Что такое известняк и где применяют камень: виды, месторождения и скрытые свойства

Известняк – это порода, образованная в результате отложений карбонатного материала с последующим изменением под воздействием факторов, способствующих цементации и перекристаллизации. Отличные технические параметры породы позволяют применять ее во многих сферах производства, строительства, металлургии.

Известняк – это порода, образованная в результате отложений карбонатного материала с последующим изменением под воздействием факторов, способствующих цементации и перекристаллизации

Условия формирования карбонатных отложений

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.

Этот факт позволяет допустить их образование в условиях мелководья, в котором ряд участков морского дна поднимался выше уровня воды и разрушался в результате абразивных процессов.

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

Также рекомендуем прочитать:

История и проклятье камня Кохинор Дивный камень аметрин Характеристика ларимара и его основные свойства Выбор камней по дате рождения

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.

Таблица

Теперь можно дать ясный ответ на вопрос, в чем разница между известью и мелом. В приведенной ниже таблице подытожено, что у этих материалов общего и чем они различаются.

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.
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.

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.

Перекристаллизация осадка, происходящая в рифовых известняках, связана с укрупняющимися инкрустациями минерала в условиях дополнительного выпадения осадка в верхние части ила.

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.

Характеристика и происхождение известкового минерала

Натуральный камень известняк – нетвёрдая осадочная порода с максимальным содержанием кальцитов. Остальное в массе минерала – включения частиц других веществ (кремния, фосфатов, кварца, извести и др.). Также в массе карбоната кальция могут попадаться микрочастицы скелетов простых организмов. Происхождение в целом характеризуется как органическое, но есть ещё и органо-химический путь формирования минерала.

Главным образом известняковый минерал формируется в мелководной среде морского бассейна. .jpg» alt=»натуральный известняк » width=»300″ height=»225″> Пресноводные условия тоже позволяют отложиться камню известняку. Привычная для него форма залегания – пласт. Может осаждаться по принципу соли: при испарении вод из озёр и лагун. Но основная масса камня зародилась именно в морских глубинах, где не было интенсивных процессов испарения и высыхания.

Природный механизм формирования минерала начинается с работы живых организмов. Они извлекают из морской воды кальцит и строят раковины. Затем остатки их скелетов скапливаются на донной поверхности в огромной массе. Самый показательный образец формирования карбоната кальцита – это зарождение, рост и отмирание коралловых рифов. Не редкость, когда на изломе известковой породы обнаруживаются штучные ракушки. Это разновидность получила название ракушечник.

Другие виды тоже названы по видам организмов и продуктам их жизнедеятельности:

1. нуммулитовый;
2. мшанковый;
3. оолитовый.

Отдельной категорией стоит известняк мраморовидный. Он в свою очередь делится на типы массивно-слоистый и тонкослоистый. Под воздействием определённых температур и давления он меняет структуру кристаллов и преобразуется в мрамор.

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.

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

Методы добычи

Всего существует 2 метода добычи известняка:

• традиционный метод;
• взрывной метод.

Первый метод максимально простой. При помощи специальной техники снимается весь верхний слой грунта, под которым находится ценная порода. Далее производится добыча камня. Для добычи используется специальная техника. Поскольку каждое месторождение имеет ограниченный запас камня, после полной зачистки карьера нужно произвести рекультивацию. Для этого также используется специальная техника.

Второй метод используется вместе с первым. Если месторождение очень крупное, для ускорения добычи используется метод взрывов. Карьер начиняется взрывчаткой, которая позволяет измельчить камень, а также отколоть слой от общих залежей камня. После этого остается только собрать мелкие и крупные осколки. Стоит отметить, что вместо взрывчатки может применяться и другой метод разрыхления — гидравлический. Он менее опасен, но не такой эффективный и быстрый, как взрывной.

Чем характеризуются образования

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.

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.

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.

Особенности традиционного способа

Для добычи плиты известняка применяется старый способ. Нужно лишь найти выход из-под земли наружу. Затем лопатой расчищается область, где будет осуществляться добыча.

Ломом надо создать трещину в плите известняка, а потом поддеть край плиты и приподнять его. Так как известняк располагается под землей пластами, следует приподнять только небольшую его пластину. Ее надо вытащить из места, где залегает известняк. Пилят породу обычной пилой. Для упрощения работы инструмент смачивают в воде.

