Из чего состоит известняк полезные ископаемые

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:

• органогенно-обломочную;
• кристаллическую;
• смешанную (обломочно-кристаллическую);
• травертин (натечную).

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:

• необработанных глыб камня;
• щебня;
• извести (белого цвета);
• облицовочных плит;
• минеральной крошки и песка;
• стенового камня;
• минеральной ваты и порошка;
• муки.

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.

Известняк – это минеральная порода, содержащая кальцит. Имеет много разновидностей. В ходе образования формируется в камень различной плотности и цвета, в основном пастельных оттенков. Он применяется в промышленности, а также в народной медицине, магии.

Что такое известняк

Известняк – полезное ископаемое. Бывает светлого или темного окраса. Строение с тонкими либо крупными зернами.

В натуральном камне, кроме кальция, также выявляют:

• морские лилии, ежей;
• кораллы;
• ракушек;
• моллюсков;
• брахиоподов;
• фораминифер;
• криноидей;
• окаменелые скелеты рыб.

Основа химического состава – 50―95 % карбоната кальция. От концентрации кальцита зависит плотность минерала и чистота белого цвета. Еще камень содержит 5―50 % кварца, полевых шпатов, опала, доломита, халцедона или каолина (глины). Они окрашивают минерал в серый, розовый, красный, кремовый, черный или голубой цвет.

Разновидности и цвета

По применению выделяют известняк кормовой, флюсовый, строительный. Первый мелкий, очищен от примесей, используется для минеральных добавок, фильтров, удобрений. Второй подходит для металлургической промышленности. Из третьего строят дома, делают плитки, щебень, порошок, камни, блоки или тротуар.

Строительным и декоративным ракушечником выкладывают стены, делают заборы, утепляют здания, полы.

По структуре различают известняковый камень:

• трещиноватый – в породе есть расколы, от их количества зависит размер кусков после взрыва;
• меловой – хрупкий, пористый;
• слоистый – на изломе различаются неоднородные полосы разного цвета, оттенка;
• мелкозернистый – крупинки видно без увеличительного стекла;
• тонкозернистый – частицы видно под лупой;
• оолитовый – в мелкозернистой текстуре видны крупные кальциты;
• пористый, туф – тонкозернистый, видны крупные или мелкие отверстия;
• мраморизованный – кристаллический, плотный, неоднородный окрас, содержит окаменелости.

По химическому составу выделяют доломитизированный, глинистый (мергелистый), марганцовистый, железистый и битуминозный (черный) известняк. Название зависит от дополнительных веществ.

По происхождению минерал бывает хемогенным, вторичным, органогенным. В первом случае камень образовался из осадка карбоната кальция после химической реакции. Во втором – сформировался из обломков других известняков. Третий возник от скопления органических элементов.

К органогенной породе относят образования:

• нуммулитовые (Nummulites – вид одноклеточных организмов);
• коралловые, рифовые;
• шламовые (детритовые);
• меловые, мшанковые – (образованы из водорослей);
• фузулиновые – (Fusulina – простейшее морское животное);
• ракушечники (смесь кальция, глины, раковин моллюсков).

По цвету различают известняк белый, золотистый, бежевый, лимонно-желтый, серый, кремовый. Бывает камень зеленый, красный, розовый, голубой, бурый.

К редким относят черный минерал. Темный окрас получается из-за содержания нефтепродуктов или органики.

История и происхождение породы

Известняк использовался в древности. Из него строили храмы богов греки. В Египте обтесанными монолитами выложили пирамиду Хеопса. В России и Мальте из него возводили здания, соборы. Археологи из камня нашли много фигурок, лепнины, предметов интерьера.

Для образования известняка необходима осадочная порода. Она появляется двумя путями. В первом случае это осаждение веществ из горячих растворов, например возле термальных источников. Окаменение происходит в процессе охлаждения.

Во втором варианте на дно оседают остатки рыбьих скелетов, ракушки моллюсков, другие органические элементы. Толща воды способствует их уплотнению с последующим отвердением.

Такую осадочную породу также называют горной. Объяснение простое: оседание происходит длительно на большой площади. В результате получаются массивные пласты с разными окаменелыми минералами. Отложения меняют рельеф дна, образуя возвышенности. После высыхания древних морей на земле остались горы с осадочными породами, где впервые нашли известняк.

Первый образуется в процессе метаморфоза, вызвавшего перекристаллизацию известняка. Во втором отложении есть натрий.

Как добывают и обрабатывают известняк

Условное обозначение известняковых залежей на физической карте выглядит в форме белого квадрата с двумя черными диагональными линиями. В инженерно-геологических документах скопление минерала отмечают прямоугольником с поперечными и продольными полосами. Знак напоминает рисунок кирпичной кладки.

Месторождения есть в Европе, России, Америке. Известняка нет только в Австралии. Мергель везут из Китая. Много ценных залежей есть в Крыму, на Донбассе, Кавказе. В Московской области добывают минерал, подходящий для цемента. В Челябинской области расположены Варненский и Устиновские карьеры. Последние привлекают туристов и ценны археологическими находками.

Путиловский известняк пестрый, лежит в Ленинградской области. Его брали для строительства Петербурга. В Волосовском р-не есть бежевый кикеринский минерал, а в Гатчинском – желтый елизаветинский доломит. Чобаретское и Ульяновское месторождения знамениты мраморным камнем.

