Известняк это какая горная порода

Состав известняка

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.

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).

Фото горной породы

Известняк – осадочный минерал органического или хемогенного происхождения. Он отличается максимальным содержанием карбоната кальция (CaCO3), который представлен в виде кристаллов кальцита разного размера.

Если рассмотреть материал при большом увеличении под микроскопом, можно найти примеси фосфатов, кремния, песчаных и глинистых частиц, остатки раковин древних микроорганизмов. Химическая формула известняка, в составе которого присутствует доломит — СaMg(CO3)2. Примесь делает материал крепким и плотным.

Известняк это какая горная порода
Ракушечник

На фото видно, что минерал может выглядеть по-разному. Сложенная из раковин порода (ракушечник) обладает мелкозернистой структурой, а ее родственник мел – тонкозернистой. Мел, мрамор, камни с включениями круглых раковин (нуммулитовые известняки) — все это разновидности известняка.

Основные физические характеристики породы – пластичность, однородность, плотность, высокие теплоизоляционные свойства. Материал легко распилить и расколоть в любом направлении. Он может быть обработан вручную или на токарном станке, что позволяет воплощать архитектурные проекты любой сложности.

Известняк это какая горная порода
Блоковый камень

Свойства известняка во многом зависят от его состава и структуры:

  • объемная масса рыхлых пород — примерно 800 г/куб. см;
  • объемная масса твердых известняков — до 2800 г/куб. см;
  • морозостойкость — 300-400 циклов;
  • твердость по шкале Мооса — 3;
  • плотность — 2700-2900 кг/куб. м;
  • пористость — 0,05-0,35%;
  • водопоглощение — 0,1-2,1%;
  • блеск — нет.
Известняк это какая горная порода
Оолитовый известняк

При намокании известняк становится тверже, однако прочность при этом уменьшается. В химии материал растворяется в воде, вступает в бурные реакции с кислотами. При его разложении высвобождается CO2 (углекислота). Обжиг CaCO3 ведет к появлению негашеной извести.

Известняк в строительстве используют в качестве сырья при формировании дорожного полотна, изготовления извести и производства цемента.

Он применяется в качестве материала для отделочных работ. Легкость обработки, мягкость, разнообразная цветовая гамма позволяют применять его для отделки помещений, создания архитектурных сооружений, предметов декора.

Щебень и крошка известняка используются в качестве наполнителя бетона. Но в качестве материала для формирования фундамента и основания зданий и сооружений лучше использовать песчаник, потому что известковый камень не отличается устойчивостью к воздействию воды.

Применяется известняк в качестве удобрения, предварительно его нужно измельчить до состояния муки. Как и другие удобрения, в состав которых входит магний, доломит оказывает положительное влияние на почву легкого механического состава.

Известняк с содержанием доломита не используется для производства портландцемента. При обжиге породы, в состав которой входит не больше 8 % глинистых примесей, до полного выделения углекислого газа, получают строительный материал (известь).

Характеристика известняка и сферы его применения

Известняк в строительстве используют в качестве сырья при формировании дорожного полотна, изготовления извести и производства цемента

Свойства известняка приобретать при обработке гладкую поверхность используются в литографии для печатания разноцветных марок, рисунков, карт. Для этого на отшлифованную пластину однородного и плотного известняка наносится исходное изображение с помощью специального карандаша или жирной туши.

Производство сахара связано с использованием извести как сорбирующего материала. Из известняка изготовляют абразивные материалы, зубной порошок, краски, минеральную вату.

Порода применяется в качестве наполнителя в производстве стекла. Минеральная добавка улучшает качество продукции, придает прочность и устойчивость к температурным колебаниям.

Флюсовый известняк и доломит применяется в черной металлургии. Его использование обусловлено химическим составом основной породы, содержащей оксиды кальция, железа, магния.

Флюсующая добавка предназначена для извлечения из породы, не содержащей ценного компонента и вредных примесей, расплава. Именно эти минеральные образования применяются в производстве и отвечают основному требованию низким содержанием серы, фосфора, глинозема, силикатных соединений и кремнезема.

Использование карбонатного соединения способствует понижению температурного градиента плавления руды и разжижению шлаков. Применение известняка в форме наполнителя некоторых сортов бумаги позволяет снизить себестоимость продукции, сохраняя основные параметры качества.

Работы по подготовке и разработке залежей выполняются в такой последовательности:

  • расчистка территории от верхнего плодородного слоя с последующим его складированием с целью рекультивации земель;
  • перемещение с помощью электрических экскаваторов глинистого слоя;
  • выборка некондиционного сырья;
  • очистка доступа к известняку;
  • проведение взрывных работ;
  • загрузка сырья;
  • очистка территории и перевозка отходов в отвалы.

