Камень известняк является осадочной породой преимущественно биогенного происхождения, которая представлена в большом разнообразии форм и разновидностей. Из неё сложены многие горные массивы, коралловые рифы, известковые налёты, меловые обрывы и напластования в толще земной коры. Он образовывался в разные геологические эпохи и в разных условиях, что и привело к появлению стольких его разновидностей.
Какое вещество является основой известняка?
Основой известняка является одно и то же вещество – карбонат кальция (формула: CaCO3). Это значит, что, несмотря на изобилие форм и вариантов, у всех известняков имеется и много общего. Прежде всего, это способность постепенно растворяться в воде и кислотах, склонность к намоканию под действием влаги, гигроскопичность, относительная мягкость, благодаря чему он легко обрабатывается.
При нагревании происходит разложение известнякана оксид кальция (СаО) и углекислый газ (СО2). Реакция разложения известняка применяется при производствеизвести. Ещё одна отличительная особенность этого материала – биологическое происхождение большей части его массы, наличие отпечатков моллюсков и других живых существ, чьиосадки становились его частью
Возраст самых древних отложений составляет сотни миллионов лет. Основным местом его образования и накопления были днища морей и водоёмов.
Эта порода интересна ещё и тем, что под действием воды в ней образуются подземные пустоты и пещеры, многие из которых стали рекреационными объектами. Пещеры активно использовались древними людьми.
Как используют известняк?
Эта порода широко применяется в различных областях:
- Строительство и облицовка. Известняк в строительстве используют при производстве смесей, цемента, извести, а так же для облицовки стен, лестниц, балконов, каминов, полов (отделочные плиты и т. д.).
- Дорожное строительство. Используется кусковой материал для создания насыпей, уплотнения грунта. Предпочтение отдаётся материалам с более высокой насыпной плотностью. Обычно она увеличивается при уменьшении размерачастиц.
- В металлургической промышленности. Добавление известняка улучшает и облегчает процесс выплавки металлов, создания сплавов.
- При изготовлении термостойкого стекла.
- В химической промышленности: производство резины, соды, лаков и красок.
- В качестве фильтрующего материала для очистки воды и в пищевой промышленности.
- При других видах производства: изготовление минеральных удобрений, мыла, полиграфической продукции.
Свойства известняка
Физические свойства существенно зависят от его состава и структуры.Твёрдость сильно варьирует в зависимости от его разновидности. Рыхлые породы (например, ракушечник) имеют объёмную массу всего 800 кг/м3, тогда как у известняков с кристаллической структурой она может достигать 2900 кг/м3.
Способность с сжимаемости зависит от пористости и составляет от 0,4 МПа до 300 МПа. Наименьшее сопротивление при сжатии характерно для ракушечника, а наибольшее – для породы кристаллического типа. При намокании она становится менее твёрдой, её прочность уменьшается.
На одном и том же месторождении могут присутствовать известняки с различным показателем прочности. Для рыхлых пород типа ракушечника и мела характерны высокая истираемость и дробимость. В целом, эти показатели у известняка выше, чем, к примеру, у гранита или мрамора. Хрупкие известняки обладают меньшей морозостойкостью, плохо полируются, но зато легко пилятся и приобретают нужную форму.
Более плотные варианты этой породы, напротив, хорошо полируются, но при этом тяжелее пилятся. У них и более высокая морозостойкость – от 300 до 400 циклов замерзания и последующего размораживания.
Разновидности известняка
Все известняки делятся по происхождению, цвету, химическому составу, физическим свойствам, строению, особенностям применения.
Чаще всего встречаются следующие цвета этой породы:
- Белый или сероватый. Таким цветом обладают химически чистые породы известняков, состоящие почти исключительно из карбоната кальция.
- Коричневые и жёлтые цвета обусловлены наличием соединений железа.
- Красный, розовый и бурый известняк получается при наличии примеси соединений марганца.
- Зелёный цвет этой породе придают остатки морских водорослей.
- Тёмные и чёрные цвета связаны с наличием в этой породе тяжёлых фракций углеводородов. Такие виды известняка встречаются очень редко.
ПРОИСХОЖДЕНИЮ ИЗВЕСТНЯКОВЫЕ ПОРОДЫ МОГУТ БЫТЬ БИОГЕННЫМИ, ХЕМОГЕННЫМИ И ВТОРИЧНЫМИ
В первом случае (наиболее распространённый вариант) причиной их образования является накопление известковых раковин и других окаменелостей в толще морского дна. Во втором – химические превращения, в ходе которых образуется карбонат кальция. В последнем случае образование новых напластований связано с естественной трансформацией разрушенных ранее известняков.
