Известняк характеристика образца
Известняк
Известня к - осадочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из CaCO3 (карбоната кальция) в форме кристаллов кальцита различного размера.
Использование известняка в строительстве
Входящий в состав известняка карбонат кальция способен растворяться в воде, а также медленно 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 (оолитовые), примесей (железистые), характер залегания (плитняковые), геологический возраст (триасовые).
Из известняков сложены целые горные цепи в Альпах, широко распространён 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.
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.
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 +R2 О3 ). 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/м 3. 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/м 3. а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м 3. 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.
Основная часть
Результаты геологических исследований
Характеристики исследуемых пород
Рассмотрим характеристики основных пород, взятых в качестве образца.
Известняк – осадочная горная порода, состоящая из кальцита CaCO3. Чистые известняки белого и светло-серого цвета. Окислы железа окрашивают его в жёлтые, коричневые, красные тона. В нашей области выходы известняка на поверхность можно наблюдать в Советском районе, на берегах реки Немды. Образование их происходило путём накопления на дне бывшего моря осадков из раковин моллюсков, обитавших в тёплом Казанском море, которое заливало территорию нашей области. Также встречаются мягкие разновидности известняка светло-серого (образец № 1 в прил. 1 ) и желтоватого оттенков, их называют «опока» и используют как облицовочный материал. Твёрдый известняк используют как строительный камень. Известковую муку используют для известкования почв.
Мергель - осадочная горная порода, состоящая из кальцита или доломита и глинистых минералов. Мергелями называются глинистые известняки, содержащие свыше 20% глины. Обычно к мергелям относят породу, содержащую CaCO3 или MgCO3 и глинистые частицы. Часто залегает вместе с известняком. Красный мергель (образец № 4, прил. 1 ) используется при производстве кирпича. Для производства цемента используют светлый мергель, содержащий много извести.
Глина – представляет собой тонкозернистую породу, состоящую из глинозёма и кремнезёма с примесями карбоната кальция, окислов железа и органических частиц. По происхождению глины подразделяют на морские, озёрные, речные и ледниковые. Главная масса их образовалась из верхнепермских отложений татарского яруса. В области широко распространены окаменевшие мергелистые глины пёстрого, красного и серого цвета. Среди глинистых отложений встречаются розовые, серые (обр. № 3, прил. 1 ) и белые глины. Различные типы глин используются в строительстве, для гончарных работ, изготовления кирпичей, керамзита, дымковской игрушки, богатые известью светлые глины – для побелки.
Песчаник – тонкие обломочные осадочные породы, состоящие из зёрен мелкого песка, связанных разнообразными цементирующими веществами. Зёрна песчаников состоят главным образом из кварца, а так же слюды, полевых шпатов и других. Цементирующими веществами могут быть кремнезём, соединения железа, гипса, глинистые и известковистые образования. В зависимости от этого песчаники разделяются на известковые, железистые, гипсовые, кварцевые и глинистые. Цвет песчаников разнообразный. Преобладающими у нас в области являются: белые, серые, светло-желтые, красные (обр. № 2, прил. 1 ) и коричневые. Мы нашли также тёмно-жёлтый (обр. № 6, прил. 1 ) песчаник. В отличие от песков, песчаники более прочные горные породы. У нас преобладают плотные известковые песчаники, сцементированные солями кальция. Они залегают среди известково-мергелистых пород верхней перми. Использовались населением для изготовления жерновов (образец № 26, прил. 1 ), брусчатки. Сейчас используется в строительстве, в ландшафтном дизайне. Часто в области встречаются пёстрые песчаники (обр. № 8, прил. 1 ), залегающие среди пород татарского яруса. По прочности они уступают плотным песчаникам, при изломе могут обнаружить слоистость.