Твердый слой известняка, не подвергшийся воздействию взрыва, бурят и закладывают взрывчатые материалы для повторной работы. Для бурения используют электрические установки, позволяющие проделать отверстие в породе на глубину до 24 м и диаметром 16 мм.

Известняк это какая горная порода

Расстояние между скважинами, вытянутыми в линию, 5 м. В качестве детонаторов используют тротил. Для одного взрыва бурят около 30 отверстий.

Карбонатное соединение не является редкостью, а месторождения можно найти по всему миру. Добыча известняка проводится открытым (карьерным) способом.

Работы, связанные с эксплуатацией месторождения, требуют соблюдения техники безопасности со взрывчатыми веществами. Необходимо придерживаться регламентированных норм выполнения погрузочных и разгрузочных работ, формирования отвалов.

Месторождения известняка в России находятся почти в каждом уголке страны (Воронежской, Архангельской, Белгородской, Вологодской областях, Сибири).

Предлагаем ознакомиться:  Какие средства есть от клопов

Месторождения карбонатного соединения в РФ находятся на территории различных городов, и Краснодарский край не исключение. В прибрежных зонах проводят добычу сырья, отличающегося высокой прочностью и разнообразием текстур.

Известняк это какая горная порода

Разработка залежей тесно связана с потребностями производства и строительства. Добываемый материал экономически не выгодно перевозить на большие расстояния, поэтому обычно карьеры расположены вблизи промышленных объектов, занимающихся переработкой рудного сырья, строительством, производством цемента.

Залежи, где добывают известняк, зачастую граничат с пластами глины или песка. Но наличие небольших трещин в основной породе помогает ускорить процесс извлечения материала.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

https://www.youtube.com/watch{q}v=ko6ARrpAVxQ

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.

Обрабатываемость известняков имеет прямую связь с их структурой и текстурой. Ракушечник и пористые известняки легко распиливаются и обтёсываются; кристаллические известняки хорошо полируются.

Выбор в пользу известняка обоснован его уникальными теплоизоляционными свойствами: он способен удерживать оптимальную температуру даже в самые знойные летние дни и в холодные осенние ночи. Широко известны вяжущие свойства известняка, применявшиеся при строительстве стен и башен.

За счет своей низкой прочности, известняки легко поддаются процессам выветривания. Так, приезжая в музей-заповедник Дивногорье Воронежской области, можно увидеть систему оврагов, развивающуюся по неустойчивым к воде и ветру известнякам.

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).

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;

https://www.youtube.com/watch{q}v=PtNbmWzFyUM

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, линз кремней. Иногда известняк сложен оолитовыми зёрнами, ядра которых представлены обломками кварца и кремня.

Характеризуются мелкими, разными по форме порами, переменной объёмной массой, малой прочностью и большим водопоглощением. Натёчный известняк (травертин, известковый туф) состоит из натёчного кальцита.

По макротекстуре и условиям залегания среди известняков различают массивные, горизонтально- и наклоннослоистые, толсто- и тонкоплитчатые, кавернозные, трещиноватые, пятнистые, комковатые, рифовые, фунтиковые, стилолитовые, подводно-оползневые и др.

Органогенные (биогенные) известняки представляют собой скопления карбонатных остатков или целых скелетных форм морских, реже пресноводных организмов, с небольшой примесью преимущественно карбонатного цемента.

Хемогенные известняки возникают в результате осаждения извести с последующей перекристаллизацией карбонатной массы осадков, преимущественно из морской воды (кристаллический известняк) или от натёков из минерализованных источников(травертин).

Обломочные известняки образуются в результате раздробления, смыва и переотложения угловато-окатанных обломков карбонатных и других пород и скелетных остатков, преимущественно в морских бассейнах и на побережьях.

Цвет известняков преимущественно белый, светло-серый, желтоватый; присутствие органических, железистых, марганцовистых и других примесей обусловливает тёмно-серую, чёрную, бурую, красноватую и зеленоватую окраску.

Известняк — одна из самых широко распространённых осадочных горных пород; она слагает различные формы рельефа Земли.

Залежи известняков встречаются среди отложений всех геологических систем — от докембрийских до четвертичной; наиболее интенсивное образование известняков происходило в силуре, карбоне, юре и верхнему мелу;

Как образуется в природе, где добывают{q}

Порода известняк возникает в морях из раковин моллюсков, водорослей, кораллов и прочих жителей морских вод. Для построения панцирей некоторым обитателям морей требуется кальцит, источником которого является вода.

