрее, образуя мелкозернистую или стекловатую матрицу. Порфиры могут образовываться даже из магмы, которая полностью затвердевает, оставаясь под землей. Основная масса будет отчетливо кристаллической, хотя и не такой крупной, как фенокристаллы. Кристаллизация фенокристаллов в процессе фракционной кристаллизации изменяет состав оставшейся жидкой магмы, приближая ее к эвтектической точке, с минеральным составом, представляющим собой смесь. По мере дальнейшего снижения температуры эта точка достигается, и порода полностью затвердевает. Одновременная кристаллизация оставшихся минералов формирует более мелкозернистую матрицу, окружающую фенокристаллы, поскольку они теснят друг друга. Значение порфировой текстуры как индикатора многостадийного охлаждения магмы впервые было отмечено канадским геологом Норманом Л. Боуэном в 1928 году. Порфировая текстура особенно распространена в андезитах, при этом наиболее заметные фенокристаллы обычно состоят из плагиоклазового полевого шпата. Плагиоклаз имеет плотность, почти равную плотности базальтовой магмы, поэтому фенокристаллы плагиоклаза, скорее всего, будут оставаться во взвешенном состоянии в магме, а не оседая.

Most igneous rocks have some degree of porphyritic texture. This is because most magma from which igneous rock solidifies is produced by partial melting of a mixture of different minerals. At first the mixed melt slowly cools deep in the crust. The magma begins crystallizing the highest melting point minerals closest to the overall composition first, in a process called fractional crystallization. This forms phenocrysts, which usually have plenty of room for growth, and form large, well shaped crystals with characteristic crystal faces (euhedral crystals). If they are different in density to the remaining melt, these phenocrysts usually settle out of solution, eventually creating cumulates; however if the partially crystallized magma is then erupted to the surface as a lava, the remainder of the melt is quickly cooled around the phenocrysts and crystallizes much more rapidly to form a very fine grained or glassy matrix. Porphyry can also form even from magma that completely solidifies while still underground. The groundmass will be visibly crystalline, though not as large as the phenocrysts. The crystallization of the phenocrysts during fractional crystallization changes the composition of the remaining liquid magma, moving it closer to the eutectic point, with a mixed composition of minerals. As the temperature continues to decrease, this point is reached, and the rock is entirely solidified. The simultaneous crystallization of the remaining minerals produces the finer grained matrix surrounding the phenocrysts, as they crowd each other out. The significance of porphyritic texture as an indication that magma forms through different stages of cooling was first recognized by the Canadian geologist, Norman L. Bowen, in 1928. Porphyritic texture is particularly common in andesite, with the most prominent phenocrysts typically composed of plagioclase feldspar. Plagioclase has almost the same density as basaltic magma, so plagioclase phenocrysts are likely to remain suspended in the magma rather than settling out.

Античность и Византия

Римляне называли его lapis porphyrites. В «Естественной истории» Плиния Старшего (36, 11) утверждается, что «Императорский порфир» был обнаружен в Египте во время правления Тиберия; кстати, недавно найденная надпись, датируемая 18 годом н.э., упоминает римлянина Кая Коминия Лейгуса как первооткрывателя нового карьера. Древние египтяне использовали другие декоративные порфиритовые камни очень близкого состава и внешнего вида, но, по-видимому, не подозревали о существовании римского сорта, хотя он находился на их собственной территории. Он также иногда использовался в минойском искусстве, и уже в 1850 году до н.э. на Крите, в минойском Кноссе, были найдены крупные основания колонн из порфира. Его называли «имперским», поскольку шахты, как и в других частях империи, принадлежали императору. Красный порфир добывался в карьере Габал Абу-Духан (или Mons Porphyrites) в Восточной пустыне Египта, из андезита, образовавшегося 600 миллионов лет назад в Аравийско-Нубийском щите. Дорога от карьера на запад к Кене (римскому Максимианополису) на Ниле, отмеченная на карте Птолемея II века, была впервые описана Страбоном и до сих пор известна как Via Porphyrites – Порфировая дорога, её путь отмечен гидреуматами, или водопойными колодцами, которые делали её проходимой в этой абсолютно засушливой местности. Он использовался для всех красных порфировых колонн в Риме, тог на бюстах императоров, панелей в облицовке Пантеона, колонны Константина в Стамбуле, а также алтарей, ваз и фонтанов, которые были повторно использованы в эпоху Возрождения и распространены вплоть до Киева. Римляне также использовали «зелёный порфир» (lapis Lacedaemonius, из Греции, также известный сегодня как серпентин) и «чёрный порфир» из того же египетского карьера. После V века карьер был заброшен на многие столетия. Византийский ученый Александр Васильев предположил, что это стало следствием Халкидонского собора в 451 году и последовавших за этим беспорядков в Египте. Ученые, входившие в состав французской экспедиции под руководством Наполеона, безуспешно искали его, и лишь после того, как Восточная пустыня была вновь открыта для исследований под руководством Мухаммеда Али, английские египтологи Джеймс Бертон и Джон Гарднер Уилкинсон вновь обнаружили это место в 1823 году. Порфир широко использовался в византийских имперских памятниках, например, в Софийском соборе и в «Порфире» – официальных родах императриц в Большом дворце Константинополя, что дало начало выражению «рожденный в пурпуре». Выбор порфира в качестве материала был смелым и однозначным заявлением поздней Имперской Рима. И словно этого было недостаточно, редкость порфира выделяла императоров из числа их подданных, подчеркивая их превосходство. Яркость порфира по сравнению с другими камнями подчеркивала, что эти фигуры не были обычными гражданами, а стояли на много ступеней выше, даже были богами, и достойны того уважения, которого они ожидали. Порфир делал императоров недосягаемыми с точки зрения власти и природы, принадлежащими к иному миру, миру могущественных богов, временно снизошедших на землю. Порфир также символизировал пурпурные одежды, которые носили римские императоры в знак своего статуса, благодаря своему пурпурному оттенку. Как и порфир, изготовление пурпура было чрезвычайно сложным процессом, поскольку для получения красителя требовалось использовать редких морских улиток. Сам цвет напоминал общественности о том, как следует вести себя в присутствии императоров – с уважением, граничащим с поклонением самопровозглашенным божественным царям.

To the Romans it was known as Lapis porphyrites. Pliny the Elder's Natural History (36, 11) affirmed that the "Imperial Porphyry" had been discovered in Egypt during the reign of Tiberius; by the way an inscription recently discovered and dated from AD 18 mentions the Roman Caius Cominius Leugas as the finder of the new quarry. Ancient Egyptians used other decorative porphyritic stones of a very close composition and appearance, but apparently remained unaware of the presence of the Roman grade although it was located in their own country. It was also sometimes used in Minoan art, and as early as 1850 BC on Crete in Minoan Knossos there were large column bases made of porphyry. It was called "Imperial" as the mines, as elsewhere in the empire, were owned by the emperor. The red porphyry all came from the Gabal Abu Dukhan quarry (or Mons Porphyrites) in the Eastern Desert of Egypt, from 600 million year old andesite of the Arabian Nubian Shield. The road from the quarry westward to Qena (Roman Maximianopolis) on the Nile, which Ptolemy put on his second century map, was first described by Strabo, and it is to this day known as the Via Porphyrites, the Porphyry Road, its track marked by the hydreumata, or watering wells that made it viable in this utterly dry landscape. It was used for all the red porphyry columns in Rome, the togas on busts of emperors, the panels in the revetment of the Pantheon, the Column of Constantine in Istanbul as well as the altars and vases and fountain basins reused in the Renaissance and dispersed as far as Kyiv. The Romans also used "Green Porphyry" (lapis Lacedaemonius, from Greece, also known today as Serpentine), and "Black Porphyry" from the same Egyptian quarry. After the fifth century the quarry was lost to sight for many centuries. Byzantium scholar Alexander Vasiliev suggested this was the consequence of the Council of Chalcedon in 451 and the subsequent troubles in Egypt. The scientific members of the French Expedition under Napoleon sought it in vain, and it was only when the Eastern Desert was reopened for study under Muhammad Ali that the site was rediscovered by the English Egyptologists James Burton and John Gardner Wilkinson in 1823. Porphyry was extensively used in Byzantine imperial monuments, for example in Hagia Sophia and in the "Porphyra", the official delivery room for use of pregnant Empresses in the Great Palace of Constantinople, giving rise to the phrase "born in the purple". Choosing porphyry as a material was a bold and specific statement for late Imperial Rome. As if it were not enough that porphyry was explicitly for imperial use, the stone's rarity set the emperors apart from their subjects as their superiors. The comparative vividness of porphyry to other stones underscored that these figures were not regular citizens, but many levels above, even gods, and worthy of the respect they expected. Porphyry made the emperors unapproachable in terms of power and nature, belonging to another world, the world of the mighty gods, present for a short time on earth. Porphyry also stood in for the physical purple robes Roman emperors wore to show status, because of its purple colouring. Similar to porphyry, purple fabric was extremely difficult to make, as what we now call Tyrian purple required the use of rare sea snails to make the dye. The colour itself reminded the public how to behave in the presence of the emperors, with respect bordering on worship for the self proclaimed god kings.

Римские и позднеримские имперские саркофаги

Уникальным проявлением престижа порфира было его использование в качестве материала для императорских саркофагов в IV и начале V веков. Эта традиция, по всей видимости, началась с порфирового саркофага Диоклетиана в его мавзолее, который был разрушен при перестройке здания в церковь, но вероятные фрагменты которого хранятся в Археологическом музее в Сплите, Хорватия. Самые старые и лучше всего сохранившиеся из них находятся в Ватиканских музеях и известны как саркофаги Елены и Константины. Еще девять императорских саркофагов из порфира долгое время находились в церкви Святых Апостолов в Константинополе. Они были описаны Константином VII Порфирогенитом в трактате «О церемониях» (середина X века), где он указал, что они принадлежали соответственно Константину Великому, Констанцию II, Юлиану, Ювиану, Феодосию I, Аркадию, Элии Евдоксии, Феодосию II и Маркиану. Большинство из них сохранились до наших дней в целом или в виде фрагментов, несмотря на повреждения, нанесенные более поздними византийскими императорами, крестоносцами и османскими завоевателями. Один из них, имевший округлую форму, побудил Александра Васильева предположить, что он принадлежал императору Юлиану, основываясь на описании Константина Порфирогенита. Васильев полагает, что девять императорских саркофагов, включая один с crux ansata, или египетским крестом, были вырезаны в Египте перед отправкой в Константинополь, и что он может быть тем самым, который известен как «Ванна Дагобера» (cuve de Dagobert), ныне хранящаяся в Лувре. Гробница Петера III Арагонского в монастыре Сантес-Креус близ Таррагоны использует порфировую ванну или альвеус, который, как предполагается, изначально был саркофагом позднего римского императора Константа в его мавзолее в Ценцеллах – расположенном неподалеку комплексе с хорошо сохранившейся ротондой IV века. В XII и XIII веках на Сицилии была создана еще одна группа порфировых саркофагов, начиная с правления Роджера II, которые использовались для королевских, а затем и императорских захоронений, а именно для захоронения короля Роджера II, короля Вильгельма I, императора Генриха VI, императрицы Констанции и императора Фридриха II. Все они сейчас находятся в Палермском соборе, за исключением саркофага Вильгельма I, который находится в соборе Монреале. Ученый Роза Бациль утверждает, что они были вырезаны местной мастерской из порфира, импортированного из Рима, причем последние четыре, вероятно (на основании наблюдения за их каннелюрами), были изготовлены из одного ствола колонны, который, возможно, был взят из бань Каракаллы или бань Диоклетиана. Она отмечает, что эти сицилийские порфировые саркофаги «являются первыми примерами средневековых отдельно стоящих светских гробниц на Западе и, следовательно, играют уникальную роль в истории итальянского гробничного искусства (более ранние и поздние гробницы примыкают к стенам и зависят от них)». Шесть больших порфировых саркофагов расположены вдоль стен восьмиугольной Капеллы Принчипи (Chapel of the Princes), построенной как одной из двух часовен в архитектурном комплексе базилики Сан-Лоренцо во Флоренции, Италия, для семьи Медичи. Фиолетовый порфир также был обильно использован в роскошной капелле, с облицовкой из мрамора, инкрустированной другим цветным мрамором и полудрагоценными камнями, которая полностью покрывает стены. Задуманная Козимо I, великим герцогом Тосканы (1537–1574), она была начата Фердинандом I де Медичи по проекту Маттео Нигетти, который выиграл неофициальный конкурс, проведенный в 1602 году доном Джованни де Медичи (сыном Козимо I), и несколько изменен во время исполнения Буонталенти. Могила Наполеона в Лес-Инвалиде в Париже, спроектированная архитектором Луи Висконти, сосредоточена вокруг саркофага покойного императора, который часто описывается как сделанный из красного порфира, хотя это неверно. Саркофаг Наполеона сделан из кварцита, однако его пьедестал изготовлен из зеленого андезитового порфира из Вогезов. Саркофаг Артура Уэлсли, 1-го герцога Веллингтонского, в соборе Святого Павла был завершен в 1858 году и изготовлен из цельного куска корнуоллского порфира, типа люксуллианита, который был найден в поле возле Лоствитейла.