Песчаниковая конкреция – округлое образование, сцементированное карбонатными породами (образцы № 5, 10, 17-19, прил. 1 ). В среде осадочных пород, пропитанных водным раствором известкового состава (углекисло-кальциевым) выделяются центры кристаллизации. Как нам сообщил А.Н. Соловьёв, это может быть раковина древнего моллюска. Эти конкреции образовывались вокруг известковых раковин, растворяемых водой с содержанием кислот. Известковый раствор цементировал тонкие осадочные породы, собирающиеся вокруг песчинки, так формировались шаровидные образования. Внутри таких конкреций можно видеть жеоду – пустоту, покрытую щёткой из мелких кристаллов кальцита (пояснила Л.Н. Скворцова, директор Кировского геологического музея). Мы обнаружили несколько расколотых конкреций (№ 13-16, прил. 1 ), одну разбили сами (обр. № 24 в прил. 1 ). В Кировской области есть конкреции значительных размеров – до 2 м в диаметре (фото № 17а), как сообщает «Комсомольская правда» [6] от 19.11.2009 г.
Фото № 17а.
Каменные шары на Вятке.
(Фото А. Зайцевой)
Галечный конгломерат – осадочная порода, обломочный материал, состоящий из кремнево-кальцитовой гальки среднего размера (0,5-2 см), сцементированной карбонатными соединениями (обр. № 6, прил. 1 ). В частности, в Яранском районе на равнинах среди отложений татарского яруса имеются выходы пермских конгломератов. Подобные отложения можно использовать в дорожном строительстве.
Охра – природный пигмент, состоящий из гидрата окиси железа с примесью глины (обр. № 9, прил 1 ). Цвет охры – от светло-жёлтого до буро-красного и коричневого. Жёлтая охра – смесь водной окиси железа (бурого железняка) с глиной, а красная – смесь безводной окиси железа с глиной. Она залегает гнёздами и прослойками в речных долинах и болотах. Ёе мелкие месторождения имеются в Яранском районе. Используется для покраски, входит в состав художественных минеральных красок.
Химические анализы . Под руководством учителя химии был проведён опыт по определению наличия известняка во взятых образцах (фото № 5-6, описание методики в прил. 2). В пробирки с частицами образцов наливалась соляная кислота, наблюдалась происходящая химическая реакция. Всё происходящее было снято на видео. Образец № 9 (предположительно, охра) активной реакции на соляную кислоту не дал. Из других проб наиболее сильное пенообразование наблюдалось при взаимодействии кислоты с образцами № 1 (известняк) и № 2 (красный песчаник).
Водный раствор охры (содержащей трёхвалентное железо), растворённый в соляной кислоте, даёт при добавлении ферроцианида калия (жёлтой кровяной соли) синий осадок берлинской лазури KFe[Fe(CN)6].
Для определения наличия железа в охре и – для сравнения – в жёлтом и красном песчанике, проведён второй опыт. В пробирки с измельчёнными образцами также добавили воду и соляную кислоту (фото № 22). Затем в каждую пробирку было добавлено небольшое количество ферроцианида калия. Когда раствор отстоялся, синий оттенок раствора наблюдался не только в пробирке с охрой, но и в пробирке с красным песчаником (фото № 23-25). Следовательно, он тоже содержит железо в своём составе.
Фото № 22.
Пробирки с образцами № 9, 7 и 2 в растворе соляной кислоты.
(Авт. Беляева Л.)
Фото № 23-25.
Пробирки с образцами № 2, 7 и 9 после добавления ферроцианида калия.
(Авт. Беляева Л.)
Беляева Л. определяет твёрдость красного мергеля на ногте.
(Авт. Никулина Е.)
Результаты измерений веса и объёма занесены в таблицу Excel (прил. 4), в которой проведены как расчёты плотности, так и определены абсолютная и относительная погрешности расчётов относительно средних значений плотностей (найдены на различных геологических и строительных сайтах). Относительная погрешность не превысила 20%, погрешности могут быть вызваны как точностью измерений, так и отклонением плотности данного образца от средней (различные виды песчаников, известняков и мергелей имеют колебания плотности в пределах ± 0,5 г/куб.см).
Для определения цвета черты использована фарфоровая чашка с неглазурованным низом (фото № 28).
Фото № 28.
Цвет черты образцов на фарфоровой чашке.
Таким образом, сделаны описание и классификация основных пород, характерных для района расположения Никулятского озера.