Известняк это какая горная порода

Пресноводные условия также позволяют отложиться породе. Она может осаждаться по мере выпаривания озер, лагун. Отдельная категория – мраморовидный известняк, который под воздействием температур и высокого давления становится твердым и плотным.

Известняк это какая горная порода
Молотый известняк в порошке

Привычная форма залегания породы – пласт. Способ его добычи зависит от места нахождения, возраста и разновидности известняка. Его извлекают открытым способом, после предварительного обустройства карьера.

Для этого снимают верхний слой грунта и глины, затем проводят пиротехнические работы, что позволяет измельчить известняки и отсоединить порции камня. Далее материал погружают в машины и вывозят на переработку.

Первоначально при добыче люди использовали метод ломки – материал изымали ломами и выбивали их пласта с помощью молотов. Альтернативой методике выступили взрывные работы, в результате которых порода измельчается в крошку. С помощью экскаватора ее собирают, погружают в самосвалы и вывозят на заводы для обработки.

Предлагаем ознакомиться:  Альпийская порода коз: описание и характеристика продуктивности
Известняк это какая горная порода
Флюсовый камень

В настоящее время можно обойтись без взрыва, для чего вместо ковша экскаватора используется навесной аппарат, который разрыхляет породу. Наиболее выгодна добыча известняка с помощью фрезерного комбайна.

Химические и физические свойства горной породы

Известняк это какая горная порода
Блоковый камень

Месторождения в РФ и крупнейшие мировые производители

Крупные российские месторождения расположены на территории, которую в древности покрывали моря. Это Московская, Карельская, Воронежская и Тульская области. Карьеры открыты в Краснодарском крае, в Вологодской и Ленинградской областях.

Известняк это какая горная порода
Бутовый камень

Большинство стран мира не испытывает дефицита в известняке. Из этого камня сложены все здания Мальты. Остров практически не имеет других полезных ископаемых, кроме глобигеринового известняка. В Альпах из породы сложены почти все горные хребты, что свидетельствует о том, что их территория в древности была на морском дне.

Условия формирования карбонатных отложений

Известняк это какая горная порода

Камень известняк представляет собой минеральное образование, сформированное в результате осаждения скелетных остатков биологических организмов и состоящее преимущественно из кальцита и частично арагонита. Химический состав известняка близок к кальциту.

В осадочных породах распространен карбонатный материал различного происхождения. Аналогично кварцевому компоненту, в отложениях присутствуют обломки известняка, который является продуктом разрушения сложившихся отложений.

Типичный привнесенный в отложения известняковый материал входит в состав базальных и карбонатных конгломератов. Значительно чаще встречаются известняковые песчаники, брекчии, состоящие из обломков материала, не подвергшегося обработке в результате переноса на расстояние с помощью ветра и воды.

Можно предположить, что в таких условиях сформировался известняк ракушечник. Именно этот вид осадочной породы представлен целыми остатками организмов и их обломками.

Многие органогенно-обломочные известняковые породы представлены продуктами сортировки еще не окаменевших остатков мелководных осадков. Этот тип накоплений формирует группу органогенных образований.

Если биогермы (кораллы, формирующие известковые образования) сразу формируют затверделые отложения, то затвердевание известковых отложений связано с дополнительными химическими преобразованиями карбонатной части осадков.

Иногда известняки отличаются особой губчатой структурой, образованной за счет доломитизации. Такая горная порода рифовых массивов содержит нефть.

Известняк это какая горная порода
Блоковый камень

Типы образований

Хемогенные образования (породы, сформированные без участия биологических процессов) подразделяются на типы в зависимости от структуры породы и размера зерен карбонатного обломочного материала и определяют характер формирования породы и происхождение известняка.

Характеристика известняка и сферы его применения

Микрозернистая порода представлена результатом жизнедеятельности микроорганизмов и является продуктом переработки ими нитрата кальция в карбонатное соединение.

Белый известняк, представляющий собой массу микрозернистого карбонатного материала, обычно не сложен исключительно хемогенным осадком. Как показывает детальное изучение пишущего мела под микроскопом, микрозернистая часть карбонатного соединения кальция (формула известняка CaCO3) содержит остатки скелетов микроскопических организмов кокколитофорид.

Второй тип образований представлен известковыми корками и характерными инкрустациями. Отложения формировались непосредственно на дне осадочного бассейна, равномерно распределяясь на окаменелом осадке.

Характеристика известняка и сферы его применения

Белый известняк, представляющий собой массу микрозернистого карбонатного материала, обычно не сложен исключительно хемогенным осадком

Благоприятные условия формирования на дне мелководных участков могли быть пригодными для непосредственного выделения карбоната кальция и отличаться повышенным температурным градиентом.

