какое происхождение у известняка
Известняк
Известняк является горной породой, образованной в результате осаждения частиц органогенного и хемогенного характера. Месторождения минерального сырья, применяющегося в различных отраслях производства, распространены на обширных территориях.
Характеристика минерального состава породы
В таблице величин твердости по Моосу камень известняк занимает 3-е место по мере возрастания показателей. Его твердость соответствует 3, а плотность зависит от содержания примесей, в том числе доломита, кварца и других минералов.
Вещества, входящие в химический состав известняка, могут разрушаться под действием воды, медленно разлагаться на соответствующие основания с выделением углекислого газа. Эти природные процессы являются источниками газа для минеральных вод и факторами, способствующими образованию карстовых пещер в земных глубинах.
При повышении температурного градиента до 200°C камень быстро разлагается, а в результате обжига образуется известь.
Формула известняка, состоящего из кальцита, — это CaCO3. Если состав содержит доломит, то химическая формула включает магний CaMg(CO3)2. Известняковая горная порода, состав которой формируют раковины и их обломки, называется ракушечник (ракушняк).
Цвет минерала обычно белый или серый, но примеси органических веществ изменяют породу, привнося черный и темно-серый оттенки. Наличие соединений железа в разных концентрациях придает желтую, красную или коричневую окраску.
Виды породы
Физические свойства известнякового материала зависят от наличия пустот и пор в породе. Залежи минерального сырья встречаются во всех геологических системах.
Наиболее интенсивное формирование отложений — в карбоне, меле. Основная характеристика известняка из карбона — отсутствие блеска и белый с желтоватым оттенком цвет. Его отличительная особенность — легкость в обработке, разнообразие текстурных поверхностей и естественных рисунков.
Структура минерала разнообразна и служит в качестве основы для выделения разновидностей породы. Выделяют такие типы:
По размеру зерен различают крупно-, мелко- и скрытокристаллические виды известняков.
Материал, используемый в качестве писчего инструмента, для нанесения контуров на ткань, с целью развития у детей творческого уклона, более известный как мел (белый известняк), относится к типу органогенно-обломочных образований. Если рассмотреть кусочек мела при увеличении, то можно увидеть в нем мелкие ракушки.
Мощность толщ породы зависит от условий формирования осадочных образований и составляет от нескольких сантиметров до 5 км. Прочность известняка невысокая, а во влажном состоянии она снижается.
Для каждого месторождения характерен неравномерный показатель прочности сырья. Мраморовидный известняк в отличие от других минеральных образований, в том числе гранита, имеет меньшую твердость и легко поддается обработке.
Свойства минерала зависят от характера его образования и состава. Иногда порода сложена оолитовыми зернами, обломками кварца и кремния, характеризуется мелкими порами, невысокой прочностью.
Так, например, травертин (натечное образование) характеризуется структурой в виде ячеек, невысокой объемной массой; он легко поддается обработке.
Типичный пример карбонатных образований в современных условиях наблюдается возле источников, в водах которых растворенный компонент оседает на растениях и разнообразных предметах в виде налета.
Путиловский известняк в свое время являлся основным материалом при строительстве города на Неве. Отличные физико-химические свойства, минеральный состав и устойчивость к воздействию внешней среды позволяют активно внедрять его в строительство в качестве декоративного экономически выгодного материала.
Мраморизованный известняк состоит из карбонатов, в его составе содержатся окаменелости в виде моллюсков, раковин. Добываемый материал серовато-голубого, белого цвета с желтым оттенком. Мраморную известняковую породу используют в качестве отделочного компонента для фасадов при выполнении реставрационных работ.
Сферы применения минерального сырья
Горная порода не является редкой, месторождения разрабатываются во всем мире. Запасы доломитов на территории РФ распределены неравномерно, а основные залежи сырья сосредоточены в Центральном федеральном округе, на Урале и в Сибири.
В зависимости от форм залегания породы и глубины разработки добыча известняка производится с использованием специальной техники, различной по функциональности.
Применяется материал в различных отраслях промышленного производства, металлургии. Известняк в строительстве используется в качестве:
В цементной отрасли используются разновидности минерального сырья — мел и мергель. Использование материала в строительстве в качестве компонента для растворов, бетона, штукатурки повышает качество и надежность работ.
Особенные свойства карбонатных образований делают их привлекательным материалом для декоративных и отделочных работ. Разнообразие текстурных и фактурных характеристик служит украшением любого интерьера.