Есть залежи красивых известняков:

• веневский – мраморный, в Туле;
• дагестанский – белый, желтый у села Акушинский и Мугги, города Лабинск;
• казахстанский – ракушняк в Восточно-Казахстанской области;
• владимирский – в Судогодском, Ковровском районах;
• крымский – мшанковые белоснежные в Инкерманском карьере, Белогорские разработки;
• мячковский – кремовый, в Подмосковье.

Способы добычи известняка разнятся в зависимости от его объема в карьерах. Вначале с поверхности бульдозерами счищают неликвидную породу. В больших месторождениях закладывают взрывчатку. В местах малых залежей бурами и фрезами вырезают прямоугольники.

Куски добытого известняка дробят фрезерным комбайном или гидравлическим разрыхлителем, грузят в самосвалы и отвозят на завод. Против коррозии почвы образовавшиеся ямы засыпают землей, засевают травами, сажают кустарниковые растения. Для получения извести мелкую фракцию камня обжигают в печах.

Известняковая пыль оседает в легких, вызывая развитие профессиональной астмы. Все рабочие должны носить респираторные маски для профилактики болезни.

Свойства и применение известняка

Применяют минерал везде с учетом его свойств. На прочность известняка влияет внешняя среда. Строительные материалы будут долго служить в сухом климате без резких температурных перепадов. При затяжных дождях поверхность изделия набирает влагу, может размываться. В случае внезапных заморозков влажные плиты начинают трескаться.

Поэтому для применения в промышленности известняковый камень подлежит стандартизации. В маркировке указывают заглавные буквы названия и размера камня, процентное соотношение окисей микроэлементов.

Стандарты минерала:

Поскольку известняк тяжелее, а не легче воды, на его основе готовят белила, красящие эмульсии и другие растворы. Отсев (порошок) добавляют в цемент, шпаклевки, пластик. Включают в смеси для изготовления обувных кремов, зубных паст, битума, бумаги, резины, железобетона, тротуарной плитки. Зимой посыпают дорогу при гололедице.

Отсевом наполняют комбикорма или удобрения (минеральная добавка), ощелачивают закисленную землю. Его включают в фильтры для питьевой воды.

В дополнение смотрите видео:

Физико-химические свойства

Минерал образуется путем соединения угольной кислоты с кальцием. У известняка без примесей формула химическая записывается как CaCO3. Известняк расщепляется под действием кислот H2SO4, CH3COOH, HCl. Кальций остается в растворе, углекислый газ СО2 улетучивается.

Физические характеристики известняка:

• разложение – не растворяется в воде;
• истираемость – при трении без усилий площадь уменьшается;
• плотность – 2.5 г/см3;
• по шкале Мооса твердость из 10 баллов – 3;
• пористость – 35 %;
• водопоглощение – 0.1―2 %;
• прочность в сухом состоянии – средняя;
• прочность при водопоглощении – минимальная;
• морозостойкость – до – 40 ºC;
• горение – нет.

Дополнительные минералы добавляют прочности известняку, снижают пористость до 2―30 % и водопоглощение – до 0.1―1 %. Кристаллизованная текстура выдерживает сдавливание в 300 мегапаскаль, ракушечник – в 0.4 МПа.

Минеральный состав по видам известняка:

• доломитизированный – Ca + MgO2 (оксид магния);
• органогенный, обломочный или хемогенный – Ca + SiO2 (оксид кремния);
• железистый – Ca + FeO2 (оксид железа, окрашивает структуру желтым);
• марганцовистый – Ca + MnO2 (оксид марганца, дает розовый цвет);
• глинистый – Ca + Al4[Si4O10](OH)8 (каолин).

Строение известняковых камней пористое, слоистое либо зернистое. В последнем случае в текстуре видно тонкие, мелкие, крупные или неодинаковые размеры округлых частиц.

Лечебные свойства

В помещениях известняком обеззараживают воздух, наносят раствор на стены от грибка. Полезна вода, очищенная фильтрами с кальцитом. Она удаляет из организма аллергены, токсические продукты деятельности вирусов, бактерий.

Когда и какой известняк помогает:

• гипертония – голубой;
• нарушения сна, депрессия, болезни неврологии – розовый, красный;
• нарушенное пищеварение – желтый;
• болезни крови, органов кроветворения, сердца, сосудов – красный.

Минерал обладает противомикробным, сорбирующим свойством. Помогает при болезнях кожи, угрях. Смесь порошка с водой добавляют в ванны, наносят на лицо, делают примочки, обертывания.

Магические свойства

Эзотерики советуют использовать известняк юристам, врачам, инженерам, бухгалтерам. Камень надо носить с собой или поставить в кабинете статуэтку из него. Амулет оградит от ошибочных решений. Творческим же натурам он помогает взбодриться, найти вдохновение, избавиться от лени, апатии.

Желтоватый минерал используют во время медитаций. К женщине светлый кальцит притянет внимание понравившегося мужчины, усилит привязанность окружающих. Независимо от пола, у человека возрастает интуиция, улучшается способность просчитывать результат действий, прогнозировать ситуацию.

Известняк распространен на большинстве материков. Доступность и легкость обработки позволили людям применять камень с древних времен. Отвердевшим минералом пишут, декорируют ландшафт, строят дома, добавляют в руду при выплавке металла. Он не служит только топливом, хотя в битумном виде есть даже нефтепродукты.

А что вы знаете об известняке? Комментируйте статью, пишите интересные факты, делитесь информацией с друзьями в соцсетях. Всего доброго.