Среди гемогенных образований, отличных от коралловых рифов, находятся концентрические оолиты, формирующие особый тип отложений. В составе ядер образований находятся карбонатные или другого состава песчаники, фораминиферы.

Процессу могут способствовать условия обмеления, если они приводят к увеличению температуры воды и изменению уровня нейтральной среды в сторону повышения. Степень кристаллизации отличает или сближает последовательно сменяющиеся слои известняковых осадков.

Полная перекристаллизация отложений с уничтожением цементируемого материала полностью стирает разницу между осколочным материалом и цементом. Примером отложений такого типа является мраморизованный известняк.

Неравномерность развития кристаллизационных процессов в горной породе определяет крупнозернистую структуру отложений.

Среди карбонатных отложений различают такие виды известняков:

  • плотные карбонаты (отличаются однородной структурой);
  • оолитовые образования сферической формы;
  • туфы – образования с крупными порами, отличающиеся прочностью и легко поддающиеся обработке (полировке, шлифовке);
  • травертин – натечные образования;
  • глинистые и битуминозные известняки.

https://www.youtube.com/watch{q}v=2njWK9MpI4Y

Коралловый известняк в отложениях дополнен примесью раковин фораминифер и моллюсков, панцирей иглокожих. Порода, слагающая современные рифы, отличается твердой пористой структурой и состоит из скелетов колоний полипов.

Путиловский известняк известен как основной строительный материал, использованный при проведении строительства города Санкт-Петербурга. Название породы связано с Путиловским месторождением, находящимся поблизости.

Плотность известняка средняя, он не разрушается под воздействием ударных нагрузок, отличается устойчивостью к истиранию, агрессивной кислой среде и солям. В нем присутствуют мелкие пустоты, образованные в результате выщелачивания породы.

Цвет известняка серый, чередующийся с темно-серой окраской. Кристаллическое минеральное образование органогенного происхождения содержит доломит (2-25 %), зерна глауконита (до 20 %), фосфаты (2-3 %), зерна силикатного соединения (кварца).

Из-за внешней схожести известняк часто принимают за мрамор. Различие между породами состоит в форме их образования. Например, черный мрамор Порторо, из которого создают скульптуры, представляет собой осадочную породу. Структура известняка отличается от мрамора.

Образование мрамора происходит в процессе метаморфических изменений и перекристаллизации породы. В нем не содержится никаких следов окаменелостей.

Если процесс преобразования не завершен, то в результате возникает мраморный известняк. Именно эта порода содержит белые кальцитовые включения биогермов (кораллов), раковин, обломков скелетов других морских жителей.

Предлагаем ознакомиться:  Как выращивать миндаль в домашних условиях{q} – пошаговая инструкция на ydoo.info

Петрографическое и минералогическое определение породы – «мраморовидный известняк». В литературе по инженерной геологии в разделе, посвященном классификации типов горных пород, не полностью преобразованный известняк называется мрамором.

Доломитизированный известняк – это осадочная горная порода серого и темно-серого цвета, состав которой формируют кальцит и доломит. Минеральный состав образований формируют включения гипса, ангидрита и кремния, полевых шпатов, пирита, глинистого вещества и реликтов флоры (синие водоросли).

Прочность известняка, в состав которого входит карбонат магния (около 40 %), при сжатии составляет 400-1300 кгс/см², твердость доломитов по шкале Мооса – 3,5-4,5.

Разновидности

Существует несколько критериев, по которым классифицируют горную породу. Наиболее важные их них – структурные особенности, текстура, оттенок, наличие примесей. По происхождению известняка различают такие его виды:

  • органогенные известняки (например оолитовый, нуммулитовый): в них много раковин некогда живших моллюсков;
  • хемогенные – известняки, образованные в результате химических процессов, происходящих в природе;
  • обломочные – включают элементы ранее существовавших и разрушенных морских рифов.
Известняк это какая горная порода
Ракушечник

Ключевые критерии, по которым классифицируют камни – размер зерен и текстура (показатель соотношения разных по строению частей породы). По этим параметрам выделяют известняки:

  • мелкозернистые, в составе этого известняка зерна видны невооруженным взглядом;
  • тонкозернистые (мел);
  • оолитовые (на общем фоне выделяются укрупненные образования из кальцита – оолиты);
  • пористые: туф, ракушечник;
  • слоистые: напоминают в разрезе пирог из разных по составу и оттенку слоев.

