Что такое известняк: свойства, формула и характеристики камня

Камень известняк знаком каждому: и податливый мел, и прочный мрамор по сути – это он. Невзрачен минерал на вид, не редок в природе, не прихотлив в обработке.

И при всём этом умудрился прославиться в культуре и истории: древние египетские пирамиды, величественные храмы и соборы, знаменитая Китайская стена, Московский кремль и другие шедевральные сооружения созданы из него.

С ним связано много примет, ему приписывают поистине чудодейственные свойства. О происхождении натурального известняка, его разновидностях, разнообразном использовании и как выглядит известняк (фото) пойдёт далее речь.

Что такое известняк?

Натуральный камень известняк – это 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 известняка

Происхождение камня известняк в целом характеризуется как органическое, но есть ещё и органо-химический путь формирования минерала.

Главным образом известняковый минерал формируется в мелководной среде морского бассейна. 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 известняк;
2. мшанковый известняк;
3. оолитовый известняк.

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.

Возраст известняка

Возраст известняка может варьироваться от нескольких миллионов лет до миллиардов лет. Возраст известняка зависит от того, как он был образован.

Известняк, образованный в результате осаждения карбоната кальция из воды, может иметь возраст от нескольких миллионов лет до сотен миллионов лет. Например, известняк, образующий меловые отложения, имеет возраст около 66 миллионов лет.

Известняк, образованный в результате преобразования других осадочных пород, может иметь возраст от миллиардов лет до сотен миллионов лет. Например, известняк, образующий доломит, имеет возраст около 400 миллионов лет.

В некоторых случаях возраст известняка можно определить с помощью радиоизотопного датирования. Радиоизотопное датирование — это метод определения возраста горных пород, основанный на распаде радиоактивных элементов.

Вот некоторые примеры известняков, известных по возрасту:

• Мел — осадочная горная порода, состоящая из известняка и мергеля. Меловые отложения имеют возраст около 66 миллионов лет и сформировались в меловом периоде.
• Доломит — осадочная горная порода, состоящая из доломита. Доломитовые отложения имеют возраст около 400 миллионов лет и сформировались в доломитическом периоде.
• Травертин — известняк, образованный в результате осаждения карбоната кальция из воды, вытекающей из горячих источников. Травертиновые отложения могут иметь возраст от нескольких тысяч лет до нескольких миллионов лет.

Состав известняка

Известняк — это осадочная порода, состоящая преимущественно из минерала кальцита (углекислого кальция, CaCO3), образовавшегося в результате накопления органических остатков, раковин, кораллов и других морских организмов на дне древних морей.

В зависимости от состава и происхождения, известняк может также содержать следующие минералы и вещества:

1. Другие карбонаты: Помимо кальцита, известняк может содержать другие карбонаты, такие как доломит (CaMg(CO3)2), которые могут присутствовать как примеси.
2. Глины и минеральные примеси: Известняк может содержать различные минеральные примеси, такие как глины, кварц, песчаник и другие органические остатки.
3. Органические остатки: В некоторых типах известняка могут присутствовать остатки растений или животных, которые в процессе диагенеза (превращения осадков в породу) могли быть заменены минералами.
4. Кремневые вкрапления: В некоторых случаях известняк может содержать кремневые вкрапления, которые могут быть обусловлены наличием кремнезема в перекрывающих слоях или воды, проходящей через породу.

Этот состав может варьироваться в зависимости от места образования источников осадочных отложений, а также от времени и условий их формирования.

Формула известняка

Как уже сказано, львиная доля состава минерала приходится на карбонат кальция. Химическая формула известняка – CaCO3. Свойства этого соединения позволяют ему растворяться в воде. В природе этот процесс имеет глобальное значение: таким способом известняк становится важным участником для формирования карстовых форм подземного рельефа. Ещё CaCO3 в некоторых условиях разлагается на ряд оснований, где самое объёмное – углекислый газ. Эта реакция тоже играет глобальную роль в природной жизни – происходит естественное газирование минеральных вод.

