Природный известняк формула – Известняк — Википедия

Содержание

Известняк — Википедия

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.

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 368 дней] 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 368 дней].

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 (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/см

2. 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.

ru.wikipedia.org

Формула известняка: химический состав и периоды образования; классификация горной породы и ее использование

Известняк и то, что из него получается, окружает человека всю жизнь. Большинство людей даже не задумывается над этим фактом, хотя штукатурка на стене — производное этой горной породы. Формула известняка очень проста, это обычный карбонат кальция CaCO₃, но рассказать о нем можно куда больше, причем информация эта касается не столько химии, сколько геологии и биологии.

Содержание страницы

Летопись ушедших эпох

Прежде чем говорить о том, что такое известняк, стоит рассказать о кальции, его основе. Этот элемент — пятый по распространенности на Земле и его доля в земной коре немногим больше 3%. Но именно его круговорот в природе играл и играет свою роль при образовании известняка.

В природе существует так называемое карбонатное равновесие, выражаемое уравнением:

CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca (HCO₃) ₂+Ca² ⁺+ 2HCO₃⁻

Это состояние имеет перевес в ту или другую сторону в зависимости от содержания углекислого газа, растворенного в воде. Чем его больше, тем больше равновесие смещается вправо, и наоборот. Немалую роль в этом процессе играют живые организмы, особенно со времен кислородной катастрофы.

Цианобактериальные маты и строматолиты

Жизнь зародилась на земле в анаэробных условиях. Свободного кислорода в атмосфере Земли не было, возможно, первичный состав газов представлял собой смесь водорода и гелия. По мере активизации вулканизма первичная атмосфера была заменена вторичной, состоящей из углекислого газа, метана и аммиака, а возможно — и водяного пара.

Жизнь зародилась в воде и при такой восстановительной атмосфере окислять металл было нечем. Первыми живыми клеточными организмами стали бактерии, многие из которых образовывали колонии. Эти колонии представляли собой слои из нескольких разных видов, причем верхние из них поглощали минеральные вещества, средние перерабатывали органику, а нижние питались остатками средних слоев, выделяя в виде отходов карбонат кальция.

Эти колонии получили название цианобактериальных матов (оно дано по названию семейства бактерий), а тот продукт, который получался в итоге жизнедеятельности колонии — строматолитом.

Когда один из видов одноклеточных водорослей в результате мутации стал фотосинтезировать, в воде появился свободный кислород. Позже, когда на дне было окислено все, что можно, он стал распространяться в атмосфере, вытесняя другие газы и окисляя поверхность. Это произвело коренной перелом в формах жизни. Развитие получили аэробные организмы, а анаэробные остались в «карманах», куда доступ свободного кислорода был ограничен.

Равновесие сменилось в сторону образования карбоната кальция и он стал интенсивнее откладываться на дно.

Раковины, скелеты и скелетики

Значение кальция в жизни живых организмов не уменьшилось, а увеличилось. Это связано с разнообразием функций этого элемента. К числу важнейших можно отнести следующие:

  1. образование экзоскелетов у простейших, губок, кораллов, моллюсков, причем скелеты эти состоят из карбоната кальция,
  2. внутренний скелет позвоночных состоит из гидроксиапатита Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂,
  3. регулирование свертываемости крови, мышечных сокращений и экзоцитоза.

Все формы жизни, существовавшие в океане до выхода на сушу, после смерти оказывались на дне. От них оставался лишь кальциевый скелет, и многочисленные наслоения карбоната кальция для палеонтологов представляют огромную ценность, а часто — единственный источник информации о прошедших геологических эпохах. В процессе образования донного «слоеного пирога» принимал участие и растворенный в воде карбонат кальция — разложение CaCO₃ все время происходит на глубоководных участках, где почти нет кислорода. Со временем вся эта масса превращается в кальцит — самую распространенную модификацию CaCO₃.

Если обратить внимание на структуру известняка, то она имеет слоистый характер. Слои эти относятся к разному времени и представляют собой своеобразную шкалу, по которой ориентируются и биологи, и геологи. Во всяком случае, геологические эпохи маркируются именно по этим данным.

И в воде, и на суше со скелетом умершего организма происходят некоторые модификации, приводящие к образованию фоссилии — окаменелости. Роль карбоната здесь трудно переоценить. Именно им в большинстве случаев заполняются пустоты после разложения органики в костях, а карбонат-ионы замещают фосфатные. Таким путем получаются те скелеты, которые стоят в палеонтологических музеях и коллекциях.

Образование известняка в море происходит до сих пор. Это своеобразный маркер океанической земной коры. Если при бурении шурфа встречаются пласты известняка, это свидетельствует о том, что эта территория когда-то была морем. Там, где известнякового пласта нет, всегда была суша. Континентальная кора покрыта гранитом.

Тектонические процессы и горообразование

На поверхности суши известняк оказывается в процессе поднятия участков бывшего морского дна. Связано это с передвижением литосферных плит, их коллизией, когда одна плита заходит под другую. Над зоной субдукции формируется складчатость, она выходит из воды и поднимается все выше. Гималаи — следствие захода индо-австралийской плиты под евразийскую, а дальневосточные хребты сформировались при коллизии североамериканской и евразийской плит.

Более древние участки складчатости — герцинской — сейчас уже старые горы. К ним можно отнести Урал, Аппалачи, Саяны, Алтай. Эти горы поднялись еще в палеозое. Образование гор альпийской складчатости относится к мезозою и раннему палеогену, эти горы еще молодые.

Интересно то, что известняковые отложения на Большом Кавказе представлены на его периферии. В центре массива на поверхность выходят древние гранит и базальт, а ближе к морю слоистая структура известняка оказалась повернутой, иногда сильно, на 90 градусов.

Известняком представлена самая высокая гора в мире, Эверест. Осадочными породами, в том числе известняком, сложен южный склон Гималаев, а центральные части, напротив, состоят главным образом из магматических и метаморфических пород.

Классификация известняков

Несмотря на то, что известняк имеет одну кальцитовую основу, его структура может существенно отличаться в разных областях. Это может касаться таких особенностей, как:

  1. цвет,
  2. условия залегания,
  3. наличие включений в структуре.

Сам по себе кальцит имеет белый цвет, но примеси делают известняк желтым, серым, розоватым, иногда почти черным, хотя химический состав известняка при этом довольно однороден. Залегать он может сплошными массивами и в виде плитняка — все зависит от истории места, где находится конкретный пласт. Разные виды породы могут иметь различные механические и физические свойства, что обусловлено наличием пустот. По этому критерию выделяют известняки сильнопористые, мелкопористые и плотные. По виду организмов,

сформировавших породу, их делят на:

  1. ракушечники, составленные из раковин моллюсков,
  2. нуммулитовые, образовавшиеся из остатков простейших фораминифер,
  3. мшанковые, получившиеся из останков морских беспозвоночных.

По мере того как пласты известняка подвергаются давлению вышележащих слоев, они метаморфизируются. При этом они приобретают более плотную структуру, происходит постепенная перекристаллизация, и образуется мрамор.

Известняки, в образовании которых большую роль играло осаждение непосредственно карбоната кальция (более 50%), называются хемогенными. К таким относятся в первую очередь оолитовые известняки. По мере нахождения на суше порода подвергается разрушению и выветриванию. Это приводит к образованию обломочных залежей и карстов, при этом среди известняковых обломков в одном месте могут находиться фрагменты разного геологического возраста.