По времени возникновения выделяют юрские, триасовые, меловые известняки и другие виды. Название известняка соответствует геологическому периоду, в пределах которого шло его образование. Так как природные условия в различные эпохи были различными, то и сами известняки получались не одинаковыми. Так же от времени возникновения зависит и состав отпечатков древних организмов, поскольку в разные геологические периоды преобладали разные виды живых существ.
Известняки классифицируются и по разновидностям. Часто встречаются следующие виды:
- Доломитизированные. Содержат существенную примесь оксида магния. При максимальном его содержании получаются доломиты.
- Коралловые. Образуются в современных тёплых морях и составляют основу коралловых рифов. Имеют пористую консистенцию.
- Глинистые. В составе таких пород имеется существенная примесь глины. При её увеличении образуется мергель.
- Мраморированные. Относительно плотные известняки светлого или серо-голубого цвета. Так же могут содержать окаменелости.
По особенностям применения известняки делят на строительные (облицовочные) и флюсовые. Первые используются в строительстве домов и облицовочных работах. Вторые – в металлургическом производстве.
Где добывается известняк?
Данная порода имеет практически повсеместное распространение, а запасы этого полезного ископаемого огромны и никогда не будут исчерпаны. Добывают её открытым способом на карьерах. Для этой цели привлекается тяжёлая техника; может использоваться метод подрыва пласта.
Большое количество месторождений имеется и в центре Европейской части России: Московской, Тульской, Воронежской, Белгородской и других областях. Крупные месторождения известняка разрабатываются на востоке Украины (Донбасс). В Крыму имеются месторождения редких известняков.
Из известняка сложены все здания Мальты. Это государство расположено на островах в Средиземном море. Известняк образуется именно в морях, поэтому земли страны им богаты. Основу породу составляют остатки раковин моллюсков, , водорослей и прочих обитателей соленых вод.
Под их давлением частицы и цементируются. Их также скрепляют морские растворы, просачивающиеся сквозь дно, к примеру, газовые потоки, несущие множество минералов, элементов.
Физические и химические свойства известняка
Скелеты обитателей морей, раковины, слагающие основу известняка, состоят из . В связи с этим, и сам известняк близок к нему по химической формуле. CaO в породе около 60-ти процентов.
Остальную массу составляет CO 2 и незначительные примеси. В зависимости от них, породу делят на подвиды. В доломитовых известняках присутствует оксид .
В мергелистых известняках примешен оксид . , , – отличительная особенность песчанистой породы. Мергелием называют известняк с солидной примесью .
От химической формулы зависят физические свойства . Объемные примеси , делают известняк крепким и плотным. Максимальная плотность – 3 000 килограммов на кубический метр. Минимальный показатель 2 500 килограммов на тот же метр кубический.
Пористые частицы органики, скелетов в известняке пористые, поэтому порода неустойчива к влаге. Известняк камень быстро вбирает воду, становясь при этом хрупким, непрочным. Морозостойкость известняков тоже зависит от состава.
Примеси кварца и иных минералов придают кристаллическую структуру и устойчивость к отрицательным температурам. Порода, в которой мало минералов и много, к примеру, ракушек, менее морозоустойчива и структура у нее зернистая или обломочная.
Известняк довольно мягок. Недостаточная твердость имеет и преимущества. Камень легко обрабатывается. Известняк купить стремятся для вырезки барельефов, орнаментов и иных объемных композиций.
Окраска и цвет известняка
Белый известняк , камень всех оттенков серого и желтого – стандартные варианты. Примеси марганца, дают бурые и красноватые отблески в породе. Органические остатки, к примеру, водоросли, иногда приводят к зеленоватому цвету известняка, а также дают гамму коричневых тонов. Редко встречается черный известняк.
Месторождения известняка
В России большинство месторождений породы сосредоточены на западе страны. Некогда, эту территорию покрывали моря, они и оставили известняковый след. Московская, Архангельская, Воронежская, Тульская, — вот области, где ведется добыча известняка .
Карьеры также разрабатываются в Белгородской, Ленинградской, Вологодской областях и в Краснодарском крае. В Сибири месторождения штучные. То же можно сказать и об Урале.
Дефицита в известняке нет и за пределами России. Порода распространенная. Ее месторождения есть почти во всех уголках мира. В Альпах, к примеру, из известняка сложено большинство горных хребтов. Это, опять же, служит свидетельством, что когда-то Альпы были частью морского дна.
Применение известняка
Здания из известняка – достопримечательность не только Мальты. Пусть и не в таких количествах, но строения из осадочной породы есть и в других государствах. Так, в России из известняка возведены многие храмы, к примеру, Троицкий собор и Успенский собор Кремля в Москве, церковь Покрова на Нерли.
Из известняка изготавливают не только стеновые блоки, но плиты для облицовки, мощения полов и тротуаров. Порода идет на фундаменты строений. Камень измельчается и добавляется в автодорожное покрытие. Правда, в ход оно идет лишь на трассах второй категории. Так называют дороги для особых нужд, не подвергающиеся постоянным нагрузкам.
