Формирование известняка

Для начала давайте рассмотрим, каким образом образовались эти полезные ископаемые. Известняк в основном формируется в условиях морских мелководных бассейнов, хотя существует и пресноводный. Залегает он в виде отложений и пластов. Иногда осаждается, подобно гипсу и соли, из испаряющейся воды морских лагун и озер.

Однако большая его часть отложилась именно в морях, которые не испытывали интенсивного высыхания. Формирование большинства известняковых пород начиналось с выделения живыми организмами из морской воды карбоната кальция для построения скелетов и раковин. Вот эти остатки умерших организмов в больших количествах накапливаются на морском дне.

Наиболее ярким примером извлечения и накопления карбоната кальция являются коралловые рифы. Так, в некоторых случаях на изломе известняковой породы можно заметить отдельные раковины. Под влиянием морского течения и в результате воздействия волн и прибоев рифы разрушаются. И на морском дне к известняковым обломкам добавляется карбонат кальция, который осаждается из насыщенной им воды. Также в образовании молодых пород известняка участвует кальцит, который поступает из разрушенных древних пород.

Состав известняка

И в чистом виде в состав входит лишь кальцит (редко может присутствовать небольшое количество другой формы карбоната кальция — арагонита).

Присутствуют примеси:

  • доломит — двойной карбонат кальция и магния;
  • глинистые частицы;
  • кварц;
  • соли железа.

Раковины моллюсков, кораллы, водоросли — основа известняка. Связующим элементом выступают морские смеси, которые просачиваются сквозь дно, например, газовые потоки, разные элементы и минералы.

Химический состав чистых известняков близок к кальциту, где CaO 56% и CO2 44%. Известняк в ряде случаев включает примеси глинистых минералов, доломита, кварца, реже гипса, пирита и органических остатков, которые определяют название известняков. Доломитизированный известняк содержит от 4 до 17% MgO, мергелистый известняк — от 6 до 21% SiO2 R2О3.

Известняк песчанистый и окремнелый имеет примеси кварца, опала и халцедона. Принято отражать в названии известняков также преобладающее присутствие органогенных остатков (мшанковый, водорослевый), либо его структуру (кристаллический, сгустковый, детритусовый), или форму породообразующих частиц (оолитовый, брекчиевидный).

Разновидности

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.

По 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.

Известняк краткое описание

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.

особенности известняка
Коралловые известняки
  • 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.

Существует много видов известняков. Ракушечником принято называть скопление раковин и их обломков, сцементированных в ячеистую породу. В том случае, когда раковины имеют весьма малую величину, образуется мягкий, слабосвязанный, мажущий, тонко крошащийся известняк – мел. Оолитовая порода состоит их миниатюрных, размером с рыбью икринку, сцементированных шариков.

Ядро каждого из них может быть представлено обломком раковины, песчинкой или любой другой частицей инородного материала. В том случае, когда шарики имеют более крупные размеры, например, с горошину, их принято называть пизолитами, а породу, соответственно, пизолитовым известняком. Следующей разновидностью является травертин – он образуется на поверхности при осаждении арагонита или кальцита из вод углекислых источников.

Кроме того, известняки могут отличаться и цветовой гаммой. Основной цвет – белый. Но он может быть и желтоватым, светло-бежевым, светло-серым, реже – слегка розоватым. Бело-розовая и бело-желтая порода считаются самыми ценными.

Предлагаем ознакомиться  Фото голубого топаза

Описание и виды

По структуре выделяют известняки кристаллический, органогенно-обломочный, обломочно-кристаллический (смешанной структуры) и натёчный (травертин). Среди кристаллических известняков по величине зёрен различают крупно-, мелко- и скрытокристаллический (афанитовый), по блеску на изломе — перекристаллизованный (мраморовидный) и кавернозный (травертиновый).

Кристаллический известняк — массивный и плотный, слабопористый; травертиновый — кавернозный и сильнопористый. Среди органогенно-обломочного известняка в зависимости от состава и величины частиц различают: рифовый известняк; ракушечный известняк (ракушечник), состоящий преимущественно из целых или дроблёных раковин, скреплённых карбонатным, глинистым или другим природным цементом;

детритусовый известняк, сложенный обломками раковин и другими органогенными обломками, сцементированными кальцитовым цементом; водорослевый известняк. К органогенно-обломочным известнякам относится и белый (т.н. пишущий) мел. Органогенно-обломочные известняки характеризуются крупной пористостью, малой объёмной массой и легко обрабатываются (распиливаются и шлифуются).

Обломочно-кристаллический известняк состоит из карбонатного детрита разной формы и величины (комочки, сгустки и желваки тонкозернистого кальцита), с включением отдельных зёрен и обломков различных пород и минералов, линзкремней. Иногда известняк сложен оолитовыми зёрнами, ядра которых представлены обломками кварца и кремня.