При описании конкретного массива этой породы всегда указывают на какую-то особенность. Это может быть примесь, например «железистый известняк», характер отложений («ракушечник», «нуммулит»), структура («оолитовый сильнопористый», «мел»), возраст («кембрийские слои», «триас»).

Получение извести и штукатурные работы

О переработке известняка на известь известно давно. Наверное, это старейшее вяжущее вещество в мире, созданное человеком. Ее получение — сравнительно простой процесс, как и все последующие.

Химическая формула известняка CaCO₃ и, по сути, молекула кальцита состоит из двух частей: оксида кальция и углекислого газа. Чтобы их разделить, известняк нужно перемолоть и хорошо нагреть:

CaCO₃=CaO+CO₂

Полученный белый порошок называется негашеной известью, или же кипелкой. При растворении ее в воде образуется гидроксид кальция или гашеная известь:

CaO+H₂O=Ca (OH)₂

Полученное известковое тесто разводят с песком, получая штукатурный раствор. После его нанесения на стену известь начинает схватываться. Процесс этот постепенный, происходит с выделением теплоты и водяного пара. Из атмосферы штукатурка забирает углекислый газ:

Ca (OH)₂+ CO₂=CaCO₃+ H₂O

Таким образом, связующим звеном в штукатурном слое опять оказывается карбонат кальция. Все вернулось на круги своя.

В целом виде (плиты) известняк массово применяется при отделочных работах, в виде щебня — при производстве бетона. Он легче, чем гранит: плотность этой горной породы составляет 2,6 т/м³. По своей прочности он уступает другим материалам, она едва достигает 41 МПа, причем во влажном состоянии этот показатель уменьшается до 35 МПа. Зато радиацию известняк не пропускает и применять в жилых помещениях этот материал можно и даже нужно: редко какой камень способен так хорошо поддерживать оптимальный микроклимат в доме.

Загрузка…

meteo-by.ru

Свойства известняка. Горная порода известняк. Формула известняка

Известняк — натуральный природный камень, который представляет собой мягкую осадочную породу органического или органо-химического происхождения, состоящую в основном из карбоната кальция (кальцита). Часто в его состав входят примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые и песчаные частицы, а также известковые остатки скелетов микроорганизмов. В данной статье мы подробно рассмотрим этот природный материал, его виды, свойства и сферу применения, а также узнаем, что представляет собой химическая формула известняка, и много другое.

Формирование известняка

Для начала давайте рассмотрим, каким образом образовались эти полезные ископаемые. Известняк в основном формируется в условиях морских мелководных бассейнов, хотя существует и пресноводный. Залегает он в виде отложений и пластов. Иногда осаждается, подобно гипсу и соли, из испаряющейся воды морских лагун и озер. Однако большая его часть отложилась именно в морях, которые не испытывали интенсивного высыхания. Формирование большинства известняковых пород начиналось с выделения живыми организмами из морской воды карбоната кальция для построения скелетов и раковин. Вот эти остатки умерших организмов в больших количествах накапливаются на морском дне. Наиболее ярким примером извлечения и накопления карбоната кальция являются коралловые рифы. Так, в некоторых случаях на изломе известняковой породы можно заметить отдельные раковины. Под влиянием морского течения и в результате воздействия волн и прибоев рифы разрушаются. И на морском дне к известняковым обломкам добавляется карбонат кальция, который осаждается из насыщенной им воды. Также в образовании молодых пород известняка участвует кальцит, который поступает из разрушенных древних пород.

Разновидности

Существует много видов известняков. Ракушечником принято называть скопление раковин и их обломков, сцементированных в ячеистую породу. В том случае, когда раковины имеют весьма малую величину, образуется мягкий, слабосвязанный, мажущий, тонко крошащийся известняк – мел. Оолитовая порода состоит их миниатюрных, размером с рыбью икринку, сцементированных шариков. Ядро каждого из них может быть представлено обломком раковины, песчинкой или любой другой частицей инородного материала. В том случае, когда шарики имеют более крупные размеры, например, с горошину, их принято называть пизолитами, а породу, соответственно, пизолитовым известняком. Следующей разновидностью является травертин – он образуется на поверхности при осаждении арагонита или кальцита из вод углекислых источников. Если такие отложения имеют сильнопористую основу (губчатую), ее называют туфом. Несцементированная смесь глины и карбоната кальция носить название мергель.

Кроме того, известняки могут отличаться и цветовой гаммой. Основной цвет – белый. Но он может быть и желтоватым, светло-бежевым, светло-серым, реже – слегка розоватым. Бело-розовая и бело-желтая порода считаются самыми ценными.

Формула известняка

Как уже говорилось раньше, этот природный материал состоит преимущественно из кальцита либо кальцитовых остатков скелетов и раковин, редко из арагонита. Значит, формула известняка будет иметь следующий вид: СаСО3. Однако чистая порода встречается крайне редко, в ряде случаев она включает в себя различные примеси кварца, глинистых минералов, доломитов, гипса, пирита и, конечно же, органических остатков. Так, доломитизированный известняк (формула этой породы включает в себя MgO) содержит от четырех до семнадцати процентов оксидов магния, мергелистый – до 21 процента кислотных окислов (SiO2+R2О3). В состав карбоната могут входить доломиты CaMg(CO3)2, FeCO3 и MnCO3, в незначительных количествах — оксиды, сульфиды и гидроксиды Fe, Са3(РО4)2, CaSO4.

Известняк: свойства и применение

Физико-механические параметры этой породы чрезвычайно неоднородны, однако напрямую зависят от ее текстуры и структуры. Ученики средней школы рассматривают свойства известняка (4 класс) с позиции его внешних характеристик. Они изучают следующие параметры: цвет, плотность, прочность, состояние, растворимость. Мы пойдем немного дальше и рассмотрим более углубленно эти свойства полезного ископаемого. Известняк имеет плотность в пределах 2700-2900 кг/м3. Это колебание объясняется количеством содержащихся примесей кварца, доломита и других минералов. Объемная масса изменяется в гораздо больших пределах. Так, у травертинов и ракушечников она составляет всего 800 кг/м3, а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м3. Рассматривая свойства известняка, следует учитывать, что прочность при сжатии породы напрямую зависит от его объемной массы. Так у ракушечников она составляет всего 0,4 МПа, а у афанитов приближается к 300 МПа. Приведенные выше характеристики породы определяют и применение этих материалов. Например, в строительстве более плотный известняк используется при кладке стен, а пористый хорош для облицовки и создания декоративных ансамблей.

Воздействие климатических условий

В зависимости от уровня влажности, свойства известняка могут изменяться. В первую очередь это сказывается на его прочности — она заметно снижается, если камень намочить. Кроме того, большинство месторождений характеризуется неоднородностью породы. На этот момент стоит обратить особое внимание, поскольку у неоднородного материала будет различаться плотность, что, в свою очередь, может привести к разрушению. Разбирая свойства известняка, не следует пренебрегать и таким параметром, как морозостойкость: это существенно влияет на прочность полезного ископаемого и длительность его использования. Так, у кристаллических известняков морозостойкость составляет 300-400 циклов. Однако этот показатель заметно сокращается при наличии трещин и пор в материале. Таким образом, все упомянутые свойства известняка обязательно нужно учитывать при использовании данного природного материала, дабы предотвратить его разрушение.