Применение горной породы

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. Его применение повышает урожайность технических культур (кукурузы, сахарной свеклы), бобовых, картофеля.

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).

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.

Сравнение

Области применения мела и извести (правильнее будет сказать – известей, так как их несколько) различаются довольно сильно. Все мы знаем ученический мел, который широко используется в школе, но это только одна из его «специальностей». Кроме этого, он нашел применение при производстве высококачественной мелованной бумаги, а также при создании некоторых сортов резины и в пищевой промышленности. Часто мел играет роль наполнителя в различных составах – от лакокрасочной продукции до полимеров (полипропилена и полиэтилена). И, наконец, роднит его с гашеной известью то, что оба эти материала пригодны для побелки стволов деревьев, бордюров, заборов и так далее.

Разные виды извести отличаются довольно сильно, поэтому сферы их применения также отстоят друг от друга далеко. Негашеная известь используется в строительстве и для получения известей других видов. Гашеная известь, кроме побелки, нужна при производстве стройматериалов, известковых сельхозудобрений, дублении кожи. В стоматологии – для дезинфекции зубного канала, а в электротехнике – в качестве состава, позволяющего снизить (где это необходимо) сопротивление почвы при устройстве заземления. И, наконец, даже в пищевой промышленности гашеная известь известна как пищевая добавка Е 526.

Две основные «специальности» хлорной извести – дезинфекция и отбеливание тканей. Если с первой она справляется великолепно, то во втором случае надо быть осторожным и использовать только составы, изготовленные промышленным способом, так как при высокой концентрации состава он просто-напросто «проест» любую ткань. А главным «призванием» натровой извести является поглощение из воздуха углекислого газа. Это свойство незаменимо в противогазах и водолазном снаряжении. Она даже применялась для подобной цели в первых космических кораблях, но позже перешли к более эффективным составам.

Месторождения карбонатных пород

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.

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).

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.

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.

Физические свойства

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. Известняк подвергают обжигу в целях получения негашеной извести, которая незаменима при получении строительного раствора, бетона.

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. Кстати, на территории Дивногорья находится также и знаменитая церковь «Сицилийская Божья Матерь», находящаяся прямо внутри известняковой горы и являющаяся во многом символом всего музея-заповедника.

Стоимость мела

Цена мела будет зависеть в первую очередь от его вида (обработки) и предназначения:

• для рисования на асфальте обойдутся не дороже 200-400 рублей
  за упаковку.
• Белые мелки
  без красителей будут стоить около
  100 рублей
  .
• Фермерский мел
  закупаю большими партиями, отгружая его по несколько тонн. Стоимость каждой тонны молотого мела составляет
  3000-5000 рублей.
• Цена на пищевой мел
  , использующийся в медицине и в пищевых добавках (Е-170) –
  от 40 до 300 рублей
  за 100 граммов. В медицине также использовался камень ).

Состав

В состав меловых отложений входят:

• Фрагменты скелетов
  – примерно 10%. Это останки не только простейших, но и крупных многоклеточных животных.
• Раковины древних моллюсков
  – 10 %. Среди них были животные с известняковыми панцирями – фораминиферы.
• Частички известкового нароста водорослей
  – не более 40%. Большая часть известняковых отложений, вопреки распространенному мнению, образовалась из остатков простейших растений – кокколитофорид, а не благодаря раковинам фораминиферов. Кокколитофориды не вымерли, они прекрасно чувствуют себя на просторах мирового океана и сегодня, принимая участие в обмене углерода между океаном и атмосферой.
• Измельченный кристаллический кальцит
  – не более 50%. Это природные минеральные образования сложного происхождения.
• Нерастворимые силикаты
  – до 3%. Это минералы геологического происхождения – песок, осколки горных пород, заносимые в меловые отложения ветром и водой.Свойства мела

Большое влияние на свойства мела имеет влажность, воздействующая на его прочность и пластичность. Повышение влажности приводит к деформации, тогда как в сухой среде мел может рассыпаться даже от незначительного давления.

Насыщенная влагой порода прилипает к строительным инструментам. Именно поэтому строительные работы с использованием карбоната кальция проводят в странах с жарким и засушливым климатом. Прекрасным примером древней постройки из известняка является египетская пирамида Хеопса (Хуфу).