Формула известняка

Как уже говорилось раньше, этот природный материал состоит преимущественно из кальцита либо кальцитовых остатков скелетов и раковин, редко из арагонита. Значит, формула известняка будет иметь следующий вид: СаСО3. Однако чистая порода встречается крайне редко, в ряде случаев она включает в себя различные примеси кварца, глинистых минералов, доломитов, гипса, пирита и, конечно же, органических остатков.

Так, доломитизированный известняк (формула этой породы включает в себя MgO) содержит от четырех до семнадцати процентов оксидов магния, мергелистый – до 21 процента кислотных окислов (SiO2 R2О3). В состав карбоната могут входить доломиты CaMg(CO3)2, FeCO3 и MnCO3, в незначительных количествах – оксиды, сульфиды и гидроксиды Fe, Са3(РО4)2, CaSO4.

Свойства известняка

свойства известняка
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.

Известняк краткое описание

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.

Физические свойства осадочной породы зависят от химического состава. Их отождествлять ко всем видам известняка нельзя.Известковая порода имеет такие свойства:

  • плотность 2,2-2,7. (Это мягкий материал);
  • растворяется в воде;
  • бурная реакция с разбавленной кислотой, вскипает, выделяя углекислый газ;
  • морозостойкость;
  • слоистое строение;
  • различные варианты окраски (известняковые породы, кальцит которых подвергся кристаллизации, могут принимать разнообразную окраску. Хотя цвет не насыщенный, но мягкий для восприятия глаз).

1. Происхождению

  • органогенные (биогенные) — органического происхождения, осадок из карбонатных скелетных остатков растительных или животных организмов, продуктами их жизнедеятельности;
  • хемогенные — микрокристаллические осадки. В них преобладает мелкий известковый ил;
  • обломочные (образованные после разрушения более древних известняков).

2.  Химическому составу

  • мраморизированные — образовывается в процессе осаждения и спрессовывания обломков карбонатных и других пород и скелетных остатков;
  • доломитизированные (содержит кальцит, доломит от 25 до 50%, песчаные и глинистые частицы доломита);
  • мергель — микрозернистая осадочная порода (содержит каккальцит, кварц и частицы ила).

3.  Структуре.

  • землистые — мел (в воде не растворяется, очень хрупкий и рассыпчатый);
  • мраморовидные — мрамор (имеет кристаллическую структуру);
  • плотные — бутовой камень, щебень (имеют микрокристаллическую структуру.они образовываются из частиц скелетных образований обитателей вод — раковины, панцири, иногда зерна известкового шпата);
  • пористые — травертин, известковый туф, ракушечники и другие породы (они имеют каверн и различные полости).

4.  Строению

  • пизолитовые (имеет зерна величиной с горошину);
  • оолитовые. (имеет зерна скорлуповатого строения).

5. Цвету

  • природные (белый, максимум светло-серый цвет);
  • другие (затемненные структуры, а также появление в ней коричневого, красного и других цветов.  Это значит, что в составе есть примеси).

Известняк сейчас популярный материал и разнообразное решение использования находят ландшафтные архитекторы, декораторы, дизайнеры. Этот материал занимает лидирующие позиции.

Известняк краткое описание

В первую очередь известняк используют как строительный материал. Из этого материала можно построить даже многоэтажный дом, благодаря прочности некоторых видов.

Также известковую породу можно использовать для облицовки строений или оформлении дорожек.

Натуральная известковая порода может быть выразительным элементом декора

Как видим, известняк может использовать как самостоятельный материал, но его применяют также и как незаменимый добавочный элемент. Например, применение его в цементе.

Предлагаем ознакомиться  Грозит ли Карелии золотая лихорадка? || Золотоносные реки карелии

Известный известняк белого цвета — мел. Мы знаем его как средство рисования, он является составляющим элементом зубного порошка и некоторых отделочных материалов, используется при изготовлении бумаги высокого сорта и даже металлических конструкций. Мел является основным материалом покрытия сварочных электродов

Затруднено было бы производство без мела кабельных, резиновые изделий.

Литографический известняк известен полиграфистам. Природный камень, физические свойства которого дают возможность создавать на его поверхности художественные гравюры на высоком профессиональном уровне.

Применяем известняк и доломит и в металлургической промышленности. А известняковая минеральная вата является лучшим изолирующим материалом в теплотехнике. Даже в пищевой индустрии можно найти применение известняка, например при производстве сахара. Ну а в химической отрасли его использование безгранично.

Физико-механические свойства известняков чрезвычайно неоднородны, но имеют прямую зависимость от их структуры и текстуры. Плотность известняков 2700-2900 кг/м3, колеблется в зависимости от содержания примесей доломита, кварца и других минералов. Объёмная масса известняков изменяется от 800 кг/м3 (у ракушечников и травертина) до 2800 кг/м3 (у кристаллических известняков).