Известняк
ИЗВЕСТНЯК (а. limestone н. Kalkstein ф. calcaire и. caliza) - осадочная карбонатная горная порода. состоящая в основном из кальцита или кальцитовых скелетных остатков организмов, редко - из арагонита. Химический состав чистых известняков близок к кальциту, где CaO 56% и CO2 44%. Известняк в ряде случаев включает примеси глинистых минералов. доломита. кварца. реже гипса. пирита и органических остатков, которые определяют название известняков. Доломитизированный известняк содержит от 4 до 17% MgO, мергелистый известняк - от 6 до 21% SiO2 +R2 О3. Известняк песчанистый и окремнелый имеет примеси кварца, опала и халцедона. Принято отражать в названии известняков также преобладающее присутствие органогенных остатков (мшанковый, водорослевый), либо его структуру (кристаллический, сгустковый, детритусовый), или форму породообразующих частиц (оолитовый, брекчиевидный).
По структуре выделяют известняки кристаллический, органогенно-обломочный, обломочно-кристаллический (смешанной структуры) и натёчный (травертин). Среди кристаллических известняков по величине зёрен различают крупно-, мелко- и скрытокристаллический (афанитовый), по блеску на изломе - перекристаллизованный (мраморовидный) и кавернозный (травертиновый). Кристаллический известняк - массивный и плотный. слабопористый травертиновый - кавернозный и сильнопористый. Среди органогенно-обломочного известняка в зависимости от состава и величины частиц различают: рифовый известняк ракушечный известняк (ракушечник ), состоящий преимущественно из целых или дроблёных раковин, скреплённых карбонатным, глинистым или другим природным цементом детритусовый известняк, сложенный обломками раковин и другими органогенными обломками, сцементированными кальцитовым цементом водорослевый известняк. К органогенно-обломочным известнякам относится и белый (т.н. пишущий) мел. Органогенно-обломочные известняки характеризуются крупной пористостью. малой объёмной массой и легко обрабатываются (распиливаются и шлифуются). Обломочно-кристаллический известняк состоит из карбонатного детрита разной формы и величины (комочки, сгустки и желваки тонкозернистого кальцита), с включением отдельных зёрен и обломков различных пород и минералов. линз кремней. Иногда известняк сложен оолитовыми зёрнами, ядра которых представлены обломками кварца и кремня. Характеризуются мелкими, разными по форме порами, переменной объёмной массой, малой прочностью и большим водопоглощением. Натёчный известняк (травертин, известковый туф) состоит из натёчного кальцита. Характеризуется ячеистостью, малой объёмной массой, легко обрабатывается и распиливается.
По макротекстуре и условиям залегания среди известняков различают массивные, горизонтально- и наклоннослоистые, толсто- и тонкоплитчатые, кавернозные, трещиноватые. пятнистые, комковатые, рифовые, фунтиковые, стилолитовые, подводно-оползневые и др. По происхождению выделяют органогенные (биогенные), хемогенные, обломочные и смешанные известняки. Органогенные (биогенные) известняки представляют собой скопления карбонатных остатков или целых скелетных форм морских, реже пресноводных организмов, с небольшой примесью преимущественно карбонатного цемента. Хемогенные известняки возникают в результате осаждения извести с последующей перекристаллизацией карбонатной массы осадков, преимущественно из морской воды (кристаллический известняк) или от натёков из минерализованных источников (травертин). Обломочные известняки образуются в результате раздробления, смыва и переотложения угловато-окатанных обломков карбонатных и других пород и скелетных остатков, преимущественно в морских бассейнах и на побережьях. Известняки смешанного происхождения представляют собой комплекс отложений, возникших в результате последовательного или параллельного наложения различных процессов образования карбонатных осадков.
Цвет известняков преимущественно белый, светло-серый, желтоватый присутствие органических, железистых, марганцовистых и других примесей обусловливает тёмно-серую, чёрную, бурую, красноватую и зеленоватую окраску.
Известняк - одна из самых широко распространённых осадочных горных пород она слагает различные формы рельефа Земли. Залежи известняков встречаются среди отложений всех геологических систем - от докембрийских до четвертичной наиболее интенсивное образование известняков происходило в силуре, карбоне, юре и верхнему мелу составляют 19-22% от всей массы осадочных пород. Мощность толщ известняков чрезвычайно изменчива: от первых сантиметров (в отдельных прослоях отложений) до 5000 м.
