Полезные ископаемые свойства гранита и известняка
На этом уроке вы узнаете свойства полезных ископаемых, таких как песок, глина, известняк и мрамор, узнаете об их практическом применении.
Свойства известняка
Определим свойства горных пород, которые человек научился использовать с давних времен. Это известняк, мрамор, песок и глина. Начнем с изучения свойств известняка.
Если известняк рассмотреть под лупой, то можно увидеть, что его частицы значительно мельче частиц сыпучего песка и цвет у этих частиц бывает разный: белый, желтый, серый. Если опустить кусочек известняка в стакан воды, то мы увидим, что известняк утонет, значит, он тяжелее воды. Известняк – твердая горная порода. Разновидностью известняка является мрамор. Рассмотрим мрамор внимательнее (рис. 1).
Цвет его частиц может быть разным: белым, красным, серым, черным. Мрамор имеет матовый блеск, а если его сравнивать с известняком, то можно сказать, что мрамор тверже известняка.
Рис. 1. Мрамор (Источник)
Свойства песка и глины
Поговорим о свойствах песка и глины (рис. 2). Если проводить опыты, то можно обнаружить, что песок хорошо пропускает воду, а глина плохо. Если положить кусочек глины в стакан с водой и тщательно все размещать, то можно увидеть, что на дно осядут мелкие камушки, песчинки, а мелкие частички будут плавать, делая воду мутной. Если слить эту мутную воду и дать ей отстояться, то скоро на дне мы обнаружим слой глинистого ила. А если смочить образцы песка и глины водой и попробовать скатать шарики, то можно увидеть, что из глины легче скатать шарик. При намокании глина становится мягкой и пластичной, после высыхания шарик сохранит свою форму.
Рис. 2 Глина (Источник)
Из песка шарик слепить трудно, но даже если это удается, то после высыхания песок ссыплется. Это значит, что глина обладает свойством вязкости, а песок нет. Песок сыпучий, он состоит из отдельных мелких песчинок разного цвета, одни песчинки непрозрачные, другие прозрачные и похожи на кусочки мутного стекла (рис. 3).
Рис. 3. Песок (Источник)
Частички глины непрозрачные, неблестящие. По цвету глина бывает разная: белая, серая, коричневая, желтая.
Песок, глину, мрамор, гранит, известняк называют строительными полезными ископаемыми. Песок, по которому мы ходим, – рыхлая горная порода. Он сыпучий и хорошо пропускает воду, поэтому его широко используют в строительстве автомобильных дорог и железнодорожных насыпей (рис. 4).
Рис. 4. Железная дорога (Источник)
Также песок применяют для изготовления цемента и бетона. Из белого кварцевого стекла изготавливают стекло.
Глина – плотная горная порода, при намокании она становится вязкой и пластичной, она долго сохраняет свою форму при высыхании. В печи обожженные из глины изделия становятся твердыми и прочными. Из глины изготавливают кирпичи, черепицу, игрушки. Особенно ценится белая глина, из которой производят фаянсовую и фарфоровую посуду (рис. 5).
Рис. 5. Фаянсовая посуда (Источник)
Мрамор – это разновидность известняка, после полировки на нем выступает красивый узорчатый рисунок разной окраски. Древние греки высекали из мрамора памятники, строили храмы. Станции Московского метро отделаны этой горной породой разного цвета (рис. 6). Из известняка построены известные на весь мир церкви и соборы.
Рис. 6. Станция Маяковская. Московский метрополитен (Источник)
Применения гранита
Особенно из полезных ископаемых ценится гранит. Он обладает особой твердостью и прочностью. Его используют при строительстве опор для моста и фундаментов для высокого здания. Полированный гранит украшает полы и лестницы дворцов и музеев. Именно из гранита в Санкт-Петербурге сделаны колоны Казанского собора (рис. 7), бортики Исаакиевского собора (рис. 8), а огромный камень, на котором установлен памятник Петру I, также из этой горной породы.
Рис. 7. Казанский собор (Источник)
Рис. 8. Исаакиевский собор (Источник)
Запасы полезных ископаемых
Почему надо беречь полезные ископаемые? Каждый год в нашей стране добывается огромное количество полезных ископаемых. На образование большинства из них понадобилось миллионы лет, и у каждой из ценных пород своя особая, сложная и загадочная история. У одних история начинается в глубинах морей и океанов, озер и болот. Вы уже знаете, что на дне водоемов образовались торф, известняк, каменный и бурый уголь, песок и глина. У других история начинается в недрах планеты. Там, глубоко под землей, находится раскаленное вещество – магма. Потоки магмы при извержении вулкана могут изливаться на поверхность земли и остывать, а могут застывать в глубине земли, не доходя до поверхности. Из магмы образовались гранит, базальт, рудные полезные ископаемые. Но запасы полезных ископаемых на Земле не бесконечны. Ученые предсказывают, что уже в нашем XXI веке разведанные запасы нефти, золота и меди могут быть исчерпаны. На их образование ушли миллионы лет, а человек израсходовал их так быстро. Их нельзя восстановить, как, например, лес после вырубки.