Предел прочности при сжатии известняков колеблется от 0,4 МПа (для ракушечника) до 300 МПа (для кристаллического и афанитового известняка). Во влажном состоянии прочность известняков часто снижается. Для большей части месторождений характерно наличие известняков, не однородных по прочности. Потери на износ, истирание и дробимость увеличиваются, как правило, с уменьшением объёмной массы известняков.

Морозостойкость для кристаллических известняков достигает 300-400 циклов, но резко изменяется у известняков иной структуры и зависит от формы и связи пор и трещин в нём. Обрабатываемость известняков имеет прямую связь с их структурой и текстурой. Ракушечник и пористые известняки легко распиливаются и обтёсываются; кристаллические известняки хорошо полируются.

Известняк краткое описание

Известняк имеет универсальное применение в промышленности, сельском хозяйстве и строительстве. В металлургии известняк служит флюсом. В производстве извести и цемента известняк — главный компонент. Известняк используется в химической и пищевой промышленности: как вспомогательный материал в производстве соды, карбида кальция, минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги.

Известняк — важнейший строительный материал, из него изготовляются облицовочные плиты, стеновые блоки, скульптурные и архитектурно-строительные изделия, щебень для производства бетона и асфальтобетона, железнодорожного балласта, оснований и покрытий автодорог, фильтров гидросооружений, как бутовый камень для фундаментов, мощения откосов, бортов и пр.

Физико-механические параметры этой породы чрезвычайно неоднородны, однако напрямую зависят от ее текстуры и структуры. Ученики средней школы рассматривают свойства известняка (4 класс) с позиции его внешних характеристик. Они изучают следующие параметры: цвет, плотность, прочность, состояние, растворимость.

Мы пойдем немного дальше и рассмотрим более углубленно эти свойства полезного ископаемого. Известняк имеет плотность в пределах 2700-2900 кг/м3. Это колебание объясняется количеством содержащихся примесей кварца, доломита и других минералов. Объемная масса изменяется в гораздо больших пределах. Так, у травертинов и ракушечников она составляет всего 800 кг/м3, а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м3.

Рассматривая свойства известняка, следует учитывать, что прочность при сжатии породы напрямую зависит от его объемной массы. Так у ракушечников она составляет всего 0,4 МПа, а у афанитов приближается к 300 МПа. Приведенные выше характеристики породы определяют и применение этих материалов. Например, в строительстве более плотный известняк используется при кладке стен, а пористый хорош для облицовки и создания декоративных ансамблей.

Воздействие климатических условий

В зависимости от уровня влажности, свойства известняка могут изменяться. В первую очередь это сказывается на его прочности – она заметно снижается, если камень намочить. Кроме того, большинство месторождений характеризуется неоднородностью породы. На этот момент стоит обратить особое внимание, поскольку у неоднородного материала будет различаться плотность, что, в свою очередь, может привести к разрушению.

Известняк полезное ископаемое

Разбирая свойства известняка, не следует пренебрегать и таким параметром, как морозостойкость: это существенно влияет на прочность полезного ископаемого и длительность его использования. Так, у кристаллических известняков морозостойкость составляет 300-400 циклов. Однако этот показатель заметно сокращается при наличии трещин и пор в материале.

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:

  • Афанасьевское месторождение, расположенное в Московской области. Оно является основным источником добычи белого известняка, который применяется в производстве цемента;
  • Барсуковское месторождение, которое находится на территории Тульской области. Из него добывается флюсовый известняк;
  • Гурьевское (Веневское) месторождение. Оно также расположено в Тульской области и является источником добычи плотного известняка, из которого производят щебень;
  • Окницкое месторождение (Молдавская ССР). Содержит в себе ракушечно-оолитовый известняк, применяемый в процессе формирования пильных стеновых блоков;
  • Бадракско-Альминское месторождение. Находится в Крыму. Именно там были обнаружены залежи белого ракушечного пильного известняка, который является основным материалом для производства облицовочных и стеновых материалов;
  • Шахтахтинское месторождение (Азербайджанская ССР). Является месторождением серовато-желтого и светло-коричневого пильного кавернозного травертинового известняка, из которого производят облицовочные плиты;
  • Жетыбайское месторождение, расположенное на полуострове Мангишлак, содержит залежи розового, светло-серого, серо-желтого пористого ракушечного пильного известняка, который также применяется для производства облицовочных плит.
Предлагаем ознакомиться  Как образуется известняк в природе?
Таблица 2. Крупнейшие месторождения известняков России
Месторождение Регион Запасы, тыс. т* Область использования, качество Степень освоения
Пронское Рязанская обл. 657980 сырье для производства цемента гос. резерв
Сухореченское Челябинская обл. 418330 флюсовые известняки; СаО – 50,5-55,2%; SiO2 – 0,24-3,04% гос. резерв
Урусовское Тульская обл. 415768 флюсовые известняки; СаО – 52-55,8%; SiO2 – 0,1-1%; MgО – 0,3-1% гос. резерв
Гальянское Свердловская обл. 384244 флюсовые известняки; СаО – 55,3%; SiO2 – 0,15%; Р – 0,013%; МgО – 0,51% разрабат.
Аккермановское Оренбургская обл. 376303 флюсовые известняки; СаО – 51,2-56%; SiO2 – 0,10-3,37% разрабат.
Джегутинское Карачаево- Черкесская Респ. 352269 сырье для производства цемента разрабат.
Чаньвинское

(Костанокский участок)

Пермский край 333253 известняки для химического производства (СаСО3 – 94,0%; MgСО3 – 4%; SiO2 – 2,5%) разрабат.
Карачкинское Кемеровская обл. 322818 флюсовые известняки разрабат.
Пикалевское Ленинградская обл. 307278 флюсовые известняки; СаО – 53,6%; SiO2 – 0,9%; МgО – 1,4% разрабат.
Соломинское Кемеровская обл. 306129 сырье для производства цемента разрабат.
Мало-Салаирское Кемеровская обл. 275155 флюсовые известняки р разрабат.
Храповицкое Владимирская обл. 258555 сырье для производства цемента гос. резерв
Подгорное Красноярский край 248104 флюсовые известняки; CaO – 54,13%; SiO2 – 1,56%; P2O5 – 0,048% гос. резерв

Месторождения известняка широко распространены в CCCP, особенно в Центральном экономическом районе, на Северном Кавказе, в Поволжье, Прибалтике, Крыму, Молдавской CCP, Азербайджанской CCP и др. Главнейшие разрабатываемые в CCCP месторождения: Афанасьевское (Московская область) — белый известняк, используемый для производства цемента;

Барсуковское (Тульская область) — флюсовый известняк; Гурьевское (Венёвское) месторождение (Тульская область) — плотный известняк, используемый для щебня; Окницкое (Молдавская CCP) — ракушечно-оолитовый известняк для производства пильных стеновых блоков; Бодракско-Альминское (Крым) — мягкий белый ракушечный пильный известняк для изготовления облицовочных и стеновых материалов;

Известняк в строительстве и дизайне

Известняк краткое описание

В строительстве известняк используются как тесанный камень, в виде диких плит, пиленный

Архитекторы и дизайнеры для достижения художественности варьируют за счет комбинирования натурального и искусственного известняка.

Чтобы обеспечить дополнительную защиту от влаги или для того, чтобы придать камню особой мокрой фактуры, используют специальные лаки и пропитки.

Известняк — материал, который дает полет фантазии для ландшафтных дизайнеров.

Начиная от облицовки тротуара и до создания невообразимых скульптурных ансамблей.

Хорошо подойдет при обустройстве бордюров, цветников, как декоративный элемент возле водопада.

Известковый материал может быть составляющим элементом для сухих строительных смесей (штукатурок, шпатлевок, клеевых составов, строительных растворов), а также можно использовать при изготовлении гипсокартона.

Строительная отрасль является главным потребителем рассматриваемого нами полезного ископаемого. Доломитизированный (горная порода) известняк используется для производства шпаклевочных и штукатурных смесей, герметиков и прочего. Белый известняк в огромных количествах применяется в отделке и украшении строений.

Известняк в современном промышленном производстве

Оказывается, этот природный материал используется при производстве лакокрасочных материалов, резин и пластмасс. А очищенный от примесей, вредных для человеческого организма, применяется даже в пищевой промышленности. Изготовление стекла не представляется возможным без известняка, поскольку он выступает главным источником кальция.

Эта порода стала незаменимым, а главное – доступным компонентом для производства бумаги. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся такими изделиями, как трубы, линолеум, кафельная плитка, черепица и др., и не догадываемся, что во всех этих предметах также присутствует известняк. Даже пластиковое производство (ПП, ПВХ, кремплены, лавсаны и прочее) не обходится без этого сырья.

Химическая промышленность

Даже такие вещи, как крем для обуви, зубная паста, чистящий порошок и проч., которыми мы пользуемся ежедневно, являются производными известняка. Это сырье используется и при изготовлении средств, применяемых для защиты окружающей среды от различного рода загрязнений. На основании всего вышеизложенного можно смело утверждать, что широко известный и доступный материал, которым является известняк, представляет собой важнейший элемент современной цивилизации.

Интересные факты

Большой вклад в развитие резьбы по камню сделали народы Южной и Центральной Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добились значительных успехов в умении изготавливать из халцедона, обсидиана и кремния оружие, режущие инструменты и прочие предметы обихода. Так, скалки, зернотерки, ступки и прочее создавалось ими из базальта, песчаников и известняков.