Известняк в строительстве

Строительная отрасль является главным потребителем рассматриваемого нами полезного ископаемого. Доломитизированный (горная порода) известняк используется для производства шпаклевочных и штукатурных смесей, герметиков и прочего. Белый известняк в огромных количествах применяется в отделке и украшении строений. Ракушечник часто встречается в качестве строительных блоков и т. д. Мы не будем заострять внимание на этой отрасли, она и так широко известна всем. А посему идем далее.

Известняк в современном промышленном производстве

Оказывается, этот природный материал используется при производстве лакокрасочных материалов, резин и пластмасс. А очищенный от примесей, вредных для человеческого организма, применяется даже в пищевой промышленности. Изготовление стекла не представляется возможным без известняка, поскольку он выступает главным источником кальция. Эта порода стала незаменимым, а главное — доступным компонентом для производства бумаги. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся такими изделиями, как трубы, линолеум, кафельная плитка, черепица и др., и не догадываемся, что во всех этих предметах также присутствует известняк. Даже пластиковое производство (ПП, ПВХ, кремплены, лавсаны и прочее) не обходится без этого сырья. В красках используют карбонат кальция в качестве красящего пигмента. Как видите, этот материал занимает ведущее место практически во всех отраслях производства.

Химическая промышленность

Даже такие вещи, как крем для обуви, зубная паста, чистящий порошок и проч., которыми мы пользуемся ежедневно, являются производными известняка. Это сырье используется и при изготовлении средств, применяемых для защиты окружающей среды от различного рода загрязнений. На основании всего вышеизложенного можно смело утверждать, что широко известный и доступный материал, которым является известняк, представляет собой важнейший элемент современной цивилизации.

Интересные факты

Большой вклад в развитие резьбы по камню сделали народы Южной и Центральной Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добились значительных успехов в умении изготавливать из халцедона, обсидиана и кремния оружие, режущие инструменты и прочие предметы обихода. Так, скалки, зернотерки, ступки и прочее создавалось ими из базальта, песчаников и известняков. Ударные и рубящие орудия производились из диорита, жадеита, нефрита и других материалов. Главным центром по обработки камня считаются города майя – Тонина и Небах.

fb.ru

Формула известняка


Формула известняка в химии

Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?! Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Химическая формула –

Молярная масса равна г/моль.

Физические свойства – довольно мягкий материал, примеси оказывают значительное влияние на цвет и механические характеристики известняка.

Известен как белый известняк, так и камни всех оттенков серого и желтого. Примеси дают бурые и красноватые отблески в минерале.

Химические свойства известняка

  • Поскольку основной частью известняка является карбонат кальция, то ему присущи все свойства данной соли угольной кислоты, а именно:

       

       

       

       

Применение

Известняк — исключительно важный строительный материал, один из главных компонентов в производстве извести и цемента.

В металлургии служит флюсом, используется в производстве соды, стекла, сахара.

Его применяют при очистке нефтепродуктов, при изготовлении красок, замазок, известковании почвы.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Химическая формула известняка и его секреты

Известняк и то, что из него получается, окружает человека всю жизнь. Большинство людей даже не задумывается над этим фактом, хотя штукатурка на стене — производное этой горной породы. Формула известняка очень проста, это обычный карбонат кальция CaCO₃, но рассказать о нем можно куда больше, причем информация эта касается не столько химии, сколько геологии и биологии.

Летопись ушедших эпох

Прежде чем говорить о том, что такое известняк, стоит рассказать о кальции, его основе. Этот элемент — пятый по распространенности на Земле и его доля в земной коре немногим больше 3%. Но именно его круговорот в природе играл и играет свою роль при образовании известняка.

В природе существует так называемое карбонатное равновесие, выражаемое уравнением:

CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca (HCO₃) ₂+Ca² ⁺+ 2HCO₃⁻

Это состояние имеет перевес в ту или другую сторону в зависимости от содержания углекислого газа, растворенного в воде. Чем его больше, тем больше равновесие смещается вправо, и наоборот. Немалую роль в этом процессе играют живые организмы, особенно со времен кислородной катастрофы.

Цианобактериальные маты и строматолиты

Жизнь зародилась на земле в анаэробных условиях. Свободного кислорода в атмосфере Земли не было; возможно, первичный состав газов представлял собой смесь водорода и гелия. По мере активизации вулканизма первичная атмосфера была заменена вторичной, состоящей из углекислого газа, метана и аммиака, а возможно — и водяного пара.

Жизнь зародилась в воде и при такой восстановительной атмосфере окислять металл было нечем. Первыми живыми клеточными организмами стали бактерии, многие из которых образовывали колонии. Эти колонии представляли собой слои из нескольких разных видов, причем верхние из них поглощали минеральные вещества, средние перерабатывали органику, а нижние питались остатками средних слоев, выделяя в виде отходов карбонат кальция.

Эти колонии получили название цианобактериальных матов (оно дано по названию семейства бактерий), а тот продукт, который получался в итоге жизнедеятельности колонии — строматолитом.

Когда один из видов одноклеточных водорослей в результате мутации стал фотосинтезировать, в воде появился свободный кислород. Позже, когда на дне было окислено все, что можно, он стал распространяться в атмосфере, вытесняя другие газы и окисляя поверхность. Это произвело коренной перелом в формах жизни. Развитие получили аэробные организмы, а анаэробные остались в «карманах», куда доступ свободного кислорода был ограничен.

Читайте также:  Лечебные и магические свойства камня обсидиана

Равновесие сменилось в сторону образования карбоната кальция и он стал интенсивнее откладываться на дно.

Раковины, скелеты и скелетики

Значение кальция в жизни живых организмов не уменьшилось, а увеличилось. Это связано с разнообразием функций этого элемента. К числу важнейших можно отнести следующие:

  1. образование экзоскелетов у простейших, губок, кораллов, моллюсков, причем скелеты эти состоят из карбоната кальция;
  2. внутренний скелет позвоночных состоит из гидроксиапатита Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂;
  3. регулирование свертываемости крови, мышечных сокращений и экзоцитоза.

Все формы жизни, существовавшие в океане до выхода на сушу, после смерти оказывались на дне. От них оставался лишь кальциевый скелет, и многочисленные наслоения карбоната кальция для палеонтологов представляют огромную ценность, а часто — единственный источник информации о прошедших геологических эпохах. В процессе образования донного «слоеного пирога» принимал участие и растворенный в воде карбонат кальция — разложение CaCO₃ все время происходит на глубоководных участках, где почти нет кислорода. Со временем вся эта масса превращается в кальцит — самую распространенную модификацию CaCO₃.

Если обратить внимание на структуру известняка, то она имеет слоистый характер. Слои эти относятся к разному времени и представляют собой своеобразную шкалу, по которой ориентируются и биологи, и геологи. Во всяком случае, геологические эпохи маркируются именно по этим данным.

И в воде, и на суше со скелетом умершего организма происходят некоторые модификации, приводящие к образованию фоссилии — окаменелости. Роль карбоната здесь трудно переоценить. Именно им в большинстве случаев заполняются пустоты после разложения органики в костях, а карбонат-ионы замещают фосфатные. Таким путем получаются те скелеты, которые стоят в палеонтологических музеях и коллекциях.

Образование известняка в море происходит до сих пор. Это своеобразный маркер океанической земной коры. Если при бурении шурфа встречаются пласты известняка, это свидетельствует о том, что эта территория когда-то была морем. Там, где известнякового пласта нет, всегда была суша. Континентальная кора покрыта гранитом.

Читайте также:  Формула боксита: описание, виды, мировые запасы руды
Тектонические процессы и горообразование

На поверхности суши известняк оказывается в процессе поднятия участков бывшего морского дна. Связано это с передвижением литосферных плит, их коллизией, когда одна плита заходит под другую. Над зоной субдукции формируется складчатость, она выходит из воды и поднимается все выше. Гималаи — следствие захода индо-австралийской плиты под евразийскую, а дальневосточные хребты сформировались при коллизии североамериканской и евразийской плит.

Более древние участки складчатости — герцинской — сейчас уже старые горы. К ним можно отнести Урал, Аппалачи, Саяны, Алтай. Эти горы поднялись еще в палеозое. Образование гор альпийской складчатости относится к мезозою и раннему палеогену; эти горы еще молодые.

Интересно то, что известняковые отложения на Большом Кавказе представлены на его периферии. В центре массива на поверхность выходят древние гранит и базальт, а ближе к морю слоистая структура известняка оказалась повернутой, иногда сильно, на 90 градусов.

Известняком представлена самая высокая гора в мире, Эверест. Осадочными породами, в том числе известняком, сложен южный склон Гималаев, а центральные части, напротив, состоят главным образом из магматических и метаморфических пород.

Классификация известняков

Несмотря на то, что известняк имеет одну кальцитовую основу, его структура может существенно отличаться в разных областях. Это может касаться таких особенностей, как:

  1. цвет;
  2. условия залегания;
  3. наличие включений в структуре.

Сам по себе кальцит имеет белый цвет, но примеси делают известняк желтым, серым, розоватым, иногда почти черным, хотя химический состав известняка при этом довольно однороден. Залегать он может сплошными массивами и в виде плитняка — все зависит от истории места, где находится конкретный пласт. Разные виды породы могут иметь различные механические и физические свойства, что обусловлено наличием пустот. По этому критерию выделяют известняки сильнопористые, мелкопористые и плотные. По виду организмов, сформировавших породу, их делят на:

  1. ракушечники, составленные из раковин моллюсков;
  2. нуммулитовые, образовавшиеся из остатков простейших фораминифер;
  3. мшанковые, получившиеся из останков морских беспозвоночных.

По мере того как пласты известняка подвергаются давлению вышележащих слоев, они метаморфизируются. При этом они приобретают более плотную структуру, происходит постепенная перекристаллизация, и образуется мрамор.

Читайте также:  Камень известняк: свойства и использование минерала

Известняки, в образовании которых большую роль играло осаждение непосредственно карбоната кальция (более 50%), называются хемогенными. К таким относятся в первую очередь оолитовые известняки. По мере нахождения на суше порода подвергается разрушению и выветриванию. Это приводит к образованию обломочных залежей и карстов, при этом среди известняковых обломков в одном месте могут находиться фрагменты разного геологического возраста.

При описании конкретного массива этой породы всегда указывают на какую-то особенность. Это может быть примесь, например «железистый известняк», характер отложений («ракушечник», «нуммулит»), структура («оолитовый сильнопористый», «мел»), возраст («кембрийские слои», «триас»).

Получение извести и штукатурные работы

О переработке известняка на известь известно давно. Наверное, это старейшее вяжущее вещество в мире, созданное человеком. Ее получение — сравнительно простой процесс, как и все последующие.

Химическая формула известняка CaCO₃ и, по сути, молекула кальцита состоит из двух частей: оксида кальция и углекислого газа. Чтобы их разделить, известняк нужно перемолоть и хорошо нагреть:

CaCO₃=CaO+CO₂

Полученный белый порошок называется негашеной известью, или же кипелкой. При растворении ее в воде образуется гидроксид кальция или гашеная известь:

CaO+H₂O=Ca (OH)₂

Полученное известковое тесто разводят с песком, получая штукатурный раствор. После его нанесения на стену известь начинает схватываться. Процесс этот постепенный, происходит с выделением теплоты и водяного пара. Из атмосферы штукатурка забирает углекислый газ:

Ca (OH)₂+ CO₂=CaCO₃+ H₂O

Таким образом, связующим звеном в штукатурном слое опять оказывается карбонат кальция. Все вернулось на круги своя.

В целом виде (плиты) известняк массово применяется при отделочных работах, в виде щебня — при производстве бетона. Он легче, чем гранит: плотность этой горной породы составляет 2,6 т/м³. По своей прочности он уступает другим материалам, она едва достигает 41 МПа, причем во влажном состоянии этот показатель уменьшается до 35 МПа. Зато радиацию известняк не пропускает и применять в жилых помещениях этот материал можно и даже нужно: редко какой камень способен так хорошо поддерживать оптимальный микроклимат в доме.

kamen.guru

Свойства известняка. Горная порода известняк. Формула известняка

Известняк — натуральный природный камень, который представляет собой мягкую осадочную породу органического или органо-химического происхождения, состоящую в основном из карбоната кальция (кальцита). Часто в его состав входят примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые и песчаные частицы, а также известковые остатки скелетов микроорганизмов. В данной статье мы подробно рассмотрим этот природный материал, его виды, свойства и сферу применения, а также узнаем, что представляет собой химическая формула известняка, и много другое.

Для начала давайте рассмотрим, каким образом образовались эти полезные ископаемые. Известняк в основном формируется в условиях морских мелководных бассейнов, хотя существует и пресноводный. Залегает он в виде отложений и пластов. Иногда осаждается, подобно гипсу и соли, из испаряющейся воды морских лагун и озер. Однако большая его часть отложилась именно в морях, которые не испытывали интенсивного высыхания. Формирование большинства известняковых пород начиналось с выделения живыми организмами из морской воды карбоната кальция для построения скелетов и раковин. Вот эти остатки умерших организмов в больших количествах накапливаются на морском дне. Наиболее ярким примером извлечения и накопления карбоната кальция являются коралловые рифы. Так, в некоторых случаях на изломе известняковой породы можно заметить отдельные раковины. Под влиянием морского течения и в результате воздействия волн и прибоев рифы разрушаются. И на морском дне к известняковым обломкам добавляется карбонат кальция, который осаждается из насыщенной им воды. Также в образовании молодых пород известняка участвует кальцит, который поступает из разрушенных древних пород.

Разновидности

Существует много видов известняков. Ракушечником принято называть скопление раковин и их обломков, сцементированных в ячеистую породу. В том случае, когда раковины имеют весьма малую величину, образуется мягкий, слабосвязанный, мажущий, тонко крошащийся известняк – мел. Оолитовая порода состоит их миниатюрных, размером с рыбью икринку, сцементированных шариков. Ядро каждого из них может быть представлено обломком раковины, песчинкой или любой другой частицей инородного материала. В том случае, когда шарики имеют более крупные размеры, например, с горошину, их принято называть пизолитами, а породу, соответственно, пизолитовым известняком. Следующей разновидностью является травертин – он образуется на поверхности при осаждении арагонита или кальцита из вод углекислых источников. Если такие отложения имеют сильнопористую основу (губчатую), ее называют туфом. Несцементированная смесь глины и карбоната кальция носить название мергель.

Кроме того, известняки могут отличаться и цветовой гаммой. Основной цвет – белый. Но он может быть и желтоватым, светло-бежевым, светло-серым, реже – слегка розоватым. Бело-розовая и бело-желтая порода считаются самыми ценными.