При минусовой температуре порода склонна к распаду на фрагменты в несколько миллиметров.

Понятие известняка, его химическая формула, как он выглядит на фото

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.

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. Какой цвет у минерала? На картинке видно, что от природы он белый. Примеси и их комбинации придают минералу уникальные оттенки.

Скопления мела

Накопление меловых залежей началось в так называемый меловой период, охватывающий период в 80 млн. лет. Около 20% осадочных пород Земли включают в свой состав мел.

Месторождения мела:

• К крупнейшим меловым залежам
  причисляют Белые скалы Дувра, меловые пещеры во французском городе Шампань и меловые скалы Монс Клинт в Дании.
• На территории России
  меловые горные месторождения толщиной до 600 метров располагаются южнее Харькова.
• Наиболее крупные месторождения Воронежской области
  – Копанищенское, Россошанское и Бутурлинское. Город Белгород, предположительно, получил своё название благодаря местным меловым залежам.

Как произошел мел?

Мел

является природным материалом и добывается как полезное ископаемое. В основе своей он представляет собой кальциевые отложения, сформированные из остатков древних земных организмов.

При производстве мела и мелосодержащей продукции применяют уже обработанный мел.

Природные меловые залежи зачастую содержат различные нежелательные примеси – камни, песок и разнообразные минеральные частицы. Поэтому мел, добытый на месторождениях, ломают и смешивают с водой таким образом, чтобы получить взвесь.

При этом тяжелые примеси опускаются на дно, а легкие частицы кальция направляют в специальный резервуар, где их после добавления специального склеивающего вещества высушивают, превращая в мел, которым можно рисовать.

Необработанный мел из меловых карьеров используют в строительных целях для получения извести.

Предлагаем вашему вниманию другую статью о происхождении , его составе и лечебных свойствах.

Что делать, если хочется есть мел?

Желание употребления мела в пищу зачастую является сигналом о нехватке кальция в организме. Причинами его дефицита могут быть однообразное питание, длительные стрессовые состояния, ослабление организма после тяжелых болезней и беременность.

Учитывая, что во время беременности именно кальций является основой образования нервной и скелетной системы ребенка, недостаток этого минерала обязательно должен быть восполнен. В данном случае разнообразие рациона не способно полностью решить проблему, поэтому врачи настоятельно рекомендуют во время беременности принимать специальные витаминные комплексы.

Из-за того что нервная трубка плода формируется на ранних сроках, для того чтобы минимизировать риски неправильного развития, необходимо начать принимать витамины еще во время планирования беременности. Анемия и дефицит кальция в организме часто появляются при обильных и долгих месячных.

При симптомах сильного кальциедефицита (судорогах, заметном ухудшении и побледнении кожных покровов и волос) можно принимать таблетки кальция глюконата.

В отличие от канцелярского и других видов промышленного мела они безопасны, однако, при длительном применении могут приводить к запорам.

Как правило, тяга к поеданию мела заканчивается после расширения рациона питания и включения в него молочных продуктов, куриных яиц и свежей зелени.

В некоторых случаях стремление к поеданию несъедобных и малосъедобных веществ может быть признаком психического расстройства. Следствием употребления несъедобных предметов являются кишечная непроходимость и пищевые дефициты.

Можно ли есть мел?

Недостаток кальция и других полезных микроэлементов может привести к желанию употребления мела в пищу. Во время беременности, при анемии у некоторых людей возникает сильная тяга к поеданию мела, поэтому вопрос о безопасности этого минерала для организма возникает у многих.

Безусловно, один или два маленьких кусочка чистого мела не принесут сильного вреда для организма. Однако, необходимо помнить, что мел без примесей недоступен в свободной продаже и достать его практически не представляется возможным, разве что в аптеке в виде кальция глюконата. В самый распространённый товар – «школьный мелок», при производстве добавляют клей и различные красители, токсичные для организма.

Употребление мела в больших количествах может вызвать известкование сосудов, образование камней в почках и спровоцирует проблемы с пищеварительным трактом.

Помимо губительного воздействия примесей, входящих в состав строительного и канцлерского мела, ему свойственно окисление при взаимодействии с желудочным соком, превращающее его во вредный химический реагент.