Физико-механические свойства известняков чрезвычайно неоднородны, но имеют прямую зависимость от их структуры и текстуры. Плотность известняков 2700-2900 кг/м 3. колеблется в зависимости от содержания примесей доломита, кварца и других минералов. Объёмная масса известняков изменяется от 800 кг/м 3 (у ракушечников и травертина) до 2800 кг/м 3 (у кристаллических известняков). Предел прочности при сжатии известняков колеблется от 0,4 МПа (для ракушечника) до 300 МПа (для кристаллического и афанитового известняка). Во влажном состоянии прочность известняков часто снижается. Для большей части месторождений характерно наличие известняков, не однородных по прочности. Потери на износ, истирание и дробимость увеличиваются, как правило, с уменьшением объёмной массы известняков. Морозостойкость для кристаллических известняков достигает 300-400 циклов, но резко изменяется у известняков иной структуры и зависит от формы и связи пор и трещин в нём. Обрабатываемость известняков имеет прямую связь с их структурой и текстурой. Ракушечник и пористые известняки легко распиливаются и обтёсываются кристаллические известняки хорошо полируются.
Известняк имеет универсальное применение в промышленности, сельском хозяйстве и строительстве. В металлургии известняк служит флюсом. В производстве извести и цемента известняк - главный компонент. Известняк используется в химической и пищевой промышленности: как вспомогательный материал в производстве соды, карбида кальция. минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги. Применяется при очистке нефтепродуктов, сухой перегонке угля, в изготовлении красок, замазок, резины, пластмасс, мыла, лекарств, минеральной ваты, для очистки тканей и обработки кожи, известкования почв.
Известняк - важнейший строительный материал. из него изготовляются облицовочные плиты. стеновые блоки, скульптурные и архитектурно-строительные изделия, щебень для производства бетона и асфальтобетона, железнодорожного балласта, оснований и покрытий автодорог. фильтров гидросооружений, как бутовый камень для фундаментов. мощения откосов. бортов и пр. Слаботрещиноватый мягкий известняк часто распиливается на блоки непосредственно из массива с помощью различных камнерезных машин. Такие известняки (пильные известняки) особенно ценны как строительный материал.
Месторождения известняка широко распространены в CCCP. особенно в Центральном экономическом районе, на Северном Кавказе. в Поволжье, Прибалтике, Крыму, Молдавской CCP. Азербайджанской CCP и др. Главнейшие разрабатываемые в CCCP месторождения. Афанасьевское (Московская область) - белый известняк, используемый для производства цемента Барсуковское (Тульская область) - флюсовый известняк Гурьевское (Венёвское) месторождение (Тульская область) - плотный известняк, используемый для щебня Окницкое (Молдавская CCP) - ракушечно-оолитовый известняк для производства пильных стеновых блоков Бодракско-Альминское (Крым) - мягкий белый ракушечный пильный известняк для изготовления облицовочных и стеновых материалов Шахтахтинское (Азербайджанская CCP) - серовато-жёлтый и светло-коричневый пильный кавернозный травертиновый известняк для облицовочных плит Жетыбайское (полуостров Мангышлак, Казахской CCP ) - розовый, светло-серый, cepo-жёлтый пористый ракушечный пильный известняк для облицовочных плит.
характеристика известняка
Денис Иванов Ученик (117), на голосовании 2 года назад
Голосование за лучший ответ
PUSCHKIN Просветленный (21775) 2 года назад
Известня к — осадочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из CaCO3 (карбоната кальция) в форме кристаллов кальцита различного размера.
Использование известняка в строительстве
Стена сложенная из известняка
Залежи известняка в Елецком районе Липецкой области
Известняковые скалы в долине Катуни, Алтай. Урочище Че-Чкыш.
Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником (ракушняком).
Входящий в состав известняка карбонат кальция способен растворяться в воде, а также медленно 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.
При метаморфизме известняки перекристаллизуются и образуют мраморы.
Известняки бывают нуммулитовыми, мшанковыми, ракушечниками и мраморовидными — массивнослоистыми и тонкослоистыми
Источники:
Следующие документы
27 декабря 2024 года
Комментариев пока нет!