В гидросооружения встраивают фильтры воды из известняка. Для этого используют пористой, а не кристаллической структуры. Кроме того, порода является составной бетона.
Известняк нужен в стекольной промышленности. Здесь используют породу с преобладанием оксида кальция. Его должно быть не меньше 53-х процентов. Кальцит – минерал , известняк же – порода, то есть состав из множества минералов. Известняк называют мономинеральной породой. Это значит, что кальцита в ней всегда больше, чем других элементов, но это не значит, что он единственный.
Лечебные и магические свойства известняка
Не навреди. Этот девиз врачей относится и к известняку. Природный материал, в отличие от искусственного пластика, к примеру, не вызывает аллергии. К тому же, известняк является антисептиком.
Камень блокирует размножение болезнетворных микроорганизмов. Возможно, поэтому литотерапевты заявляют, что известняк облегчает протекание многих болезней. Однако тем, кто, чтобы добыть ходит на карьер, известняк таких ассоциаций не навевает.
Рабочие в больших объемах вдыхают пыль породы, что негативно влияет на их самочувствие. Конечно, в обычной жизни, вдыхать известняк в таких объемах приходится редко. Раньше это делали, когда белили помещения.
Магические свойства известняка те же, что и у его основы – кальцита. Этот минерал имеет свойство притягивать, привязывать людей к своему хозяину. Этим часто пользуются женщины в погоне за любимым.
Эзотерики говорят, что ношение кальцита делает людей способными прогнозировать, предугадывать точные последствия своих действий. Ограничений по знакам минимум. Отрицательно известняк влияет только на .
ИЗВЕСТНЯК, осадочная порода, сложенная преимущественно карбонатом кальция – кальцитом. Благодаря широкому распространению, легкости обработки и химическим свойствам известняк добывается и используется в большей степени, чем другие породы, уступая только песчано-гравийным отложениям. Известняки бывают разных цветов, включая черный, но чаще всего встречаются породы белого, серого цвета или имеющие коричневатый оттенок. Объемная плотность 2,2–2,7. Это мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа. Известняки бурно вскипают при взаимодействии с разбавленной кислотой. В соответствии со своим осадочным происхождением имеют слоистое строение. Чистый известняк состоит только из кальцита (редко с небольшим содержанием другой формы карбоната кальция – арагонита). Присутствуют и примеси. Двойной карбонат кальция и магния – доломит – обычно содержится в переменных количествах, и возможны все переходы между известняком, доломитовым известняком и горной породой доломитом. В процессе отложения известняка водой привносятся также глинистые частицы, порода становится глинистой, стираются четкие границы между известняком, глинистым известняком и глинистым сланцем. Кремень тоже является обычной примесью; он нередко присутствует в форме желваков (кремневых конкреций) или в виде более или менее явно выраженных слоев. При метаморфизме, по мере того, как перекристаллизация кальцита охватывает всю породу и возникает мозаичная структура (агрегат из четко ограниченных плотно прилегающих друг к другу изометричных зерен приблизительно одинакового размера), известняк постепенно превращается в мрамор.
Существует много разновидностей известняка. Ракушечником называют скопления обломков раковин, сцементированных в ячеистый агрегат. Если раковины имеют микроскопическую величину, образуется слабосвязанная, мягкая, тонко крошащаяся, мажущая порода – мел. Оолитовый известняк состоит из мелких, размером с рыбьи икринки, сцементированных между собой шариков. Ядро каждого такого шарика-оолита может быть представлено песчинкой, обломком раковины или частицей какого-либо другого инородного материала. Если шарики более крупные, величиной с горошину, их называют пизолитами, а породу – пизолитовым известняком. Травертин – известняк, образовавшийся на поверхности в результате осаждения карбоната кальция (кальцита или арагонита) из воды углекислых источников. Если такие отложения сильно пористые (губчатые), их называют известковым туфом. Мергель представляет собой несцементированную смесь карбоната кальция и глины. Названия некоторых разновидностей известняка обусловлены возможным направлением его практического использования. Например, литографический известняк – это исключительно плотный, компактный и однородный камень, применяемый в литографии.
Хотя известняки могут образовываться в любых пресноводных и морских бассейнах, преобладающее большинство этих пород имеет морское происхождение. Иногда они осаждаются, подобно соли и гипсу, из воды испаряющихся озер и морских лагун, но, по-видимому, бóльшая часть известняков отложилась в морях, не испытавших интенсивного высыхания. По всей вероятности, формирование большинства известняков начиналось с извлечения живыми организмами карбоната кальция из морской воды (для построения раковин и скелетов). Эти остатки отмерших организмов в изобилии накапливаются на морском дне. Самым ярким примером аккумуляции карбоната кальция служат коралловые рифы. В некоторых случаях в известняке различимы и узнаваемы отдельные раковины. В результате волно-прибойной деятельности и под влиянием морских течений рифы разрушаются. К известковым обломкам на морском дне добавляется карбонат кальция, осаждающийся из насыщенной им воды. В образовании более молодых известняков участвует также кальцит, поступающий из разрушенных более древних известняков.