Экономия использования полезных ископаемых
Что же должен делать человек, чтобы по-хозяйски расходовать богатства подземных кладовых? Ученые создают новые искусственные материалы для замены металла и горючих полезных ископаемых. Вместо металла все больше и больше применяется пластмасса. Посмотри вокруг, и ты увидишь, как много вещей сделано из пластмассы вместо дорого металла и ценной древесины. Топливо из каменного угля и нефти заменяют другие источники тепла. Строятся гидроэлектростанции, на которых используются силы воды, или силы ветра, или солнечное тепло. Люди собирают металлолом, из которого на заводах выплавляют металлы. Использование металлолома позволяет бережно относиться к рудным полезным ископаемым и экономно их расходовать. Нужно также следить, чтобы без надобности не горели газовые и электрические приборы, беречь тепло в школе и дома в холодное время года, не оставляя открытыми настежь двери в подъездах. Следите за экономным расходованием питьевой воды, ведь ее очистка и доставка по трубам в жилые дома, на фабрики и заводы невозможна без использования полезных ископаемых.
Подведение итогов
Сегодня на уроке вы узнали о свойствах полезных ископаемых: известняка, мрамора, песка и глины, а также познакомились с тем, как человек использует в своей деятельности строительные полезные ископаемые.
Список литературы
- Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 3. – М.: Баллас.
- Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 3. – М.: ИД «Федоров».
- Плешаков А.А. Окружающий мир 3. – М.: Просвещение.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
- Deita.ru (Источник).
- Kokm.ru (Источник).
- Psyhotronika.ru (Источник).
Домашнее задание
- Сравните свойства глины и песка.
- Где применяют мрамор?
- Что должен делать человек для экономии запасов полезных ископаемых?
Источник
стена, сложенная из известняка
Известня́к — осадочная, обломочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) 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.
Входящий в состав известняка карбонат кальция способен медленно растворяться в воде, а также разлагаться на углекислый газ и соответствующие основания. Первый процесс — важнейший фактор образования карста, второй, происходящий на больших глубинах под действием глубинного тепла Земли, даёт источник газа для минеральных вод.
Месторождения[править | править код]
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[1].
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[2].
Одним из самых перспективных[источник не указан 571 день] месторождений известняка считается открытое в 2015 году Ждановское месторождение (Оренбургская область), где в настоящее время[когда?] идёт промышленная добыча известняка «Сармат»[3]. Месторождение поставляет известняк с высокими качественными показателями, имеет крупные запасы и неглубокое залегание пластов[источник не указан 571 день].
Применение[править | править код]
Известняк широко применяется в качестве строительного материала, мелкозернистые разновидности используют для создания скульптур.
Обжиг известняка даёт негашёную известь — древний вяжущий материал, до сего времени применяемый в строительстве[4]. Одним из основных строительных материалов, получаемых из известняка, является известняковый щебень, который широко используется в дорожном строительстве и в производстве бетона. В металлургии известняк используется как флюс. Известняк используется в химической и пищевой промышленности: в производстве соды, минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги.
Ракушечник[править | править код]
Ракушечник (ракушняк, ракушка) — строительный материал природного происхождения, известный с древних времен и популярный в южных регионах России, а также прибрежных районах Украины и Казахстана.
Ракушечник применяется:
- в жилищном строительстве: кладка наружных стен и возведение внутренних перегородок;
- на хозяйственных объектах: сооружение подвалов, гаражей, ограждений, пр.;
- в оформлении ландшафта: подпорные стенки, фонтаны, гроты;
- при облицовочных работах: в виде плитки с обязательной предварительной её гидрофобизацией и полировкой.
Самые распространенные по степени прочности марки: М35, М25, М15.
Лёгким считается блок стандартных геометрических размеров 380 × 180 × 180 мм с прочностью на сжатие до 15 кг/см2. Стены из него выдерживают нагрузку при одноэтажном строительстве, возведение гаражей и хозяйственных объектов.
Двухэтажные дома предпочтительно возводить из камня марки М 25. И только самые износостойкие и прочные блоки (М 35) применяются для сооружения стеновых конструкций подвалов и цокольных частей фундаментов.
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Известняк — статья в энциклопедии Кругосвет.
- Известняк — горная порода. Описание, фото, месторождения.
- Ракушечник: экологичный материал для строительства дома
Источник
Осадочная горная порода известняк – издревле используемый человеком природный материал, широко применяемый в строительном деле. Но применение известняка не ограничивается только строительством, материал также служит сырьем при создании скульптур или флюсом в металлургии (для создания сварочных швов), может быть использован как вспомогательное средство в химической и пищевой промышленности.
Известковые породы встречаются самых разных оттенков, наиболее распространенные цвета:
- серый;
- серо-белый;
- светло-серый;
- светло-желтый;
- бело-розовый.
Из всех видов природного камня известняк отличается невысокой стоимостью, поэтому с коммерческой точки зрения он выгоден, и изделия из него пользуются хорошим спросом.