По особенностям минерального состава и наличия примесей выделяют известковые породы:

  • Доломитизированные. В структуре этих известняков присутствует оксид магния. При повышении концентрации этого химического элемента в доломитизированном известняке происходит образование доломитов – карбонатных пород осадочного типа.
  • Глинистые. В их составе обнаруживают примеси глины, превышение которых выше нормы ведет к образованию мергеля – (глина – 25-50%, остальное – карбонат).
  • Коралловые. Образуются в теплых морях и отличаются пористой консистенцией.
  • Мраморированные. Характеризуются высокой плотностью, по описанию могут включать древние окаменелости.
  • Мшанковые. В их структуре находятся отмершие водоросли и примеси глины.
  • Меловые. Состоят из остатков водорослей и древних моллюсков. Иногда в них есть небольшая примесь песка и глины.
  • Битуминозные. Редкий вид породы, в которой находят примеси нефтепродуктов (битума).
Известняк это какая горная порода
Битуминозный известняк

По цвету минерала

В чистом виде порода имеет белый или светло-серый цвет. Примеси и химические элементы в белом камне придают известняку следующие оттенки:

  • Марганец. Окрашивает породу в красный, розовый, бурый цвет.
  • Железо. Придает камню желтый, бежевый, коричневый тон.
  • Водоросли. Причина голубой и синей окраски породы.
  • Органические вещества. Делают минерал темным, почти черным.

Известняку характерны различные примеси и в зависимости от них он имеет различные названия — разновидности

Мел – мягкий известняк белого цвета – используется не только для рисования на асфальте, изготовления отделочных составов и зубного порошка, но и для производства высокосортной бумаги. Кроме того, без мела – основного материала покрытия сварочных электродов – резко затруднилось бы создание металлических конструкций. Не обходятся без мела ни резиновое, ни кабельное производство.

Полиграфистам известен литографический известняк – камень, физические свойства которого позволяют создавать на известняке высокохудожественные гравюры.

Известняк и доломит находят применение в металлургии. В теплотехнике лучшим изолирующим материалом считается известняковая минеральная вата. Даже пищевая промышленность, особенно производство сахара, нуждается в этом камне! Сорбирующие свойства находят спрос и в химической индустрии.

Области применения этого камня

Известно немало сфер жизни, где применяется известняковая порода.

Известняк это какая горная порода
Стена из известняка

Ее использование зависит от особенностей и свойств камней:

  • Молотый известняк в порошке. Применяется для выпуска удобрений, раскислителей почв, приготовления строительных смесей, производства стекол и белой бумаги.
  • Флюсовый камень. Используется в металлургической отрасли для выплавки металлов и сплавов.
  • Бутовый (булыжники). Основа фундаментов, которые отличаются прочностью и долгим сроком службы.
  • Блоковый. Из этого строительного материала возводят здания.
  • Облицовочный. Отличается хорошими декоративными свойствами, используется человеком в качестве финишной отделки зданий, помещений.
  • Оолитовый известняк. Такой материал применяют для облицовки и возведении стен.
  • Ракушечник. Нужен в ландшафтном дизайне. Нашел применение в строительстве, при облицовке зданий и сооружении подсобных объектов.

Мел, мрамор и другие известняки представляют большой интерес для всех, кто изучает флору и фауну древнего мира. В камне застыли не только раковины моллюсков, но и трилобиты, которые привлекают палеонтологов.

Образование известняка идет постоянно, и его запасы в окружающей природе считаются неисчерпаемыми. Следовательно, у человечества есть доступный и ценный ресурс для производства строительных материалов, извести и цемента.

Технические параметры известняка

У доломитов и известняков с содержанием карбоната магния большая твердость. Они труднее поддаются механическому воздействию.

Природный известняк отличается прочностью, твердостью. При дроблении образует неровный излом. В воде не размокает. Физические свойства породы позволяют ее использовать в строительстве.

Обычно карбонатное соединение белого, серого цвета. Но в зависимости от присутствия примесей меняется внешняя окраска и техническая характеристика известняка. Содержащиеся в образовании минералы не только меняют цвет, но и влияют на прочность, устойчивость и определяют сферу применения.

Углистое вещество окрашивает породу в черный цвет, желтую окраску определяет присутствие гидроокислов железа, а зеленоватую – глауконит.

Описание технических параметров материала содержится в паспорте месторождения. Информация, собранная в документе, полностью отражает свойства породы и ее соответствие государственным стандартам, регламентируемым законодательно.

https://www.youtube.com/watch{q}v=hajWXsfxoYo

Структура известняка позволяет выделять виды горной породы. Текстура минерального образования однородная, иногда присутствуют поры и каверны (пустоты).

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector