Известняк - свойства и применение

Известняк – это осадочная горная порода, в составе которой значительно преобладает один минерал – кальцит. Самой известной разновидностью камня является мел, знакомый всем еще со школы.

Оглавление:

• Что такое известняк и как он выглядит
• Характеристика и свойства известняка
• Разновидности известняка
• Применение известняка
• Где добывают известняк
• Месторождения известняка в России
• Заключение

Известняк интересен тем, что он формируется на дне древних и современных морей и океанов. Поэтому некоторые его виды содержат останки организмов с кальциевым скелетом. Особенно красив розовый ракушечник, который используется в строительстве для отделки.

Что такое известняк и как он выглядит

Известняк – горная порода. Это означает, что он залегает на больших площадях, образуя мощные залежи, пласты, нередко чередующиеся с другими породами.

Его нельзя описать одной формулой, так как он представляет собой смесь минералов. Самый главный из них – кальцит с содержанием от 50 до 95 %: его формула CaCO₃ (карбонат кальция). Но он не единственный.

Если сделать очень тонкий срез, поместить его под петрографический микроскоп, то будут видны другие минералы – опал, халцедон, кварц, доломит, каолин, полевые шпаты. Таким образом, у известняка сложный состав при значительном преобладании кальцита.

Известняк – осадочная порода. Это значит, что в воде шло постепенное осаждение на дно мелких обломков, скелетиков организмов с последующим их уплотнением и затвердеванием. Или же минерал осаждался из горячих, но остывающих растворов.

Выглядит камень по-разному. Он может быть крупнозернистым, если сложен ископаемыми раковинами, или тонкозернистым – как в случае с мелом. Цвет чистых пород белый. Рост примесей дает им сероватую, кремовую, розовую, голубоватую и даже черную окраску.

Характеристика и свойства известняка

Известняк можно охарактеризовать с химической и физической точек зрения. Химия породы обусловлена ее составом. Кальций (Ca) – щелочноземельный металл. Поэтому его соединения с угольной кислотой (H₂CO₃) дают нерастворимый в воде минерал.

Исключение составляет осаждение карбонатных частиц на океанских глубинах более 4 тысяч метров. Там под действием высокого давления идет растворение кальциевых организмов, и все анионы и катионы переходят в раствор.

Кальцит, однако, растворяется в концентрированных кислотах – соляной, уксусной, серной. Кальций переходит в раствор. Одновременно из камня выходят пузырьки углекислого газа (СО₂).

Из других элементов присутствует магний (Mg). Соединяясь с кальцием, он может образовывать тоже карбонатный минерал, но другой – доломит (доломитизированный известняк).

Еще есть кремний (Si) трех видов:

• обломочный, образовавшийся при разрушении пород;
• хемогенный, появился из обогащенных растворов, которые поступали по трещинам;
• органогенный, появившийся при отмирании морских организмов (планктона) с кремниевым скелетом.

Присутствие ионов железа (Fe) дает желтоватую окраску, а марганца (Mn) – розоватую.

Физические свойства породы связаны с абсолютным преобладанием кальцита, твердость которого 3 из 10 по Шкале Мооса. Поэтому известняк легко подвергается истиранию, но и несложен в обработке. Плотность также невысока – примерно 2,5 г/см³.

Кристаллические разновидности выдерживают давление 300 Мпа. Значения пористости колеблются в зависимости от структуры породы от 2 до 35%.

Некоторые виды хорошо пропускают воду, водопоглощение доходит до 2%. Относительно морозостойкий, так как может перенести до 4 сотен зим. Прочность средняя.

Разновидности известняка

Классифицируют и выделяют разные виды по нескольким критериям.

Ключевые из них – это структура (показывает размер зерен) и текстура (показывает, как разные по строению части соотносятся друг с другом).

По ним можно выделить:

• мелкозернистый известняк (плотный, зерна можно разглядеть простым глазом);
• тонкозернистый мел;
• оолитовый (на фоне мелкозернистой массы округлые более крупные образования из кальцита - оолиты);
• слоистый (состоит их слоев разного цвета или оттенка);
• пористый (известковый туф – образовался из горячих растворов на поверхности земли; ракушечник – состоит из раковин древних моллюсков).

Описание породы по особенностям минерального состава и химических примесей позволяет выделить глинистый, марганцовистый, железистый известняк.

[warning]Это интересно: основные организмы, встречаемые в известняках, это фораминиферы, кораллы, криноидеи, морские ежи и лилии, брахиоподы, моллюски.[/warning]

Применение известняка

Известняк с давних времен используется как строительный материал. Из него сделана пирамида Хеопса, а также храмы Древней Греции.

Его использование связано также с внутренней и внешней отделкой зданий – облицовкой, изготовлением лепнины, интерьерных украшений.

Это сырье, из которого при строительстве делают бетон, цемент, минеральную вату, различные строительные и отделочные смеси, которые используется для штукатурки стен. При строительстве дорог используют известняковый щебень.

Ландшафтный дизайн нельзя представить без известняка. Он незаменимый природный элемент альпийских горок: это дышащий материал, на котором хорошо приживаются растения. Плитами из ракушечника выкладывают дорожки, обрамляют клумбы, искусственные прудики.

Металлургическая промышленность обязана известняку тем, что его применяют в качестве флюса для доменной выплавки: он очищает металл от примесей.

При сельскохозяйственных работах известняк используют для раскисления почв: они становятся нейтральными или слабокислыми, что больше подходит овощным и садовым культурам. Кроме того, улучшается пористость земли, воздухообмен в корневой системе.

Известняк нужен и для стекольной промышленности. Его добавление к кварцевому песку позволяет сделать стекла, устойчивые к химически агрессивной среде.

Большой интерес представляют известняки для науки как источник информации о флоре и фауне определенных эпох. В этой породе находят не только раковины и микроорганизмы. В ней застыли даже крупные, хорошо сохранившиеся трилобиты.

В целлюлозно-бумажной отрасли известняк добавляют в целлюлозу для производства белой бумаги.

Где добывают известняк

Добыча известняка связано с открытой разработкой, то есть с карьерами.

В этом случае алгоритм работ следующий:

• снимается верхний слой почвы и глин с помощью бульдозерной техники (это вскрышные работы);
• кондиционный качественный известняк взрывается;
• порода собирается специальными экскаваторами в «БелАзы».

Так как известняки имеют морское происхождение, их надо искать прежде всего на месте древних морей, но также в горных местностях – на Урале, Северном Кавказе, в Альпах, Крыму.

Месторождения известняка в России

Русская платформа как бывшее море является ключевым поставщиком известняка в России. Например, белый известняк, пригодный для цемента, добывают в Московской, Рязанской областях (месторождения Афанасьевское, Пронское).

Флюсовый камень извлекают в российских областях:

• Тульской (на Барсуковском, Урусовском месторождениях);
• Свердловской (Гальянское);
• Челябинской (Сухореченское, Тургоякское);
• Оренбургской (на Аккермановском);
• Ленинградской (Пикалевское месторождение);
• Томской области(Гурьевские).

Бадракско-Альминское, Балаклаевское (Крым) поставляет отличный белый ракушечник.

Заключение

Известняк – один из самых распространенных в России. Он образовался при отложении на дне организмов с кальциевым скелетом либо химическим осаждением из растворов. Поэтому известняк относят к осадочным породам.

Ценность камня заключается в его широком применении для нужд строительства, промышленности, науки.