Виды известковых пород
Известняк в природе чаще всего встречается в виде ракушечника, образуется из органических остатков в мелких водоемах, также может залегать в виде пластов. При этом известковые породы бывают:
- пористыми;
- плотными;
- мраморовидными.
Плотные материалы чаще всего берутся для производства облицовочных плит, некоторые виды этого камня отличаются превосходной морозостойкостью. Не зря же Египетские пирамиды, где использовался известняк в качестве облицовки, дожили до наших дней, многие старинные сооружения прекрасно сохранились.
Пористые породы характеризуются разнообразием, их делят на виды:
- пизолитовые;
- известковый туф;
- оолитовые;
- ракушечник.
Ракушечный известняк в основном состоит из раковин и обломков, очень мелкий ракушечник представляет собой мел. Оолитовая порода – это материал, состоящий из мелких шариков, в каждом из которых находится мелкий предмет (песчинка, часть ракушки и т.п). Пизолитовый известняк аналогичен оолитовому, только структура у него более крупная. Известковый туф является мягким камнем с большим содержанием карбоната кальция, характеризуется самой высокой пористостью среди всех подобных материалов.
Составы известковых пород
Природная известковая порода представляет собой карбонат кальция CaCO³(56 процентов) в сочетании с углекислым газом (44 процента), соединение в виде твердых кристаллов белого (светлого) цвета. Это вещество может растворяться в растворах кислот, после чего получается малоустойчивая угольная кислота, легко разлагающаяся на CO2и H2O. Также в составе известняка в небольшом количестве присутствует MnCO3, FeCO3 и CaMg(CO3)2, а в доломитизированной породе содержится MgO (4-17 %).
Известняк, содержащий до 50 % частиц глины, называется мергелем, если количество магния в составе вещества увеличено, оно имеет название долмит. В природном меле содержится 99 процентов СаСО3, под воздействием давления и температур (в результате метафоризма) известняк может переформироваться в мрамор.
Свойства
Как и любой природный камень, известняк обладает определенными качествами, имеет свои преимущества и недостатки. Из основных свойств известняка и его характерных особенностей следует отметить:
- нерастворимость в воде;
- высокую температуру плавления (+1242 ºC);
- пластичность;
- долговечность;
- хорошие теплоизоляционные характеристики.
Известковые породы легко поддаются обработке: этот камень можно раскалывать, пилить, шлифовать, работать с ним с помощью ручного инструмента и на различных станках. Объемная масса породы зависит от ее типа, например, у ракушечника она равна примерно 800 кг/м3, у кристаллических типов – 2800 кг/м3. Плотность известняка находится в пределах 2700-2900 кг/м3, зависит от содержания примесей.
Прочность этого камня на сжатие разная, она может быть от 0,4 до 400 Мпа (самые слабые показатели – у ракушечников). Влажный материал нередко теряет свою прочность, а истиранию, износу и раздробленности легче подвергается известковый камень меньшей объемной массы. Кристаллические известняки обладают неплохой морозостойкостью, способны выдерживать до 300-400 циклов.
Добыча известняка
Горная известковая порода в природе встречается повсеместно, ее можно найти во многих речных или морских водоемах. Где добывают известняк в России:
- на Урале;
- в Поволжье;
- в Архангельской, Тульской, Ленинградской областях;
- на Северном Кавказе;
- в Краснодарском крае.
За рубежом известняк добывают в Испании, Турции, Италии, Греции, Израиле, особой популярностью пользуются испанские сорта камня, которые отличаются эстетичностью и долговечностью. Немало месторождений открыто в Средней Азии, на территории Африки, также запасы известняка имеются и в Северной Америке (горная система Аппалачи).
Добыча породы производится различными способами:
- взрывным методом;
- с помощью специализированных экскаваторов;
- с применением фрезерных комбайнов.
Самый простой и менее затратный способ – с использованием пиротехники, в результате взрыва удается получить камни самых разных размеров (от крупных валунов до мелкой крошки). Добытая порода вывозится на камнеобрабатывающее предприятие, где она сортируется и проходит обработку.
При экскаваторном методе машина вместо ковша оснащается специальным оборудованием, позволяющим разрыхлять породу. Затем насадка снова меняется на ковш, чтобы собрать измельченный камень и отправить его на переработку.
Применение фрезерных комбайнов является наиболее выгодным способом в карьерных работах, так как при этом нет выброса продуктов горения от взрыва, мелкой пыли, не нарушается устойчивость откосов карьера. При этом методе можно добиться нужной ширины породных блоков, не требуется дополнительная обработка известняка.
Применение известняка в современном строительстве
В наше время известняк широко используется для оформления экстерьера и интерьера строений, с помощью такого материала выполняется внешняя облицовка зданий, выкладка дорожек. Мраморовидные сорта природногокамня используются для изготовления кухонных столешниц, напольных покрытий, подоконников, барных стоек, колонн.
Источник
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.
Источник