Карбонатный материал (алебастр, гипс) является поделочным камнем. В течение многовековой истории его используют для изготовления статуэток, подсвечников, ювелирной бижутерии. Изделия, дошедшие до наших времен, пользуются спросом среди коллекционеров и ценителей искусства.
Флюсовый известняк и доломит применяются в металлургии в качестве материала и сырья для переработки нефелиновых руд на цемент, соду и глинозем. Известковый камень используют в качестве материала для строительства гидротехнических сооружений.
Флюсующая добавка компонента, вводимая в доменную шихту с целью снижения температуры плавления породы, не содержащей рудный компонент, является единственным видом основной добавки. В металлургии используют доломитизированный известняк, повышающий содержание в шлаке оксида магния, который увеличивает подвижность и стабильность химических и физических свойств материала при изменении температурного градиента.
Производство использованного соединения, изменившего требования к свойствам флюса, предоставило возможность работать с непрочными материалами. Поэтому в качестве шихты применяют ракушечник. Его структура (большая пористость) позволяет улучшить технологический процесс и качество материала, а химический состав положительно влияет на сохранение температурных условий.
Применение известняка в сельскохозяйственном производстве (доломитовая мука) позволяет снизить кислотность почвы и увеличить урожайность культур. В качестве сырья порода используется в стекольной промышленности.
Известняковый компонент используется для очистки сахара от примесей, полировки изделий из цветных металлов, внешнего покрытия электродов и теплоизоляции конструкционных соединений.
Камень известняк: свойства и использование минерала
По объемам добычи он уступает только песчано-гравийным отложениям, а конкурировать с ним по популярности не способен ни один из природных материалов.
Формирование месторождений
Известняком называют горную осадочную породу, основой которой являются останки моллюсков, населявших моря миллионы лет назад. Для построения своих панцирей, раковин и скелетов им требовался кальцит, или карбонат кальция (химическая формула — СаСО3), источником которого была морская вода. Останки этих крошечных существ опускались на дно, где скапливались в огромных количествах.
Параллельно шел процесс разрушения известковых рифов, образовавшихся в более ранние эпохи. На них воздействовали два вида факторов:
Известняковые обломки падали на дно, постепенно оседала и присутствовавшая в воде мельчайшая взвесь карбоната кальция, которая, заполняя пустоты, связывала в единое целое отдельные элементы будущего минерала. Отложения уплотнялись под весом воды, постепенно образуя известняк — камень, который сегодня можно найти в любом уголке нашей планеты. В зависимости от того, какой компонент является преобладающим, различают:
Превосходные свойства известняка как строительного материала были известны еще в глубокой древности. Его использовали создатели Египетских пирамид и Китайской стены, из него возводились здания Древнего Рима и Греции, а некоторые особо ценные породы известняка шли на изготовление скульптур. Наконец, именно с ним связано постоянно используемое в литературе выражение «белокаменная Москва», встречающееся в описании нашей столицы, что строилась из белого известняка, добывавшегося в близлежащих селах.
Сегодня, несмотря на появление многочисленных синтетических заменителей, известняк не утратил своего значения и продолжает принимать самое непосредственное участие в нашей жизни.
Одной из особенностей этого удивительного минерала является его многоликость: пористый ракушечник и абсолютно гладкий камень, внешне напоминающий благородный мрамор, белый школьный мел и поражающие богатством ярких красок коралловые рифы — все это известняк. Какая еще горная порода может похвастаться таким разнообразием характеристик и форм!
Виды известкового камня
Секрет столь богатой палитры свойств — в примесях, на долю которых может приходиться до 40% массы минерала. В основном это горные породы: кварц, кремний, частицы глины или песка и различные химические соединения, реже встречаются органические вкрапления. Вид примесей и соотношение количества органических и неорганических компонентов определяет цвет минерала, его структуру и область, где используют известняк.
Классификация по цвету породы
Карбонат кальция в чистом виде представляет собой белый порошок, окраска известнякового камня зависит только от примесей, следовательно, по ней можно определить, из чего состоит известняк, что входит в его состав, кроме кальцита. А по интенсивности окраски можно судить о количестве примесей. Разнообразные оттенки минералу придают:
А белый или светло-серый цвет говорит о том, что минерал либо не содержит примесей, либо их количество ничтожно мало.
Разделение по структурным особенностям минерала
От вида и количества примесей зависит то, как выглядит известняк, каково его строение, а также физические и химические свойства камня. В частности, важен такой параметр, как растворимость камня под действием воды и угольной кислоты, поскольку он определяет способность противостоять коррозии. По плотности, растворимости и структурным признакам различают породы:
Область применения
В зависимости от того, где будет использоваться известняк и для чего он предназначен, после добычи минерал проходит определенную обработку. В современном народном хозяйстве он может применяться в виде:
Свойства и состав известняка настолько разнообразны, что его можно использовать практически везде: в стекольном деле и при строительстве автомагистралей, без него невозможно изготовление резины и красок. Этот камень участвует в производстве минеральной ваты и силикатного кирпича, является одним из компонентов бетонной смеси. Известковый камень используется и как сырье для производства мыла и зубной пасты, с его помощью очищают от примесей сахар и защищают от коррозии гидротехнические сооружения. И, наконец, он обладает чудодейственными качествами.
Целебные и магические свойства
Этот удивительный минерал нашел свое применение и в народной медицине. С древних времен были известны антисептические свойства известняка и его способность сдерживать рост и распространение болезнетворных организмов. Лидирует по количеству целебных свойств обыкновенный мел, который используют в виде мелкодисперсного порошка:
Известна и магическая сила камня. Считается, что кальцит, являющийся его основой, способен развивать интуицию и притягивать внимание окружающих. Изготовленные из известняка амулеты и обереги рекомендуется приобрести людям, чья профессиональная деятельность требует особого внимания и четкости: представителям правовых структур, финансовым работникам, медикам.
Конечно, к волшебным свойствам известняка можно относиться скептически, но нельзя отрицать огромного значения этого многоликого и вездесущего минерала — вечного спутника человека от древних времен и до наших дней.
Происхождение известняка: история, добыча, применение
Так что же это за необыкновенный камень — известняк, о котором пойдет речь? Чем он так хорош, что о нем слагают легенды, сказки, поэмы? Почему именно с ним любят работать архитекторы и дизайнеры, хотя сейчас на строительных рынках много другого камня, в том числе и искусственного, и всяких других материалов? Может, лучше облицовывать фасады зданий искусственным камнем из крашеного бетона — и проще, и несколько дешевле? Но нет, глаз радует натуральный, благородный и не подверженный временным разрушениям известняк. Почти забытый в XX веке российскими архитекторами и строителями, он опять входит в моду и укрепляет свои позиции в различных стилях. Чтобы знать, в какой климатической зоне можно применить тот либо иной тип известняка, надо понимать структуру любого камня и обращать внимание на его характеристики.
Камень известняк — осадочная порода, состоящая из кальцита с включением отложений из мелких морских животных, которые спрессовались за тысячелетия в каменные залежи. После отступления морей оставались огромные каменные пространства, состоящие в основном из известняка. Его залежи встречаются по всей земле, где-то больше, где-то меньше, так как моря медленно мигрировали по суше.
Известняки, разнообразные по своей структуре, делятся на несколько видов:
Известняк, состоящий из массы створок раковин, сцементированных между собой углекислой известью, носит название «известняк-ракушечник». Он отличается от обычного известняка окраской и характеристикой качества.
Его цвет варьирует от светло-кремового до коричневатого или сероватого и совсем темно-серого.
Некоторые из известняков этого рода отличаются плотным цементирующим веществом и большей сохранностью раковинных створок. Другие, напротив, рыхлы и ноздреваты. Известняк-ракушечник применяют в строительстве, он хорошо пилится, из него делают архитектурный декор, изготавливают стеновые блоки, которые идут на кладку домов, или производят облицовочную плиту. В основном его применяют в более теплом климате, то есть на юге России. У известняка-ракушечника низкая плотность и морозостойкость. Активнее всего его применяли и применяют и строительстве зданий в Дагестане.
Известковый туф — что пресноводный известняк, или известковый натек. Излишне большое количество углекислой извести, растворенной в воде различных источников, под атмосферным давлением осаждалось на растениях, раковинах, песчинках. Получался известковый налет, который через тысячелетия, путем сложного литогенеза, превращался в туф. Туф, так же как и известняк-ракушечник имеет пористую структуру. При распиловке, шлифовке или полировке он становится красивым и приобретает более насыщенный цвет. Плиты из туфа, имеющие слишком большое количество пор, «лечат», то есть поры затирают какой-либо специальной мастикой или смолой под цвет камня, потом туф шлифуют или полируют, что придает ему красоту и эстетический шарм. Только что добытый известковый туф чрезвычайно мягок и порист, но на воздухе он постепенно твердеет. В некоторых странах известковый туф носит название «травертин». Он подходит как для облицовки фасадов зданий, так и для внутренних работ.
Понятие «известковый туф» (образовавшийся из пресноводных осадков) не следует смешивать с понятием «вулканический туф» (который является продуктом вторичного образования из вулканических извержений, подобно тому, как песчаники образовывались из разрушившихся кварцевых пород). Конечно, самые лучшие строительные материалы это обыкновенные, или плотные, известняки. Они отличаются тонкозернистым или совершенно плотным сложением. Цвет обыкновенных известняков в зависимости от красящих примесей бывает белым, желтым, розовым, красным, зеленым, голубым, серым, черным с различными оттенками. У обыкновенного известняка удельный вес выше, чем к примеру, у ракушечника; водопоглощение oт 1% до 9%, морозостойкость не ниже 25 циклов (цикл это состояние камня от первичного попадания влаги до заморозки, сменяющейся резкой оттепелью). Такой известняк служит сырьем для изготовления штучного поделочного и облицовочного камня, а также изделий из него. Его легко обрабатывать на станках и вручную, он прекрасно чувствует себя в любой среде: на стенах, на полу, в ландшафте, в жарком и морозном климате, и даже в водной среде.
Но среди обыкновенных известняков встречаются и более плотные камни. Это объясняется тем, что в процессе последующего литогенеза известняки приобрели свойства мраморов и доломитов. Такие известняки не только хорошо пилятся, но прекрасно шлифуются и полируются. Особенно хороши «мраморовидные» известняки. Иногда они содержат различные окаменелости, раковины, остатки морских лилий, рыб и различных растений, благодаря чему имеют при полировке весьма красивый рисунок. Известняк блестит как мрамор («мрамор» в переводе с греческого обозначает «блестящий»). Особенно красив он в облицовке фасадов зданий, стен внутри помещений, а также в укладке полов. Этот известняк можно «состарить» искусственно под камень XV, XVIII, XIX веков, но только при его укладке на пол потребуются особые химические пропитки. У мраморовидных известняков повышенная сопротивляемость к неблагоприятным атмосферным воздействиям, они имеют сахаровидный излом, мелкое пли крупнозернистое сложение, насыщенность водой до 0,8%. Такие известняки являются не только хорошим строительным материалом – из них изготавливают также сложные архитектурные детали: колонны, столбы, балясины, кронштейны, карнизы. пояски, тумбы, вазы и другое. При установке во внешней среде детали из него не требуют особого ухода. Этот известняк не страдает и от перепада температур в зимнее и летнее время. У него не только более высокая плотность, но и высокая морозостойкость, она может доходить до 300 циклов в лабораторных условиях. Весьма похожими свойствами обладают «доломатизированные» известняки. Их водопоглощение 0,3%. они плотные, с большим удельным весом и низкой истираемостью. У такого известняка также высока морозостойкость, что при российском климате очень важно. Но недостатком является то, что под воздействием различных атмосферных явлений, а также солнечных лучей, полированный или шлифованный доломатизированный известняк блекнет, теряет цвет и становится серым, невзрачным. Поэтому полированный доломатизированный известняк с красивыми кварцитовыми вкраплениями лучше всего применять для внутренних облицовочных работ. Только при облицовке фасадов зданий в виде плитки «скала», которая проходит ручную обработку — скалывание со всех сторон, доломатизированный известняк выглядит великолепно.
«Землистые» известняки, как и гипсовый камень (алебастр), из-за своей малой прочности идут только на приготовление искусственных материалов.
Так как известняки залегают неглубоко, добыча их в основном, ведется в карьерах открытым способом. В верхних слоях добывают штучный камень, из нижних слоев изготавливают известковый щебень различных марок. В глубинных карьерах работают специальные машины по выпиливанию блоков, эти блоки потом поставляются на поверхность, в цеха и распиливаются пол определенные размеры.
Там, где цеха по распиловке и обработке камня находятся вблизи карьера, стоимость этого камня становится ниже. Самый же дешевый камень известняк в необработанном, «диком» виде, и он тоже красив и благороден. Такой известняк может быть применен в строительстве как бутовый камень для кладки стен, может использоваться для облицовки в виде тонкой плиты разного формата. Замечательно выглядит он на фасаде дома, на заборе на фоне яркой зелени. Романтично, красиво, удобно: один раз облицевал и никаких проблем: не надо красить, штукатурить, реставрировать… Это навсегда!
Как образуется известняк в природе?
Известняком называется натуральный камень мягкой осадочной породы, имеющий органическое или органо-химическое происхождение. Основным элементом, входящим в состав известняка, является карбонат кальция (кальцит). Кроме этого, в известняке также могут содержаться примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые, а также песчаные частицы, известковые остатки скелетов микроорганизмов.
Горная порода известняк
Как образуется известняк в природе?
Известняк формируется, главным образом, в условиях морских мелководных бассейнов. Однако, есть случаи, когда природный известняк был сформирован за пределами привычных условий – в пресноводной среде. Залежи камня представляют собой отложения и пласты.
Известковые отложения иногда формируются также как соляные и гипсовые – в результате испарения воды морских лагун и озер. Но, не смотря на это, основная локализация месторождений известняка находится в морях, которым не свойственно интенсивное высыхание.
Происхождение известняка, в основном, связано с выделением живыми организмами из морской воды карбоната кальция, который необходим для формирования скелетов и раковин. Накопление этих остатков умерших организмов, главным образом, происходит на дне морей. Коралловые рифы – один из самых ярких примеров того, как извлекается и накапливается кальцит.
Иногда, если разломать известняковую породу, то можно увидеть наличие отдельных раковин. Морское течение и морские волны разрушительно воздействуют на рифы, в результате чего на дне морей из воды происходит осаждение карбоната кальция, который добавляется к известковым обломкам. Кроме этого, молодые породы известняка образуются при участии кальцита, поступающего в результате разрушения древних пород.
Карбонат кальция, который входит в состав породы, способен растворяться в воде, в результате чего происходит образование карста. Также существуют случаи его разложения на основание и углекислый газ. Однако, для этого необходимы надлежащие условия, поэтому, карбонат кальция разлагается исключительно на большой глубине, в результате чего под воздействием тепла земли происходит выделение газа для минеральных вод.
В зависимости от условий формирования, известняк подразделяется на типы. Наиболее распространенным считается ракушечник. В его образовании участвуют обломки и множество раковин морских животных. Однако, кроме данного типа существуют и другие, среди которых выделяют:
Таким образом, стоит сказать, что известняк – это мономинеральная порода, имеющая в своем составе, кроме основного компонента, множество разнообразных примесей. Название известняка, как правило, зависит от типа данных примесей, а также структуры, их геологического возраста и характера залегания: оолитовые известняки, железистые известняки, плитняковые известняки, триасовые известняки и т.д.
Природный известняк характеризуется светло-серым окрасом, но, не смотря на это, также может иметь черный цвет или белый. Допустимо существование известняка с голубоватым, розовым или желтым оттенком, в зависимости от примесей, находящихся в составе камня.
Месторождения известняка
Дефицита известняка в мире не существует, поскольку он относится к достаточно распространенным осадочным породам, образующимся с участием живых организмов в водной среде.
Целые альпийские цепи сформированы из известняков. Также известняки принимали участие в формирование крымских гор. Однако, это не единственные в мире места нахождения камня. Его залежи известны на территории бывшего СССР (Центральный экономический район), на территории Северного Кавказа, Поволжья, Прибалтики, Молдавской ССР, Азербайджанской ССР. Среди основных известковых месторождений можно выделить:
(Костанокский участок)
Добыча известняка
При добыче известняка применяются несколько способов его извлечения из земных недр. К таким способам относятся:
Стоит отметить, что после извлечения известняка карьер следует засыпать землей, а также засадить травами и растениями. Обычно данные действия осуществляются в местах крупных месторождений. На мелких месторождениях, в основном, известняк добывается с помощью взрывного способа.
Из таких месторождений извлечение камня осуществляется в виде блоков, имеющих прямоугольную форму. Это происходит по причине создания контурных щелей.
Стоит отметить, что каждый из способов в той или иной мере экономически затратный. Однако, одним из наиболее дешевых вариантов считается добыча камня с помощью экскаватора и гидравлического разрыхлителя. Но существует самый экономичный способ, заключающийся в использовании добычного комбайна. Данный способ примерно на 7% дешевле от предыдущего.