Формула известняка

Как уже говорилось раньше, этот природный материал состоит преимущественно из кальцита либо кальцитовых остатков скелетов и раковин, редко из арагонита. Значит, формула известняка будет иметь следующий вид: СаСО3. Однако чистая порода встречается крайне редко, в ряде случаев она включает в себя различные примеси кварца, глинистых минералов, доломитов, гипса, пирита и, конечно же, органических остатков. Так, доломитизированный известняк (формула этой породы включает в себя MgO) содержит от четырех до семнадцати процентов оксидов магния, мергелистый – до 21 процента кислотных окислов (SiO2+R2О3). В состав карбоната могут входить доломиты CaMg(CO3)2, FeCO3 и MnCO3, в незначительных количествах — оксиды, сульфиды и гидроксиды Fe, Са3(РО4)2, CaSO4.

Известняк: свойства и применение

Физико-механические параметры этой породы чрезвычайно неоднородны, однако напрямую зависят от ее текстуры и структуры. Ученики средней школы рассматривают свойства известняка (4 класс) с позиции его внешних характеристик. Они изучают следующие параметры: цвет, плотность, прочность, состояние, растворимость. Мы пойдем немного дальше и рассмотрим более углубленно эти свойства полезного ископаемого. Известняк имеет плотность в пределах 2700-2900 кг/м3. Это колебание объясняется количеством содержащихся примесей кварца, доломита и других минералов. Объемная масса изменяется в гораздо больших пределах. Так, у травертинов и ракушечников она составляет всего 800 кг/м3, а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м3. Рассматривая свойства известняка, следует учитывать, что прочность при сжатии породы напрямую зависит от его объемной массы. Так у ракушечников она составляет всего 0,4 МПа, а у афанитов приближается к 300 МПа. Приведенные выше характеристики породы определяют и применение этих материалов. Например, в строительстве более плотный известняк используется при кладке стен, а пористый хорош для облицовки и создания декоративных ансамблей.

Воздействие климатических условий

В зависимости от уровня влажности, свойства известняка могут изменяться. В первую очередь это сказывается на его прочности — она заметно снижается, если камень намочить. Кроме того, большинство месторождений характеризуется неоднородностью породы. На этот момент стоит обратить особое внимание, поскольку у неоднородного материала будет различаться плотность, что, в свою очередь, может привести к разрушению. Разбирая свойства известняка, не следует пренебрегать и таким параметром, как морозостойкость: это существенно влияет на прочность полезного ископаемого и длительность его использования. Так, у кристаллических известняков морозостойкость составляет 300-400 циклов. Однако этот показатель заметно сокращается при наличии трещин и пор в материале. Таким образом, все упомянутые свойства известняка обязательно нужно учитывать при использовании данного природного материала, дабы предотвратить его разрушение.

Известняк в строительстве

Строительная отрасль является главным потребителем рассматриваемого нами полезного ископаемого. Доломитизированный (горная порода) известняк используется для производства шпаклевочных и штукатурных смесей, герметиков и прочего. Белый известняк в огромных количествах применяется в отделке и украшении строений. Ракушечник часто встречается в качестве строительных блоков и т. д. Мы не будем заострять внимание на этой отрасли, она и так широко известна всем. А посему идем далее.

Известняк в современном промышленном производстве

Оказывается, этот природный материал используется при производстве лакокрасочных материалов, резин и пластмасс. А очищенный от примесей, вредных для человеческого организма, применяется даже в пищевой промышленности. Изготовление стекла не представляется возможным без известняка, поскольку он выступает главным источником кальция. Эта порода стала незаменимым, а главное — доступным компонентом для производства бумаги. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся такими изделиями, как трубы, линолеум, кафельная плитка, черепица и др., и не догадываемся, что во всех этих предметах также присутствует известняк. Даже пластиковое производство (ПП, ПВХ, кремплены, лавсаны и прочее) не обходится без этого сырья. В красках используют карбонат кальция в качестве красящего пигмента. Как видите, этот материал занимает ведущее место практически во всех отраслях производства.

Химическая промышленность

Даже такие вещи, как крем для обуви, зубная паста, чистящий порошок и проч., которыми мы пользуемся ежедневно, являются производными известняка. Это сырье используется и при изготовлении средств, применяемых для защиты окружающей среды от различного рода загрязнений. На основании всего вышеизложенного можно смело утверждать, что широко известный и доступный материал, которым является известняк, представляет собой важнейший элемент современной цивилизации.

Интересные факты

Большой вклад в развитие резьбы по камню сделали народы Южной и Центральной Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добились значительных успехов в умении изготавливать из халцедона, обсидиана и кремния оружие, режущие инструменты и прочие предметы обихода. Так, скалки, зернотерки, ступки и прочее создавалось ими из базальта, песчаников и известняков. Ударные и рубящие орудия производились из диорита, жадеита, нефрита и других материалов. Главным центром по обработки камня считаются города майя – Тонина и Небах.

autogear.ru

Свойства известняка. Горная порода известняк. Формула известняка

Образование 15 мая 2014

Известняк — натуральный природный камень, который представляет собой мягкую осадочную породу органического или органо-химического происхождения, состоящую в основном из карбоната кальция (кальцита). Часто в его состав входят примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые и песчаные частицы, а также известковые остатки скелетов микроорганизмов. В данной статье мы подробно рассмотрим этот природный материал, его виды, свойства и сферу применения, а также узнаем, что представляет собой химическая формула известняка, и много другое.

Формирование известняка

Для начала давайте рассмотрим, каким образом образовались эти полезные ископаемые. Известняк в основном формируется в условиях морских мелководных бассейнов, хотя существует и пресноводный. Залегает он в виде отложений и пластов. Иногда осаждается, подобно гипсу и соли, из испаряющейся воды морских лагун и озер. Однако большая его часть отложилась именно в морях, которые не испытывали интенсивного высыхания. Формирование большинства известняковых пород начиналось с выделения живыми организмами из морской воды карбоната кальция для построения скелетов и раковин. Вот эти остатки умерших организмов в больших количествах накапливаются на морском дне. Наиболее ярким примером извлечения и накопления карбоната кальция являются коралловые рифы. Так, в некоторых случаях на изломе известняковой породы можно заметить отдельные раковины. Под влиянием морского течения и в результате воздействия волн и прибоев рифы разрушаются. И на морском дне к известняковым обломкам добавляется карбонат кальция, который осаждается из насыщенной им воды. Также в образовании молодых пород известняка участвует кальцит, который поступает из разрушенных древних пород.

Разновидности

Существует много видов известняков. Ракушечником принято называть скопление раковин и их обломков, сцементированных в ячеистую породу. В том случае, когда раковины имеют весьма малую величину, образуется мягкий, слабосвязанный, мажущий, тонко крошащийся известняк – мел. Оолитовая порода состоит их миниатюрных, размером с рыбью икринку, сцементированных шариков. Ядро каждого из них может быть представлено обломком раковины, песчинкой или любой другой частицей инородного материала. В том случае, когда шарики имеют более крупные размеры, например, с горошину, их принято называть пизолитами, а породу, соответственно, пизолитовым известняком. Следующей разновидностью является травертин – он образуется на поверхности при осаждении арагонита или кальцита из вод углекислых источников. Если такие отложения имеют сильнопористую основу (губчатую), ее называют туфом. Несцементированная смесь глины и карбоната кальция носить название мергель.

Кроме того, известняки могут отличаться и цветовой гаммой. Основной цвет – белый. Но он может быть и желтоватым, светло-бежевым, светло-серым, реже – слегка розоватым. Бело-розовая и бело-желтая порода считаются самыми ценными.

Видео по теме

Формула известняка

Как уже говорилось раньше, этот природный материал состоит преимущественно из кальцита либо кальцитовых остатков скелетов и раковин, редко из арагонита. Значит, формула известняка будет иметь следующий вид: СаСО3. Однако чистая порода встречается крайне редко, в ряде случаев она включает в себя различные примеси кварца, глинистых минералов, доломитов, гипса, пирита и, конечно же, органических остатков. Так, доломитизированный известняк (формула этой породы включает в себя MgO) содержит от четырех до семнадцати процентов оксидов магния, мергелистый – до 21 процента кислотных окислов (SiO2+R2О3). В состав карбоната могут входить доломиты CaMg(CO3)2, FeCO3 и MnCO3, в незначительных количествах — оксиды, сульфиды и гидроксиды Fe, Са3(РО4)2, CaSO4.

Известняк: свойства и применение

Физико-механические параметры этой породы чрезвычайно неоднородны, однако напрямую зависят от ее текстуры и структуры. Ученики средней школы рассматривают свойства известняка (4 класс) с позиции его внешних характеристик. Они изучают следующие параметры: цвет, плотность, прочность, состояние, растворимость. Мы пойдем немного дальше и рассмотрим более углубленно эти свойства полезного ископаемого. Известняк имеет плотность в пределах 2700-2900 кг/м3. Это колебание объясняется количеством содержащихся примесей кварца, доломита и других минералов. Объемная масса изменяется в гораздо больших пределах. Так, у травертинов и ракушечников она составляет всего 800 кг/м3, а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м3. Рассматривая свойства известняка, следует учитывать, что прочность при сжатии породы напрямую зависит от его объемной массы. Так у ракушечников она составляет всего 0,4 МПа, а у афанитов приближается к 300 МПа. Приведенные выше характеристики породы определяют и применение этих материалов. Например, в строительстве более плотный известняк используется при кладке стен, а пористый хорош для облицовки и создания декоративных ансамблей.

Воздействие климатических условий

В зависимости от уровня влажности, свойства известняка могут изменяться. В первую очередь это сказывается на его прочности — она заметно снижается, если камень намочить. Кроме того, большинство месторождений характеризуется неоднородностью породы. На этот момент стоит обратить особое внимание, поскольку у неоднородного материала будет различаться плотность, что, в свою очередь, может привести к разрушению. Разбирая свойства известняка, не следует пренебрегать и таким параметром, как морозостойкость: это существенно влияет на прочность полезного ископаемого и длительность его использования. Так, у кристаллических известняков морозостойкость составляет 300-400 циклов. Однако этот показатель заметно сокращается при наличии трещин и пор в материале. Таким образом, все упомянутые свойства известняка обязательно нужно учитывать при использовании данного природного материала, дабы предотвратить его разрушение.

Известняк в строительстве

Строительная отрасль является главным потребителем рассматриваемого нами полезного ископаемого. Доломитизированный (горная порода) известняк используется для производства шпаклевочных и штукатурных смесей, герметиков и прочего. Белый известняк в огромных количествах применяется в отделке и украшении строений. Ракушечник часто встречается в качестве строительных блоков и т. д. Мы не будем заострять внимание на этой отрасли, она и так широко известна всем. А посему идем далее.

Известняк в современном промышленном производстве

Оказывается, этот природный материал используется при производстве лакокрасочных материалов, резин и пластмасс. А очищенный от примесей, вредных для человеческого организма, применяется даже в пищевой промышленности. Изготовление стекла не представляется возможным без известняка, поскольку он выступает главным источником кальция. Эта порода стала незаменимым, а главное — доступным компонентом для производства бумаги. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся такими изделиями, как трубы, линолеум, кафельная плитка, черепица и др., и не догадываемся, что во всех этих предметах также присутствует известняк. Даже пластиковое производство (ПП, ПВХ, кремплены, лавсаны и прочее) не обходится без этого сырья. В красках используют карбонат кальция в качестве красящего пигмента. Как видите, этот материал занимает ведущее место практически во всех отраслях производства.

Химическая промышленность

Даже такие вещи, как крем для обуви, зубная паста, чистящий порошок и проч., которыми мы пользуемся ежедневно, являются производными известняка. Это сырье используется и при изготовлении средств, применяемых для защиты окружающей среды от различного рода загрязнений. На основании всего вышеизложенного можно смело утверждать, что широко известный и доступный материал, которым является известняк, представляет собой важнейший элемент современной цивилизации.

Интересные факты

Большой вклад в развитие резьбы по камню сделали народы Южной и Центральной Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добились значительных успехов в умении изготавливать из халцедона, обсидиана и кремния оружие, режущие инструменты и прочие предметы обихода. Так, скалки, зернотерки, ступки и прочее создавалось ими из базальта, песчаников и известняков. Ударные и рубящие орудия производились из диорита, жадеита, нефрита и других материалов. Главным центром по обработки камня считаются города майя – Тонина и Небах.

Источник: fb.ru

monateka.com

vivien-shop.ru

химический состав и периоды образования; классификация горной породы и ее использование

Известняк и то, что из него получается, окружает человека всю жизнь. Большинство людей даже не задумывается над этим фактом, хотя штукатурка на стене — производное этой горной породы. Формула известняка очень проста, это обычный карбонат кальция CaCO₃, но рассказать о нем можно куда больше, причем информация эта касается не столько химии, сколько геологии и биологии.

Летопись ушедших эпох

Прежде чем говорить о том, что такое известняк, стоит рассказать о кальции, его основе. Этот элемент — пятый по распространенности на Земле и его доля в земной коре немногим больше 3%. Но именно его круговорот в природе играл и играет свою роль при образовании известняка.

В природе существует так называемое карбонатное равновесие, выражаемое уравнением:

CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca (HCO₃) ₂+Ca² ⁺+ 2HCO₃⁻

Это состояние имеет перевес в ту или другую сторону в зависимости от содержания углекислого газа, растворенного в воде. Чем его больше, тем больше равновесие смещается вправо, и наоборот. Немалую роль в этом процессе играют живые организмы, особенно со времен кислородной катастрофы.

Цианобактериальные маты и строматолиты

Жизнь зародилась на земле в анаэробных условиях. Свободного кислорода в атмосфере Земли не было; возможно, первичный состав газов представлял собой смесь водорода и гелия. По мере активизации вулканизма первичная атмосфера была заменена вторичной, состоящей из углекислого газа, метана и аммиака, а возможно — и водяного пара.

Жизнь зародилась в воде и при такой восстановительной атмосфере окислять металл было нечем. Первыми живыми клеточными организмами стали бактерии, многие из которых образовывали колонии. Эти колонии представляли собой слои из нескольких разных видов, причем верхние из них поглощали минеральные вещества, средние перерабатывали органику, а нижние питались остатками средних слоев, выделяя в виде отходов карбонат кальция.

Эти колонии получили название цианобактериальных матов (оно дано по названию семейства бактерий), а тот продукт, который получался в итоге жизнедеятельности колонии — строматолитом.

Когда один из видов одноклеточных водорослей в результате мутации стал фотосинтезировать, в воде появился свободный кислород. Позже, когда на дне было окислено все, что можно, он стал распространяться в атмосфере, вытесняя другие газы и окисляя поверхность. Это произвело коренной перелом в формах жизни. Развитие получили аэробные организмы, а анаэробные остались в «карманах», куда доступ свободного кислорода был ограничен.

Равновесие сменилось в сторону образования карбоната кальция и он стал интенсивнее откладываться на дно.

Раковины, скелеты и скелетики

Значение кальция в жизни живых организмов не уменьшилось, а увеличилось. Это связано с разнообразием функций этого элемента. К числу важнейших можно отнести следующие:

  1. образование экзоскелетов у простейших, губок, кораллов, моллюсков, причем скелеты эти состоят из карбоната кальция;
  2. внутренний скелет позвоночных состоит из гидроксиапатита Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂;
  3. регулирование свертываемости крови, мышечных сокращений и экзоцитоза.

Все формы жизни, существовавшие в океане до выхода на сушу, после смерти оказывались на дне. От них оставался лишь кальциевый скелет, и многочисленные наслоения карбоната кальция для палеонтологов представляют огромную ценность, а часто — единственный источник информации о прошедших геологических эпохах. В процессе образования донного «слоеного пирога» принимал участие и растворенный в воде карбонат кальция — разложение CaCO₃ все время происходит на глубоководных участках, где почти нет кислорода. Со временем вся эта масса превращается в кальцит — самую распространенную модификацию CaCO₃.

Если обратить внимание на структуру известняка, то она имеет слоистый характер. Слои эти относятся к разному времени и представляют собой своеобразную шкалу, по которой ориентируются и биологи, и геологи. Во всяком случае, геологические эпохи маркируются именно по этим данным.

И в воде, и на суше со скелетом умершего организма происходят некоторые модификации, приводящие к образованию фоссилии — окаменелости. Роль карбоната здесь трудно переоценить. Именно им в большинстве случаев заполняются пустоты после разложения органики в костях, а карбонат-ионы замещают фосфатные. Таким путем получаются те скелеты, которые стоят в палеонтологических музеях и коллекциях.

Образование известняка в море происходит до сих пор. Это своеобразный маркер океанической земной коры. Если при бурении шурфа встречаются пласты известняка, это свидетельствует о том, что эта территория когда-то была морем. Там, где известнякового пласта нет, всегда была суша. Континентальная кора покрыта гранитом.

Тектонические процессы и горообразование

На поверхности суши известняк оказывается в процессе поднятия участков бывшего морского дна. Связано это с передвижением литосферных плит, их коллизией, когда одна плита заходит под другую. Над зоной субдукции формируется складчатость, она выходит из воды и поднимается все выше. Гималаи — следствие захода индо-австралийской плиты под евразийскую, а дальневосточные хребты сформировались при коллизии североамериканской и евразийской плит.

Более древние участки складчатости — герцинской — сейчас уже старые горы. К ним можно отнести Урал, Аппалачи, Саяны, Алтай. Эти горы поднялись еще в палеозое. Образование гор альпийской складчатости относится к мезозою и раннему палеогену; эти горы еще молодые.

Интересно то, что известняковые отложения на Большом Кавказе представлены на его периферии. В центре массива на поверхность выходят древние гранит и базальт, а ближе к морю слоистая структура известняка оказалась повернутой, иногда сильно, на 90 градусов.

Известняком представлена самая высокая гора в мире, Эверест. Осадочными породами, в том числе известняком, сложен южный склон Гималаев, а центральные части, напротив, состоят главным образом из магматических и метаморфических пород.

Классификация известняков

Несмотря на то, что известняк имеет одну кальцитовую основу, его структура может существенно отличаться в разных областях. Это может касаться таких особенностей, как:

  1. цвет;
  2. условия залегания;
  3. наличие включений в структуре.

Сам по себе кальцит имеет белый цвет, но примеси делают известняк желтым, серым, розоватым, иногда почти черным, хотя химический состав известняка при этом довольно однороден. Залегать он может сплошными массивами и в виде плитняка — все зависит от истории места, где находится конкретный пласт. Разные виды породы могут иметь различные механические и физические свойства, что обусловлено наличием пустот. По этому критерию выделяют известняки сильнопористые, мелкопористые и плотные. По виду организмов, сформировавших породу, их делят на:

  1. ракушечники, составленные из раковин моллюсков;
  2. нуммулитовые, образовавшиеся из остатков простейших фораминифер;
  3. мшанковые, получившиеся из останков морских беспозвоночных.

По мере того как пласты известняка подвергаются давлению вышележащих слоев, они метаморфизируются. При этом они приобретают более плотную структуру, происходит постепенная перекристаллизация, и образуется мрамор.

Известняки, в образовании которых большую роль играло осаждение непосредственно карбоната кальция (более 50%), называются хемогенными. К таким относятся в первую очередь оолитовые известняки. По мере нахождения на суше порода подвергается разрушению и выветриванию. Это приводит к образованию обломочных залежей и карстов, при этом среди известняковых обломков в одном месте могут находиться фрагменты разного геологического возраста.

При описании конкретного массива этой породы всегда указывают на какую-то особенность. Это может быть примесь, например «железистый известняк», характер отложений («ракушечник», «нуммулит»), структура («оолитовый сильнопористый», «мел»), возраст («кембрийские слои», «триас»).

Получение извести и штукатурные работы

О переработке известняка на известь известно давно. Наверное, это старейшее вяжущее вещество в мире, созданное человеком. Ее получение — сравнительно простой процесс, как и все последующие.

Химическая формула известняка CaCO₃ и, по сути, молекула кальцита состоит из двух частей: оксида кальция и углекислого газа. Чтобы их разделить, известняк нужно перемолоть и хорошо нагреть:

CaCO₃=CaO+CO₂

Полученный белый порошок называется негашеной известью, или же кипелкой. При растворении ее в воде образуется гидроксид кальция или гашеная известь:

CaO+H₂O=Ca (OH)₂

Полученное известковое тесто разводят с песком, получая штукатурный раствор. После его нанесения на стену известь начинает схватываться. Процесс этот постепенный, происходит с выделением теплоты и водяного пара. Из атмосферы штукатурка забирает углекислый газ:

Ca (OH)₂+ CO₂=CaCO₃+ H₂O

Таким образом, связующим звеном в штукатурном слое опять оказывается карбонат кальция. Все вернулось на круги своя.

В целом виде (плиты) известняк массово применяется при отделочных работах, в виде щебня — при производстве бетона. Он легче, чем гранит: плотность этой горной породы составляет 2,6 т/м³. По своей прочности он уступает другим материалам, она едва достигает 41 МПа, причем во влажном состоянии этот показатель уменьшается до 35 МПа. Зато радиацию известняк не пропускает и применять в жилых помещениях этот материал можно и даже нужно: редко какой камень способен так хорошо поддерживать оптимальный микроклимат в доме.

kamen.guru

Свойства известняка. Горная порода известняк. Формула известняка

Известняк — натуральный природный камень, который представляет собой мягкую осадочную породу органического или органо-химического происхождения, состоящую в основном из карбоната кальция (кальцита). Часто в его состав входят примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые и песчаные частицы, а также известковые остатки скелетов микроорганизмов. В данной статье мы подробно рассмотрим этот природный материал, его виды, свойства и сферу применения, а также узнаем, что представляет собой химическая формула известняка, и много другое.

Для начала давайте рассмотрим, каким образом образовались эти полезные ископаемые. Известняк в основном формируется в условиях морских мелководных бассейнов, хотя существует и пресноводный. Залегает он в виде отложений и пластов. Иногда осаждается, подобно гипсу и соли, из испаряющейся воды морских лагун и озер. Однако большая его часть отложилась именно в морях, которые не испытывали интенсивного высыхания. Формирование большинства известняковых пород начиналось с выделения живыми организмами из морской воды карбоната кальция для построения скелетов и раковин. Вот эти остатки умерших организмов в больших количествах накапливаются на морском дне. Наиболее ярким примером извлечения и накопления карбоната кальция являются коралловые рифы. Так, в некоторых случаях на изломе известняковой породы можно заметить отдельные раковины. Под влиянием морского течения и в результате воздействия волн и прибоев рифы разрушаются. И на морском дне к известняковым обломкам добавляется карбонат кальция, который осаждается из насыщенной им воды. Также в образовании молодых пород известняка участвует кальцит, который поступает из разрушенных древних пород.