Классификация известняка

Известняк может быть классифицирован на основе примесей и минерального состава. Вот некоторые основные виды известняка в зависимости от примесей:

1. Доломитовый известняк: Содержит более 50% минерала доломита (CaMg(CO3)2). Этот вид известняка богат магнием и может иметь более высокую плотность, чем обычный кальцитовый известняк.
2. Мергель: Это смесь известняка и глины. Мергель часто используется в сельском хозяйстве как удобрение или в качестве сырья для производства цемента.
3. Известковистый мергель: Это мергель, содержащий значительное количество извести (кальция) и используемый в строительстве и сельском хозяйстве.
4. Магнезитовый известняк: Содержит значительное количество минерала магнезита (MgCO3) и обычно используется в металлургии и других отраслях промышленности.
5. Сильванитовый известняк: Содержит примеси серы и обычно имеет характерный запах сероводорода.
6. Гипсовый известняк: Содержит гипс (CaSO4·2H2O) в виде примеси и может быть использован для производства гипсового порошка или строительных материалов.
7. Кремнистый известняк: Содержит высокий уровень кремния и может использоваться в качестве сырья для производства стекла или керамики.

Это основные виды известняка на основе примесей. Каждый из них имеет свои уникальные свойства и может использоваться в различных отраслях промышленности и строительства.

Классификация известняка по содержанию примесей

В зависимости от содержания примесей известняк можно разделить на следующие классы:

• Высококачественный известняк — содержит менее 5% примесей. Этот тип известняка имеет хорошие физико-механические свойства и используется в качестве строительного материала, сырья для производства цемента и извести.
• Среднекачественный известняк — содержит от 5 до 15% примесей. Этот тип известняка используется в качестве строительного материала, сырья для производства цемента и извести, а также в других областях промышленности.
• Низкокачественный известняк — содержит более 15% примесей. Этот тип известняка используется в качестве сырья для производства цемента и извести, а также в других областях промышленности.

Разновидности минерала известняк

Известняк — это осадочный карбонатный минерал, и его разновидности в основном связаны с его текстурой, структурой и цветом. Вот некоторые из основных разновидностей известняка:

1. Кальцит: Это наиболее распространенная разновидность известняка, состоящая преимущественно из кристаллов кальцита. Он обычно имеет белый или светло-серый цвет.
2. Доломитовый известняк: Содержит примерно равные количества кальцита и доломита (CaMg(CO3)2). Он может иметь более кремовый оттенок из-за присутствия магния.
3. Черный известняк: Имеет темно-серый или черный цвет из-за наличия органических примесей или окисления минералов.
4. Мармор: Это метаморфическая разновидность известняка, которая обычно имеет крупнозернистую текстуру и разнообразные цвета, включая белый, розовый, зеленый и серый.
5. Мергель: Это смесь известняка и глины или других осадочных пород, которая может иметь переменную текстуру и цвет.
6. Кремнистый известняк: Содержит высокий уровень кремния и обычно имеет более крупнозернистую текстуру.
7. Бурый известняк: Имеет коричневый или бурый цвет из-за примесей органических веществ или окислов железа.

По окрасу разновидности минерала характеризуются так:

• Традиционные тона – светло-серый, белый или кремовый.
• Цветовые – розоватые, желтоватые, красноватые, голубые и черные.

Это лишь несколько разновидностей известняка, и каждая из них имеет свои уникальные характеристики и применения.

Физические свойства известняка

• Цвет. Известняк может иметь белый, серый, желтый, коричневый или красный цвет. Цвет известняка зависит от содержания в нем примесей.
• Структура. Известняк может иметь мелкозернистую, среднезернистую или крупнозернистую структуру. Мелкозернистый известняк имеет однородную структуру, а крупнозернистый известняк имеет более крупную структуру.
• Плотность. Плотность известняка составляет 2700-2900 кг/м³. Плотность известняка зависит от содержания в нем примесей.
• Твердость. Твердость известняка по шкале Мооса составляет 3. Твердость известняка зависит от содержания в нем примесей.
• Предел прочности при сжатии. Предел прочности при сжатии известняка составляет 200-300 МПа. Предел прочности при сжатии известняка зависит от содержания в нем примесей.
• Устойчивость к кислотам. Известняк растворяется в кислотах, образуя углекислый газ.
• Устойчивость к щелочам. Известняк устойчив к щелочам.

Блеск как специфическая черта отсутствует. Плотность: — /+ 2,6 балла. Морозостойкость и теплоизоляция высоких показателей.

Химические свойства известняка

Известняк (CaCO3) — это карбонатный минерал, обладающий следующими химическими свойствами:

1. Реакция с кислотами: Известняк реагирует с кислотами, образуя соль, углекислый газ и воду. Например, при взаимодействии с соляной кислотой (HCl), образуется растворимая соль хлорида кальция (CaCl2), углекислый газ (CO2) и вода (H2O):CaCO3 (известняк) + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
2. Декарбонатация: При нагревании известняк распадается с образованием оксида кальция (известкового камня, CaO) и углекислого газа:CaCO3 (известняк) → CaO (известковый камень) + CO2
3. Растворимость в воде: Известняк практически нерастворим в воде в обычных условиях. Однако при наличии углекислого газа в воде (CO2), растворимость известняка увеличивается за счет образования раствора карбоната кальция (Ca(HCO3)2), что приводит к образованию карстовых явлений.
4. Образование желтого пятна: При капли кислоты или контакте с диоксидом серы (SO2) известняк может образовывать желтое пятно из-за образования серной соли.

При обжиге породы формируется негашёная известь – один из древнейших строительных материалов.

А при растворении его в уксусных соединениях получается агрессивная реакция с шипением, бурлением и полным растворением минерала.

Это, кстати, самый верный способ для различения натурального камня от поддельного.

Массовая доля примесей в известняке

Массовая доля примесей в известняке может варьироваться в зависимости от конкретного образца и месторождения. Обычно известняк содержит следующие примеси в виде массовых долей:

1. Глины: Обычно присутствуют в виде кремнеземистых или алюмосиликатных примесей. Массовая доля глин в известняке может составлять от нескольких процентов до нескольких десятков процентов.
2. Песок: Иногда в известняке могут содержаться песчаные примеси, в основном состоящие из кремнезема. Массовая доля песка обычно невелика и составляет несколько процентов.
3. Доломит: В некоторых случаях известняк может содержать примеси доломита (карбоната магния и кальция). Массовая доля доломита в известняке может быть различной и зависит от конкретного образца.
4. Органические вещества: В известняке также могут присутствовать органические примеси в виде остатков растений или животных. Массовая доля органических веществ в известняке обычно невелика.
5. Минералы и окислы: Известняк может содержать различные минеральные примеси и окислы, такие как железные окислы, пирит, глинистые минералы и другие. Массовая доля этих примесей также может быть небольшой.

Общая массовая доля примесей в известняке обычно составляет до нескольких процентов. Точное содержание примесей может быть определено с помощью химического анализа образца.

Месторождения известняка

Некоторые горные цепи целиком сложены из этого минерала. Широко распространена порода в массивах Альп и Крыма.

Из континентов богата камнем ещё Северная Америка, а вот Австралия в этом смысле отстала: её образующие породы кальцита не содержат.

Самые плодоносные месторождения сосредоточены на Кавказе, в Сибирском регионе, на Урале. Китай – важный поставщик строительной разновидности минерала – мергеля.

Очень перспективным современным источником известняка признано Ждановское месторождение, которое разработано на территории РФ в Оренбургской области.

Как добывают известняк

Процесс добычи камня известняка обычно включает следующие этапы:

1. Разведочные работы: Первый этап — это разведочные работы, в ходе которых исследуются месторождения известняка для определения их размеров, качества и глубины. Это может включать геологическое изучение, бурение и образование карьеров.
2. Подготовка карьера: После того как месторождение известняка исследовано, начинается подготовка карьера. Это включает очистку поверхности от растительности и почвенного покрова, а также создание дорог и путей доступа для транспортировки материала.
3. Взрывные работы: В некоторых случаях для добычи известняка используются взрывные работы. В этом случае в карьере сверлятся отверстия, затем в них вводятся взрывчатые вещества, чтобы разрушить породу.
4. Разработка карьера: После взрывных работ или в случае, если они не применимы, происходит разработка карьера с помощью специального оборудования. Это может включать экскаваторы, бульдозеры, гусеничные и колесные погрузчики.
5. Раздробление и обработка: Извлеченный материал дробится и обрабатывается для получения требуемого размера и формы. Обработка может включать дробление, сортировку, промывку и просушку.
6. Транспортировка и использование: После обработки камень известняк транспортируется на предприятия по переработке, где он может использоваться в строительстве, производстве цемента, стекла, извести, удобрений и других отраслях промышленности.

Это общие шаги процесса добычи камня известняка, который может варьироваться в зависимости от конкретного месторождения, технологий и требований заказчика.

Существует несколько способов добычи известняка, которые зависят от типа известняка и его залегания.

Открытая добыча известняка

Открытая добыча — это наиболее распространенный способ добычи известняка. Этот способ используется для добычи известняка, залегающего на глубине до 50 метров.

Открытая добыча начинается с подготовки карьера. Для этого снимается верхний слой почвы и растительности. Затем в карьере устанавливается горнодобывающее оборудование, которое используется для извлечения известняка.

Горнодобывающее оборудование может быть различным. Наиболее распространены следующие типы оборудования:

• Экскаваторы используются для выемки известняка из карьера.
• Грузовики используются для транспортировки известняка из карьера на перегрузочные пункты или непосредственно на заводы.
• Дробилки используются для дробления известняка до необходимых размеров.

Подземная добыча известняка

Подземная добыча используется для добычи известняка, залегающего на глубине более 50 метров.

Подземная добыча начинается с проходки горных выработок. Для этого используется горнодобывающее оборудование, такое как буровые установки и проходческие комбайны.

После проходки горных выработок начинается добыча известняка. Для этого используется горнодобывающее оборудование, такое как экскаваторы и погрузчики.

Добываемый известняк транспортируется на перегрузочные пункты или непосредственно на заводы.

Обработка известняка

После добычи известняк подвергается обработке, которая включает в себя следующие этапы:

• Дробление. Дробление используется для уменьшения размера известняка до необходимых размеров.
• Измельчение. Измельчение используется для получения известняковой муки.
• Сортировка. Сортировка используется для разделения известняка по фракциям.

Обработанный известняк используется в различных областях промышленности и строительства.

Применение известняка

За весь период своего существования люди глубоко познали свойства этого природного дара и научились применять его с максимальной пользой.

Вот основные области человеческой деятельности, где известняк выступает важным материалом:

• Строительство. Разновидности камня здесь пригодились во всем: в возведении устойчивых многоэтажек, в облицовке фасадов и для мощения поверхностей.
• Ландшафтный дизайн и архитектура. Простота обработки и декоративные свойства в этих областях ценятся высоко, особенно если речь идёт о слоистых типах минерала с характерным рельефом выветривания.
• Производство отделочных материалов. Здесь акцент делается не на декоративность, а на органику происхождения камня.
• Меловые породы камня идут на изготовление карандашей-мелков, и в составы зубных порошков, и в производство дорогой качественной бумаги.
• Кабельное производство не обходится без покрытия сварочных электродов известняковыми составами.
• Полиграфия широко применяет литографический известковый камень для создания высокохудожественных гравюр.
• Ювелирное дело. Ценятся полупрозрачные образцы пастельной гаммы. Лучшие дизайнерские и декоративные сочетания получаются с серебряными и мельхиоровыми оправами.

Полезные свойства известняка

Литотерапевты, базируя свои рекомендации на опыте многих поколений, советуют использовать минерал как лечебное средство со следующими качествами:

При любых заболеваниях считается полезным пить воду, которая прошла очистку кальцитом.

Также считается, что камни известняка очищают и обеззараживают воздух в помещении.

Вред известняк способен нанести лишь тем, кто занимается его добычей – вдыхание пыли минерала и её оседание в лёгких не лучшим образом сказывается на здоровье.

Лечебные свойства известняка

Существует целая градация лечебных свойств известняка по цветовому признаку:

1. Красноватый кальцит. Лечит нервные переживания и болезни крови.
2. Желтоватый известняк. Для медитации и регулирования пищеварения.
3. Розовые сорта. Нервные расстройства, здоровый сон.
4. Голубой известняк. Снижение давления.

Терапевтический эффект достигают путём контакта с камнем: его прикладывают к больной зоне. Можно просто подержать его в руках при отдельных приступах и проявлениях недуга.

Известняк: магические свойства и знаки зодиака

В магии с камнем связывают легенду, что он развивает экстрасенсорные возможности каждого человека, открывает путь к ясновидению.

Это талисман от лени и для творческого воображения. Астрологи включили известняк в перечень универсальных камней, подходящих большинству Знаков зодиака.

Исключают только Скорпионов – среди них больше всего людей, склонных к оккультизму и чёрной магии. А известняк по своей ауре – проводник светлой энергии и высоких духовных вибраций. Мистическому уклону Скорпионов это противоречит, и талисман-известняк «не дружит» с волевым и агрессивным знаком.

Что касается остальных – минерал охотно делится своими бодрящими и вдохновляющими свойствами и помогает владельцу видеть исход ситуации.