Известняк какая горная порода по происхождению

Известняк: происхождение, физические характеристики, химический состав и формула. Разновидности породы. Где добывают и используют минерал: от строительства до металлургии.

Известняк: происхождение, цвета и способы уплотнения натурального камня

Мягкие породы камней в скульптуре и архитектуре применялись еще в глубокой древности. В раннегреческой скульптуре эти материалы были известны под названием «порос», и среди них особенно был расположен известняк и туф.

Свежедобытый из каменоломни «порос» несколько мягче, чем вылежавшийся на воздухе. Этим свойством обладают вообще все каменные кальциевые породы.

Из камня «порос» выполнена значительная часть раннеархаической скульптуры афинского Акрополя. Мягкость и хрупкость «пороса» ограничивали размеры скульптуры, заставляли ваятелей создавать скульптуру в обобщенной композиции и отказываться от тонкого моделирования различных деталей, так как пластические особенности, свойственные мрамору, не присущи известняку. Общий вид скульптуры из известняка приближался к деревянной скульптуре.

Происхождение известняков

Известняки представляют собой каменную породу органического происхождения. В морской воде живут самые разные организмы, в том числе корненожки, которые играют большую роль в образовании известняков. Корненожки обладают свойством улавливать из воды растворенную в ней известь и отлагать в своем панцире. Известь улавливают также и ракушки. Из скелетов этих и других мелких организмов и образуются огромные пласты известняков. С течением времени известняковые остатки организмов спрессовываются и превращаются в камень. Условия образования известняков чрезвычайно разнообразны.

Урок 12 Горные породы и минералы

Разновидности известняков

Существуют две разновидности известняков:

• Фузулиновые, из твердых скелетных остатков мелких морских животных фузулинов, которые напоминают зерна ржи, по внешнему виду и размерам
• Нуммулитовые, из скелетных остатков морских животных нуммулитов, имеющих округлую форму, напоминающую трех – и пятикопеечную монету, чем объясняется название раковин (нуммулитус по-латыни монета).

Структура известняков

По структуре известняки подразделяются на кристаллические, мраморовидные и сахаровидные, органогено-обломочные, обломочные, солитовые и др.

Цвет известняков

Известняки бывают: белые, кремовые, палевые, серые с разными оттенками – зеленоватым, розовым, красноватым и др.

Декоративные качества и сравнительная легкость пластической обработки известняка позволяли применять этот материал в наружном оформлении храмовых построек (Софийский собор XI века и др.).

Известняк не потерял своего значения и в настоящее время. Его применение можно проследить на протяжении многих веков. Декоративная объемная скульптура из известняка нашла благоприятные условия для своего развития в XVIII веке и особенно в начале XIX века в Петербурге и Москве. Примерами скульптуры из известняка являются: декоративная скульптура И.П. Витали «Воспитание» и «Милосердие», скульптуры для Опекунского совета в Петрограде, «Морские нимфы» у главного входа в Адмиралтейство (Ф.Ф. Щедрин), «львы» на стрелке Елагинского острова и др.

Для статуарных целей в настоящее время применяют известняки главным образом белые, кремовые и палевые, плотного строения, мраморовидные и доломитизированные. Некоторые твердые поликристаллические известняки хорошо полируются и похожи в полированном виде на мрамор, почему и носят название мраморовидных.

Разрушение известняков

При использовании известняков в скульптуре часто обнаруживается неустойчивость этой каменной породы в морозы. Это объясняется тем, что они принадлежат к осадочным породам, в процессе образования которых сохраняется, заполняя поры, большое количество влаги. Следовательно, свежедобытый камень – это материал, предельно насыщенный водой. Поэтому блок известняка для скульптуры следует выламывать весной и немедленно обрабатывать, чтобы скульптура успела высохнуть на теплом воздухе. После полной просушки скульптура из известняка может быть установлена на открытом воздухе. Разрушение скульптуры из известняка и мрамора часто происходит из-за железных пиронов и скоб, на них быстро образуется ржавчина, которая растет в объеме и разрывает камень.

Для предотвращения такого вида разрушения известняков и других каменных пород при установлении скоб и пиронов отверстия следует предварительно заливать раствором из цемента с песком в соотношении 1 часть цемента на 5 частей песка. Или ставить вместо железных пиронов титановые скобы или скобы из нержавеющей стали.

Химические способы уплотнения мрамора и известняка

Для повышения устойчивости к климатическим факторам пористых естественных и искусственных каменных материалов, могут применяться гидрофобизирующие кремнеорганические соединения и флюады (кремнефториды магния и цинка). Последние предназначаются для поверхностной обработки скульптуры из бетона, мрамора и известняка. При флюатировании в результате химического взаимодействия кремнефторида с гидратом окиси или карбонатом кальция, присутствующем в мраморе, и известняке, происходит уплотнение пор и капилляров, вследствие чего уменьшается водопоглощение и повышается прочность и морозостойкость каменного материала, уменьшается запыляемость поверхности скульптуры.

Повышение их содержания в известняке ведет к образованию породы смешанного состава: соответственно доломитового, кремнистого, песчанистого известняка, мергеля, битуминозного известняка и т.д. Многие известняки содержат остатки раковин или иных скелетов морских организмов. Порода каменистая, прочная, иногда бывает землистая, слабо связанная (мел). Мел имеет органогенно-химическое происхождение. Это продукт совместного накопления на дне водоема илоподобного химического карбонатного осадка и остатков известковых скелетов микроорганизмов.

Известняк

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.

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, осадочная (экзогенная) горная порода, больше чем наполовину состоящая из кальцита или арагонита. Широко распространены как чистые И. (95–100% CaCO3, по др. классификациям, 90–100%), так и смешанные: глинистые и сильно глинистые И. (5–25 и 25–50% примеси глинистых минералов соответственно); песчанистые и песчаные И. (5–25 и 25–50% песчаной примеси); кремнистые и сильно кремнистые, или кремнёвые, И. (5–25 и 25–50% опаловой или халцедоновой. Цвет И. преим. белый; разл. примеси окрашивают их в кремовый, жёлтый, буроватый, красноватый, тёмно-серый, чёрный цвет. В названии И. отражают особенности их состава и строения. По размеру слагающих зёрен различают визуально

Известняки

Известняки — осадочные органогенные или хемогенные горные породы, состоящие преимущественно из кальцита (CaCO3), также могут присутствовать примеси песчано-алевритового материала, глины, кремнезема, доломита, глауконита, битума и т.д.

Обыкновенно известняки окрашены в светлые тона бежевого, желтоватого и серого цвета с зеленоватым, розоватым или коричневатым оттенками. Из-за большого количества карбоната кальция, известняк реагирует с соляной кислотой (HCl) с выделением углекислого газа (CO2).

Обычно известняки образуются в морских условиях, реже — в пресноводных.

Очень часто в известняках встречаются окаменелости организмов, некоторых известняки сложены органическими остатками.

Содержание

Номенклатура известняков

Известняки называют в зависимости от текстуры (оолитовые известняк, онколитовые известняки и т.д.), наличия примесей и акцессорных минералов (песчаный известняк, алевритовый известняк, глинистый известняк, кремнистый известняк, доломитовый известняк, глауконитовый известняк, битуминозный известняк и т. д.), наличия органических остатков (органогенные известняки)

При наличии органических остатков известняки соответственно называются:

• брахиоподовый (сложен раковинами брахиопод)
• водорослевый (сложен известковыми водорослями)
• гастроподовый (сложен раковинами брюхоногих моллюсков)
• коралловый (сложен коралловыми постройками)
• криноидный (сложен морскими лилиями)
• мшанковый (сложен колониями мшанок)
• остракодовый (сложен раковинами остракод)
• пелециподовый (сложен раковинами пелеципод)
• рекушечный (известняк-ракушечник)
• строматолитовый (сложен строматолитами — постройками цианобионтов)
• тентакулитовый (сложен раковинами тентакулит)
• фораминиферовый (сложен раковинами фораминифер)
  • нуммулитовый (сложен раковинами фораминифер отряда нуммулитиды)
  • миолиновый (сложен раковинами фораминифер отряда Miliolida)
  • фузулиновый (сложен раковинами фораминифер отряда фузулиниды или рода Fusulina)
  • швагериновый (сложен раковина фораминифер рода швагерина)

  Если возможно определить остатки до отряда, семейства или рода, то известняк могут назвать по ним. В случае, если в породе представлены несколько групп организмов, то в названии упоминаются они все, например, мшанково-коралловый известняк.

  Геологическое значение

  Органогенные известняки широко используются в палеонтологическом методе определения относительного возраста горных пород.

  Также стоит отметить, что бла­го­да­ря вы­со­кой по­рис­то­сти известняки яв­ля­ют­ся кол­лек­то­ра­ми неф­ти, го­рю­че­го га­за, грун­то­вых вод.

  Применение

  Известняк широко применяется в качестве строительного материала, мелкозернистые разновидности используют для создания скульптур. Одним из основных строительных материалов, получаемых из известняка, является известняковый щебень, который широко используется в дорожном строительстве. Используются эти породы при производстве бетона, соды, минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги. В металлургии известняк используется как флюс.

  Обжиг известняка даёт негашёную известь — древний вяжущий материал, до сих пор времени применяемый в строительстве.

  Известняки также ис­поль­зу­ют для хра­не­ния вред­ных от­хо­дов промышленности.

  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.

  "Источники"

  • https://zen.yandex.ru/media/id/5d31cdbb520a9b00adb3bd8c/izvestniak-proishojdenie-cveta-i-sposoby-uplotneniia-naturalnogo-kamnia-604a096e013fe76fa3d3ee92
  • https://sunlight.net/wiki/osnovnyie-svoystva-izvestnyaka.html
  • https://extinct-animals.fandom.com/ru/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%B2%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BD%D1%8F%D0%BA%D0%B8