A uniquely prestigious use of porphyry was its choice as material for imperial sarcophagi in the 4th and early 5th centuries. That tradition appears to have been started with Diocletian's porphyry sarcophagus in his mausoleum, which was destroyed when the building was repurposed as a church but of which probable fragments are at the Archaeological Museum in Split, Croatia. The oldest and best preserved ones are now conserved at the Vatican Museums and known as the Sarcophagi of Helena and Constantina. Nine other imperial porphyry sarcophagi were long held in the Church of the Holy Apostles in Constantinople. They were described by Constantine VII Porphyrogenitus in the De Ceremoniis (mid 10th century), who specified them to be respectively of Constantine the Great, Constantius II, Julian, Jovian, Theodosius I, Arcadius, Aelia Eudoxia, Theodosius II, and Marcian. Of these, most still exist in complete or fragmentary form, despite depredations by later Byzantine Emperors, Crusaders, and Ottoman conquerors. including one whose rounded shape led Alexander Vasiliev to suggest attribution to Emperor Julian on the basis of Constantine Porphyrogenitus's description. Vasiliev conjectures that the nine imperial sarcophagi, including one which carries a crux ansata or Egyptian cross, were carved in Egypt before shipment to Constantinople. which may be the same one known as "Dagobert's tub" (cuve de Dagobert), now in the Louvre. The tomb of Peter III of Aragon, in the Monastery of Santes Creus near Tarragona, reuses a porphyry tub or alveus, which has been conjectured to be originally the sarcophagus of Late Roman Emperor Constans in his mausoleum at Centcelles, a nearby site with a well preserved 4th century rotunda. In twelfth and thirteenth century Sicily, another group of porphyry sarcophagi were produced from the reign of Roger II onward and used for Royal and then Imperial burials, namely those of King Roger II, King William I, Emperor Henry VI, Empress Constance, and Emperor Frederick II. They are all now in the Palermo Cathedral, except William's in Monreale Cathedral. Scholar Rosa Bacile argues that they were carved by a local workshop from porphyry imported from Rome, the latter four plausibly (based on observation of their fluting) all from a single column shaft that may have been taken from the Baths of Caracalla or the Baths of Diocletian. She notes that these Sicilian porphyry sarcophagi "are the very first examples of medieval free standing secular tombs in the West, and therefore play a unique role within the history of Italian sepulchral art (earlier and later tombs are adjacent to, and dependent on walls)." Six grand porphyry sarcophagi are featured along the walls of the octagonal Cappella dei Principi (Chapel of the Princes) that was built as one of two chapels in the architectural complex of the Basilica of San Lorenzo, in Florence, Italy, for the de' Medici family. Purple porphyry was used lavishly throughout the opulent chapel as well, with a revetment of marbles, inlaid with other colored marbles and semi precious stone, that covers the walls completely. Envisioned by Cosimo I, Grand Duke of Tuscany (1537–1574), it was initiated by Ferdinand I de' Medici, following a design by Matteo Nigetti that won an informal competition held in 1602 by Don Giovanni de' Medici (a son of Cosimo I), which was altered somewhat during execution by Buontalenti. The tomb of Napoleon at Les Invalides in Paris, designed by architect Louis Visconti, is centered on the deceased emperor's sarcophagus that often has been described as made of red porphyry although this is incorrect. Napoleon's sarcophagus is made of quartzite, however, its pedestal is made of green andesite porphyry from Vosges. The sarcophagus of Arthur Wellesley, 1st Duke of Wellington at St Paul's Cathedral was completed in 1858. and was made from a single piece of Cornish porphyry, of a type called luxullianite, which was found in a field near Lostwithiel.

Современное использование

В странах, где на многих автомобилях используются зимние шины с шипами, таких как Швеция, Финляндия и Норвегия, для покрытия автомагистралей часто используют асфальт на основе порфирового щебня, чтобы износостойкий слой выдерживал интенсивный износ, вызванный шипованной зимней резиной.