Известняки встречаются почти на всех материках, за исключением Австралии. Они сформировались в разные геологические эпохи. Мощность пластов варьирует от нескольких сантиметров до сотен метров. Известняки распространены в США и занимают 75% площади страны. В России известняки обычны в центральных районах европейской части, а также распространены на Кавказе, Урале и в Сибири.
Известняки (в широком понимании) имеют чрезвычайно многообразные области применения. Они используются в виде кускового известняка, щебня, штучного (пильного, стенового) и бутового камня, облицовочных плит, минеральной крошки, дробленого песка, минерального порошка, минеральной ваты, известняковой муки. Основные потребители – цементная промышленность (известняк, мел и мергель), строительство (получение строительной извести, бетонов, штукатурки, строительных растворов; кладка стен и фундаментов; декоративно-облицовочные работы и т.д.), дорожное и железнодорожное строительство, каменная наброска для защиты берегов и гидротехнических сооружений, металлургия (известняк и доломит – флюсы и огнеупоры, переработка нефелиновых руд на глинозем, цемент и соду), сельское хозяйство (известняковая мука в агротехнике и животноводстве), нефте- и коксохимическая, пищевая (особенно сахарная), целлюлозно-бумажная, стекольная (известняк, мел, доломит), кожевенная (известняк), резиновая, кабельная, лакокрасочная промышленность (мел как наполнитель). Другие области применения – полировка изделий из цветных металлов и перламутра (известняк), электросварка (мел для покрытия электродов), писчие мелки (мел), теплоизоляция строительных конструкций и технологического оборудования (минеральная вата) и т.д.
В России известняк добывается карьерами в Подмосковье, Ленинградской (облицовочный), Архангельской, Вологодской, Тульской, Белгородской, Воронежской областях, в Предуралье (Пермская область) и Поволжье, Краснодарском крае, на Северном Кавказе, на Урале, в ряде районов Восточной Сибири. Из подмосковных мячковских известняков возводились храмы и другие постройки Москвы белокаменной. Сырьевые ресурсы карбонатного сырья (известняка, мела, мергеля, доломита) в стране практически неисчерпаемы, хотя распределены очень неравномерно. В Донецкой области на Украине находится крупнейшее в Европе Еленовское месторождение известняка и доломита.
Органического, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO 3) в виде кристаллов кальцита различного размера.
Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником . Кроме того, бывают нуммулитовые , мшанковые и мраморовидные известняки - массивнослоистые и тонкослоистые . При метаморфизме известняк перекристаллизуется и образует мрамор .
Месторождения
Известняк - широко распространённая осадочная порода , образующаяся при участии живых организмов в морских бассейнах. Это мономинеральная порода, состоящая из кальцита с примесями. Название разновидности известняка отражает присутствие в нём остатков породообразующих организмов, район распространения, структуру (например, оолитовые известняки), примесей (железистые), характер залегания (плитняковые), геологический возраст (триасовые).
Из известняков сложены целые горные цепи в Альпах , в Крыму, также широко распространён и в других местах. У известняка нет блеска , он обычно светло-серого цвета, но может быть белым или тёмным, почти чёрным; голубоватым, желтоватым или розовым, в зависимости от состава примесей. В известняке встречаются останки древних животных.
В России известняки обычны в центральных районах европейской части, а также распространены на Кавказе, Урале и в Сибири .
Широко известны месторождения Русской платформы, известняки которых традиционно использовались для строительства и наружной отделки зданий. Сегодня же сырьевая база этих известняков, в том числе белых известняков мячковского горизонта, весьма ограничена.
Одним из самых перспективных месторождений известняка считается открытое в 2015 году Ждановское месторождение (Оренбургская область), где в настоящее время идет промышленная добыча известняка "Сармат". Месторождение поставляет известняк с высокими качественными показателями, имеет крупные объемы запаса и неглубокое залегание пластов. Физико-химические свойства известняка Ждановского месторождения приведены ниже.
По причине своей распространенности, доступности, легкости обработки и разнообразия свойств известняк является самым востребованным минералом, что применяется во всех областях современного народного хозяйства.
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:
- Минерал органогенного происхождения - с большим количеством вкраплений раковин и панцирей некогда живых существ.
- Хемогенный известняк, образовавшийся в результате химических процессов.
- Обломочные породы, состоящие из элементов ранее существовавших и разрушенных рифов.
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.
