Солевое выветривание строительных материалов мавзолея Хусейн-бека (Чишминский район, Республика Башкортостан)

Объект исследования. Продукты солевого выветривания на цементе строительных блоков известняка мавзолея Хусейн-бека, расположенного в Чишминском районе Республики Башкортостан.

Материалы и методы. Методами рентгенофазового, электронно-микроскопического, энерго-дисперсионного и масс-спектрометрического анализов изучен состав минералов из выцветов.

Результаты. Установлено, что продукты солевого выветривания представлены следующими минералами: гипсом CaSO₄ × 2H₂O, хамберстонитом K₃Na₇Mg₂(SO₄)₆(NO₃)₂ × 6H₂O, дарапскитом Na₃(SO₄)(NO₃) × H₂O, сингенитом K₂Ca(SO₄)₂ × H₂O, эпсомитом MgSO₄ × 7H₂O, кизеритом MgSO₄ × H₂O, глауберитом Na₂Ca(SO₄)₂, доломитом CaMg(CO₃)₂ и целестином SrSO₄. Изотопный состав серы δ³⁴S минералов из высолов варьирует в пределах +7.28 … +11.38‰ V-CDT. Пробы с хамберстонитом и дарапскитом характеризуются облегченным составом серы, что, по-видимому, связано с биотическим воздействием гуано птиц.

Выводы. Основным механизмом деструкции строительного камня, выявленным в мавзолее Хусейн-бека, является солевая коррозия цемента за счет кристаллизации аутигенных минералов. Солевая коррозия мавзолея Хусейн-бека предположительно имеет орнитогенную природу за счет жизнедеятельности птиц, преимущественно полевых воробьев (Passer montanus).

1. Агроклиматические ресурсы Башкирской АССР. (1976) Л.: Гидрометиоиздат, 235 с.

2. Гарустович Г.Н., Нечвалода А.И. (2020) Средневековые каменные мавзолеи Башкортостана (история, археология, биоантропология). Уфа: Китап, 400 с.

3. Князев Ю.Г., Князева О.Ю., Сначев В.И., Жданов А.В. (2013) Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (3-е поколение). Сер. Уральская. Л. N-40 – Уфа. Объясн. зап. СПб.: ВСЕГЕИ, 512 с.

4. Лыков В.М., Туликов А.М. (1976) Практикум по земледелию с основами почвоведенья. М.: Колос, 192 с.

5. Потапов С.С., Ершов В.В. (1993) Вторичное минералообразование в стеновых покрытиях. Урал. минер. сб. № 1. Екатеринбург: Наука, 120-123.

6. Потапов С.С., Червяцова О.Я., Паршина Н.В. (2019) Минеральные новообразования при деструкции зданий и сооружений во влажном морском субтропическом климате Республики Абхазия. Минералогия техногенеза, (20), 51-61.

7. Alves C., Figueiredo C.A.M., Sanjurjo-Sánchez J. Hernández A.C. (2021) Salt Weathering of Natural Stone: A Review of Comparative Laboratory Studies. Heritage, 4(3), 1554-1565. https://doi.org/10.3390/heritage4030086

8. Benavente D., De Jongh M., Cañaveras J.C. (2021) Weathering Processes and Mechanisms Caused by Capillary Waters and Pigeon Droppings on Porous Limestones. Minerals, 11(1), 18. https://doi.org/10.3390/min11010018

9. Claypool G.E., Holser W.T., Kaplan I.R., Sakai H., Sak I. (1980) The age curves of sulfur and oxygen isotopes in marine sulfate and their mutual interpretation. Chem. Geol., 28, 199-260. https://doi.org/10.1016/0009-2541(80)90047-9

10. Doehne E. (2002) Salt weathering: a selective review. London Geol. Soc., spec. publ., 205(1), 51-64.

11. Giesemann A., Jager H.J., Norman A.L., Krouse H.P., Brand W.A. (1994) Online sulfur-isotope determination using an elemental analyzer coupled to a mass-spectrometer. Analyt. Chem., 66(18), 2816-2819. https://doi.org/10.1021/ac00090a005

12. Goudie A.S., Viles H.A. (1997) Salt Weathering. Chichester, UK: Wiley, 241 p.

13. Grassineau N.V., Mattey D., Lowry D. (2001) Sulfur isotope analysis of sulfide and sulfate minerals by continuous flow-isotope ratio mass spectrometry. Analyt. Chem., 73(2), 220-225. https://doi.org/10.1021/ac000550f

14. Hermes A.L., Dawson T.E., Hinckley E.L.S. (2022) Sulfur isotopes reveal agricultural changes to the modern sulfur cycle. Environ. Res. Lett., 17(5), 054032. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac6683

15. Huang C.P., Lavenburg G. (2011) Impacts of bird droppings and deicing salts on highway structures: monitoring, diagnosis, prevention. Delaware Center for Transportation; University of Delaware DCT. Report 221, 22 p.

16. Illustrated Glossary on Stone Deterioration Patterns (2008). Monuments and Sites XV. (Ed. by V. Vergès-Belmin). Paris: ICOMOS, 86 p.

17. Kurtz A.C., Kump L.R., Arthur M.A., Zachos J.C., Paytan A. (2003) Early Cenozoic decoupling of the global carbon and sulfur cycles. Paleoceanography, 18(4). https://doi.org/10.1029/2003PA000908

18. Lindström N., Heitmann N., Linnow K., Steiger M. (2015) Crystallization behavior of NaNO3 – Na2SO4 salt mixtures in sandstone and comparison to single salt behavior. App. Geochem., 63, 116-132. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2015.07.007

19. Mayer B. (1998) Potential and limitations of using sulphur isotope abundance ratios as an indicator for natural and anthropogenic induced environmental change. Isotope techniques in the study of environmental change. Proceedings of 830 International conference IAEA, 423-435.

20. Novoselov A., Konstantinov A., Konstantinova E., Simakova Y., Lim A., Kurasova A., Loiko S., Pokrovsky O.S. (2023) Semiarid lakes of southwestern Siberia as sentinels of on-going climate change: hydrochemistry, the carbon cycle, and modern carbonate mineral formation. Atmosphere, 14(11), 1624. https://doi.org/10.3390/atmos14111624

21. Richards M.P., Fuller B.T., Sponheimer M., Robinson T., Ayliffe L. (2003) Sulphur isotopes in palaeodietary studies: a review and results from a controlled feeding experiment. Int. J. Osteoarchaeol., 13(1‐2), 37-45.

22. Spennemann D.H.R., Watson M.J. (2017) Dietary habits of urban pigeons (Columba livia) and implications of excreta pH – a review. Europ. J. Ecol., 3(1), 27-41. https://doi.org/10.1515/eje-2017-0004