Разновидности

Существует много видов известняков. Ракушечником принято называть скопление раковин и их обломков, сцементированных в ячеистую породу. В том случае, когда раковины имеют весьма малую величину, образуется мягкий, слабосвязанный, мажущий, тонко крошащийся известняк – мел. Оолитовая порода состоит их миниатюрных, размером с рыбью икринку, сцементированных шариков. Ядро каждого из них может быть представлено обломком раковины, песчинкой или любой другой частицей инородного материала. В том случае, когда шарики имеют более крупные размеры, например, с горошину, их принято называть пизолитами, а породу, соответственно, пизолитовым известняком. Следующей разновидностью является травертин – он образуется на поверхности при осаждении арагонита или кальцита из вод углекислых источников. Если такие отложения имеют сильнопористую основу (губчатую), ее называют туфом. Несцементированная смесь глины и карбоната кальция носить название мергель.

Кроме того, известняки могут отличаться и цветовой гаммой. Основной цвет – белый. Но он может быть и желтоватым, светло-бежевым, светло-серым, реже – слегка розоватым. Бело-розовая и бело-желтая порода считаются самыми ценными.

Формула известняка

Как уже говорилось раньше, этот природный материал состоит преимущественно из кальцита либо кальцитовых остатков скелетов и раковин, редко из арагонита. Значит, формула известняка будет иметь следующий вид: СаСО3. Однако чистая порода встречается крайне редко, в ряде случаев она включает в себя различные примеси кварца, глинистых минералов, доломитов, гипса, пирита и, конечно же, органических остатков. Так, доломитизированный известняк (формула этой породы включает в себя MgO) содержит от четырех до семнадцати процентов оксидов магния, мергелистый – до 21 процента кислотных окислов (SiO2+R2О3). В состав карбоната могут входить доломиты CaMg(CO3)2, FeCO3 и MnCO3, в незначительных количествах — оксиды, сульфиды и гидроксиды Fe, Са3(РО4)2, CaSO4.

Известняк: свойства и применение

Физико-механические параметры этой породы чрезвычайно неоднородны, однако напрямую зависят от ее текстуры и структуры. Ученики средней школы рассматривают свойства известняка (4 класс) с позиции его внешних характеристик. Они изучают следующие параметры: цвет, плотность, прочность, состояние, растворимость. Мы пойдем немного дальше и рассмотрим более углубленно эти свойства полезного ископаемого. Известняк имеет плотность в пределах 2700-2900 кг/м3. Это колебание объясняется количеством содержащихся примесей кварца, доломита и других минералов. Объемная масса изменяется в гораздо больших пределах. Так, у травертинов и ракушечников она составляет всего 800 кг/м3, а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м3. Рассматривая свойства известняка, следует учитывать, что прочность при сжатии породы напрямую зависит от его объемной массы. Так у ракушечников она составляет всего 0,4 МПа, а у афанитов приближается к 300 МПа. Приведенные выше характеристики породы определяют и применение этих материалов. Например, в строительстве более плотный известняк используется при кладке стен, а пористый хорош для облицовки и создания декоративных ансамблей.

Воздействие климатических условий

В зависимости от уровня влажности, свойства известняка могут изменяться. В первую очередь это сказывается на его прочности — она заметно снижается, если камень намочить. Кроме того, большинство месторождений характеризуется неоднородностью породы. На этот момент стоит обратить особое внимание, поскольку у неоднородного материала будет различаться плотность, что, в свою очередь, может привести к разрушению. Разбирая свойства известняка, не следует пренебрегать и таким параметром, как морозостойкость: это существенно влияет на прочность полезного ископаемого и длительность его использования. Так, у кристаллических известняков морозостойкость составляет 300-400 циклов. Однако этот показатель заметно сокращается при наличии трещин и пор в материале. Таким образом, все упомянутые свойства известняка обязательно нужно учитывать при использовании данного природного материала, дабы предотвратить его разрушение.

Известняк в строительстве

Строительная отрасль является главным потребителем рассматриваемого нами полезного ископаемого. Доломитизированный (горная порода) известняк используется для производства шпаклевочных и штукатурных смесей, герметиков и прочего. Белый известняк в огромных количествах применяется в отделке и украшении строений. Ракушечник часто встречается в качестве строительных блоков и т. д. Мы не будем заострять внимание на этой отрасли, она и так широко известна всем. А посему идем далее.

Известняк в современном промышленном производстве

Оказывается, этот природный материал используется при производстве лакокрасочных материалов, резин и пластмасс. А очищенный от примесей, вредных для человеческого организма, применяется даже в пищевой промышленности. Изготовление стекла не представляется возможным без известняка, поскольку он выступает главным источником кальция. Эта порода стала незаменимым, а главное — доступным компонентом для производства бумаги. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся такими изделиями, как трубы, линолеум, кафельная плитка, черепица и др., и не догадываемся, что во всех этих предметах также присутствует известняк. Даже пластиковое производство (ПП, ПВХ, кремплены, лавсаны и прочее) не обходится без этого сырья. В красках используют карбонат кальция в качестве красящего пигмента. Как видите, этот материал занимает ведущее место практически во всех отраслях производства.

Химическая промышленность

Даже такие вещи, как крем для обуви, зубная паста, чистящий порошок и проч., которыми мы пользуемся ежедневно, являются производными известняка. Это сырье используется и при изготовлении средств, применяемых для защиты окружающей среды от различного рода загрязнений. На основании всего вышеизложенного можно смело утверждать, что широко известный и доступный материал, которым является известняк, представляет собой важнейший элемент современной цивилизации.

Интересные факты

Большой вклад в развитие резьбы по камню сделали народы Южной и Центральной Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добились значительных успехов в умении изготавливать из халцедона, обсидиана и кремния оружие, режущие инструменты и прочие предметы обихода. Так, скалки, зернотерки, ступки и прочее создавалось ими из базальта, песчаников и известняков. Ударные и рубящие орудия производились из диорита, жадеита, нефрита и других материалов. Главным центром по обработки камня считаются города майя – Тонина и Небах.

autogear.ru

Известняк — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

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

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 месторождений известняка считается открытое в 2015 году Ждановское месторождение (Оренбургская область), где в настоящее время идет промышленная добыча известняка «Сармат».[3] Месторождение поставляет известняк с высокими качественными показателями, имеет крупные объемы запаса и неглубокое залегание пластов. Физико-химические свойства известняка Ждановского месторождения приведены ниже:

Блочность до 20 м³
Плотность 2,6 г/куб.см
Морозостойкость F150
Истираемость 1,6 г/кв.см
Прочность на сжатие в сухом состоянии 41 МПа (410 кгс/кв.см)
Прочность на сжатие во влагонасыщенном состоянии 35 МПа (370 кгс/кв.см)
Потеря прочности во влагонасыщенном состоянии 14%
Пористость 25%

Видео по теме

Применение

Известняк широко применяется в качестве строительного материала, мелкозернистые разновидности используют для создания скульптур.

Обжиг известняка даёт негашёную известь — древний вя

wiki2.red

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *