Что такое известняк, свойства, месторождение, применение и виды

Известняки знакомы каждому человеку. По началу кажется, что этот камень вовсе не интересен и не привлекателен. Однако попытаемся доказать, что это не так!

Камень известняк не отличается разнообразной окраской и часто встречается в горных массивах. В чем же отличительная особенность известняка? Этот камень легко поддается обработке, включает широкий спектр текстурных поверхностей и естественных рисунков. Кроме того, он оставил значимый отпечаток в культуре и истории: Великая Китайская стена, Московский кремль, пирамиды древних египтян и другие сооружения.

Что такое известняк?

Известняк – это осадочная порода, состав которой максимально насыщен содержанием кальцита и примесей. В составе материала также встречаются частицы кремния, извести, кварца, фосфатов и других веществ, которые способствуют снижению пористости и повышению прочности.
Известняк обычно серый, бежевый, песочный или желтоватый. Однако некоторые разновидности породы окрашены в красный, зелёный и бурый цвета. Минералоги связывают такое изменение цвета с присутствием в некоторых породах известняка примесей марганца и железа.

Особенности образования

Формирование таких пород происходило в разные геологические эпохи, связано это с накоплением панцирей древних обитателей морей и водоемов на морском дне. Это объясняет то, что в породе можно встретить целые раковины или отпечатки животных. Подобный известняк еще называется ракушечником. Он спрессовывается под давлением и меняет свою структуру, становясь однородным кристаллическим. Это способствует формированию плотного известняка.

История

Известняковые породы начали зарождаться сто миллионов лет назад. В результате накопления биологических отложений в маловодных морях и озерах сформировались благоприятные условия для появления карбоната кальция. Сильные ветры, ураганы, бури и течения естественным образом размельчили морские ракушки, камни, кораллы. Образовавшийся песок со временем соединился с отложениями и сформировал известняк, который в дальнейшем из-за сильного давления глубины уплотнился и под движением тектонических плит вышел на поверхность Земли.

Сероватый материал заметили древние люди и стали использовать его для обустройства и укрепления своих жилищ в пещерах. С тех пор известняк стали воспринимать как прочный строительный материал, из которого возводили стены, памятники, скульптуры и многое другое. Монументы культуры, созданные из известняка много веков назад, до сих пор находятся в хорошем состоянии. Это Египетские пирамиды, Китайская стена и Кремль в Москве.

Широкое распространение породы позволило людям с древних времен приспособить известняк в различных сферах. С помощью отвердевших образцов, напоминающих мел, писали и создавали наскальные рисунки с первобытных времен. Известняковая порода помогала им укреплять жилища и сохранять тепло внутри помещений. Именно сюда первобытные люди приносили добычу с охоты, устраивали в пещерах советы старейшин. В ходе эволюции они научились простейший способам обработки горных пород. Тогда в быту древних общин появилась посуда с использованием известняка, а крупные камни послужили орудием труда.

Известно, что из серой осадочной породы были возведены известные всем достопримечательности мирового уровня. Например, Собор Парижской Богоматери, Беленская башня в Лиссабоне, храм Христа Спасителя в Москве и многие другие.

Применение

Для того чтобы понять, что такое известняк, необходимо ознакомиться с особенностями его применения. Он используется в области:

• строительства;
• промышленности;
• сельского хозяйства.

Флюсом выступает в металлургии. Применяется при производстве цемента и извести, где является главным компонентом. Он нашел свое широкое распространение в пищевой и химической промышленности, где выполняет роль вспомогательного материала при производстве:

• минеральных удобрений;
• карбида кальция;
• соды;
• стекла;
• бумаги;
• сахара.

Еще одной областью применения является сухая перегонка угля, а также очистка нефтепродуктов. Известь идет на изготовление:

• пластмасс;
• резины;
• замазок;
• красок;
• минеральной ваты;
• лекарств;
• мыла.

Откуда берётся порода?

Происхождение этого материала связывают с деятельностью породообразующих древних организмов, в ходе которой из соленой воды образуется карбонат кальция для формирования скелетов и раковин. Реже материал возникает в результате химического осаждения из водных растворов или при испарении воды. Известняковая порода образуется в морских и пресных водоёмах, а также в районах морских бассейнов и озёр. В природе известняк залегает в форме толстых пластов, достигающими размеров до тысячи метров. Добыча известняковых пластов производится карьерным способом, так как порода залегает неглубоко.

Месторождения

Камень известняк является очень распространенной осадочной породой. Крупные залежи известняка можно встретить в структуре Альпийских и Крымских гор. Большие пласты породы залегают в Центральном районе России, а также на территории Северного Кавказа, Поволжья, Прибалтики и др. Добыча известнякового камня ведётся в Архангельской, Московской, Воронежской и Тульской областях. Крупные карьеры по добыче известняка разрабатываются в районах Краснодарского края, Ленинградской и Волгоградской области.

Самыми богатыми на известняк считается Ждановское месторождение, которое построено на территории РФ в Оренбургской области. Известняки добываются здесь и отправляются на заводы в Челябинске и на Урале. Также стоит выделить Кемеровскую и Новосибирскую области.

Известняк также залегает за пределами нашей страны — большие месторождения обнаружены в Америке и Австралии.

Добыча известняка

Перед началом добычи известняка проводят анализ породы, который позволяет определить хрупкость, пористость и плотность. Это важно учитывать при создании карьеров, чтобы не повредить осадочные породы. При любом способе добычи используют специальную технику: комбайны, бульдозеры, тракторы, транспортёры и др.

Известняковый камень добывают несколькими способами:

• Карьерный. В месторождениях, где располагаются крупные пласты известняка снимают верхней грунтовых слой и разрабатывают карьеры для добычи. Для транспортировки камня используют карьерные самосвалы.
• Взрывной. На территориях, где размещаются мелкие залежи породы, используют технику взрыва. Изначально с поверхности снимаются верхний грунт и глина, затем формируются специальные пространства, куда закладывается взрывчатка. В результате взрыва образуются контурные щели, где известняк добывают блоками.
• Фрезерный. Этот способ подразумевает добычу известнякового камня механическими средствами. Породу измельчают, погружают и перемещают фрезерными комбайнами.

Важно отметить, что при добыче известняка снимают целые пласты земной поверхности. Это пагубно влияет на экологическую обстановку, так как происходит уничтожение растительного мира на территории проведения работ по добыче породы. Поэтому, как карьер исчерпается по запасам известняка, необходимо провести рекультивацию и посадить деревья.

Взрывной метод

Известняк получают с применением взрывного метода. Сначала надо вскрыть залежи, убрав с них землю, глину и некондиционный известняк при помощи бульдозеров. Около кромки места добычи бурят скважины и кладут туда взрывчатку. При помощи взрывов происходит отламывание пластов известняка, который затем требуется погрузить в самосвалы и вывезти для дальнейшей обработки.

Потом карьер, где производилась добыча, засыпается землей, засаживается травами, растениями. Такой метод используется в больших месторождениях. А в малых не следует применять взрывной метод. Тогда известняк вынимается блоками, подобными форме прямоугольников. Эта технология имеет название баровой выработки.

Работы выполняются разными машинами, которые режут камни. Обязательно нужен экскаватор. Технология имеет свои преимущества:

• Простота.
• Хорошая форма блоков.
• Легкое транспортировка и обработка.

Так как известняк имеет пористую структуру, его применяют в строительном деле. Из него возводят храмы, дворцы, усадьбы.

Физико-химические характеристики

Плотность – от 2700 до 900 кг/м³. Зависит от месторождения и содержания различных примесей в породе: доломита, кварца и других минералов.

Масса – от 800 до 2800 кг/м³.

Твердость по шкале Мооса – 3.

Известняк растворяется в воде.

При температуре нагревания до 200 °C стремительно разлагается. При специальном обжиге получается известь.

Прочность при давлении – от 0,4 МПа до 300 МПа.

Известняк представляет собой чистую породу с породообразующим элементом карбонатом кальция (CaCO3). Он в свою очередь разлагается на оксид кальция (СаО) – 56% и углекислый газ (СО2) – 44%.

Наличия в составе породы разнообразных минералов определяет различные оттенки. Известняк представлен в природе белым или серым цветом, хотя встречаются породы и других цветов: голубого, светло-желтого, красного и бурого. Самым необычным является черный известняк – в его составе присутствуют нефтепродукты, что объясняет цвет камня.

Классификация по диаметру агрегатов

В оолитовой структуре агрегаты обычно хорошо отсортированы по размеру. При этом соотношение доли оолитов и цемента может весьма значительно различаться. Тем не менее в труде «Типы доломитовых пород и их генезис. Выпуск 4» указана доля оолитов в этих породах в 70-80%.

Существует дифференциация подобных структур по диаметру агрегатов. Так, большинство источников сходятся на том, что оолитовую структуру слагают частицы размером до 1 мм.

Агрегаты более 2 мм соответствуют пизолитовой структуре. При этом нередко значения размеров структурных элементов расходятся. По-видимому, это разделение основано на классификации структуры осадочных пород по соотношению зерен Фролова (1992). В ней подобные структуры отнесены к неконформнозернистым (контуры соседних зерен не соответствуют друг другу, что не позволяет им полностью заполнить пространство, плотно взаимно прилегая) и принадлежат к шаро- или сфероагрегатной категории.

В то же время ВСЕГЕИ для известняков выделяет 2 типа таких структур, называя их сферовыми (вместо более 10 шаро- или сфероагрегатных в классификации Фролова). Второй тип структуры в этой категории, помимо оолитовой, – онколитовая. Она отличается от оолитовой, прежде всего, значительно большим размером агрегатов (онколитов) – 2-3 см. К тому же в такой структуре цемент выделяется светлым оттенком на фоне темно окрашенных онколитов. Такие породы характеризуются массивной скорлуповатой текстурой.

Классификация разновидностей

Виды известняка классифицируются по ряду признаков.

По структуре

• кристаллический (плотный материал, сравнимый по структуре с мрамором. Легко подается полировке за счет мелких пор, не боится мороза и влаги);
• органогенно-обломочный (Материал хорошо обрабатывается. Этот вид называют рифовым известняком, насыщенным различными остатками морской фауны и обломками раковин. К этой разновидности известняка также относят обычный мел – слабосцементированную карбонатно-кальциевую породу. В жизни он получил простое название – ракушечник, так как этот вид известняка богат на наличие организмов морской фауны. Такой вид известняка довольно хрупкий и легко рассыпается. Из-за этого его часто используют для изготовления мела);
• натечный (данный вид известняка образуется в проточных подземных водоёмах преимущественно из нерастворимой соли, а затем уплотняется под давлением. Известняковые камни из стоячих водоемов плотные. Породы из проточных вод наоборот имеют структуру более пористую и хрупкую);
• обломочно-кристаллический (такой камень представляет собой органогенный детрит, сформировавшейся из останков рыб, раковин и костей животных. В отличие от других подобных материалов, которые имеют большую прочность и низкую степень водопоглощения, этот материал обладает малой прочностью и высокой степенью водопоглощения).

По химическому составу

• доломитизированные (состав известняка включает в среднем 4-17 % MgO);
• мраморизованные (карбонатные известняки, которые отличаются характерным цветом – голубоватым и серым, а также большим уровнем содержания органических частиц);
• коралловые (пористые и твердые известняки, образующиеся из кусков раковин в рифах и кораллов на дне морей);
• глинистые (породы с частыми включения глины и карбонатов. Обладают повышенной мягкость и хрупкостью).

По сферам применения

• флюсовый (вид известняка, отличающийся высокой прочностью. Применяется в металлургии для выплавки различных металлов);
• облицовочный (камень известняк, который используют в строительстве и для облицовки интерьеров помещений и зданий).

По происхождению

• Хемогенный. Процесс образования известняка в соленой воде и подземных водных источниках. Известь осаждается и формируется в породу.
• Биогенный. Происходит отложение остатков морских организмов, которые со временем превращаются в карбонат и образуют известняк.
• Обломочный. Различные осколки и обломки, образующиеся в ходе приливов и сильных волн, представляют состав обломочного известняка
• Смешанный. Такой известняк получается в ходе протекания одновременно нескольких процессов.

Иногда известняк подвергается воздействию климатических факторов, что влияет на его происхождение и формирование. Повышенная температура нагрева превращает известь в каменный известняк с плотной структурой. На промежуточном этапе нагрева может получиться мрамор.

Интересно! Одним из проявлений известняка в природе являются сталактиты и сталагмиты. Это отложения в пещерах в виде образований, свешивающихся с потолка. Формы сталактитов, в составе которых присутствует известняк, поражают своей красотой и уникальностью. Они включают мелкие кристаллы кальцита и отливают желтоватыми и розовыми цветами сквозь прозрачный верхний слой.

Месторождения известняка на территории СНГ

Среди стран СНГ (кроме России) наиболее значимыми месторождениями известняков обладают:

• Азербайджан – Шахтахтинское месторождение, на котором добывают серовато-желтые и светло-коричневые травертиновые известняки для изготовления облицовочных плит,
• Казахстан – Жетыбайское месторождение известняка, дающее розовый, светло-серый и желтоватый ракушечник для облицовочных плит.

Добыча камня известняка, который можно применять для облицовки, возможно далеко не на каждом месторождении. Поэтому, несмотря на то, что известняковые залежи имеются едва ли не везде, тем не менее качественный отделочный камень, сочетающий хорошую эстетику и эксплуатационные достоинства, в товарных количествах добывают на относительно небольшом количестве месторождений.

Где используется?

По своим характеристикам и свойствам известняк является универсальным материалом, который нашел применение в производстве, сельском хозяйстве, а также в строительстве. Выбор камня зависит от его происхождения, физических характеристик и состава. Что же касается сферы применения, то она может быть самой разнообразной – от внутренней отделки до внешней облицовки.

Благодаря своей необычной пористости известняк стал популярным материалом, так как его легко пилить и предавать различные формы. Широко распространен в ландшафтном дизайне и экстерьере различных строений. Незаменим и при создании скульптур. Например, в Древней Руси камнечесцы работали именно с известняком для вырезания барельефов на плитах.

Широкое применение обусловлено не только простотой в обработке, но и другими полезными свойствами. Известняк – экологически чистый натуральный материал, поэтому не оказывает негативного влияния на организм человека. Являясь своего рода антисептиком, не вызывает аллергических реакций и раздражений, что важно для людей чувствительных к такому роду вещам.

От разновидности известняка зависит вид обработки породы. Ракушечник легко обтесывается и пилится, поэтому требует аккуратности. Если известняк отличается плотным цементирующим составом, то он обрабатывается не так легко и требует вмешательства механических машин высокой мощности. Слишком пористые известняковые плиты подвергаются специальной затирке и шлифовке, после которой они приобретают ровный и отполированный вид, пригодный к дальнейшей эксплуатации.

Ещё одним способом обработки служит обжиг с помощью печек. Здесь подразумевают последовательный процесс нагревания известняка, в завершении которого порода разлагается на оксид кальция и углекислый газ. Величина температуры зависит от разновидности известняка, и обычно достигает 1200 °C. Далее получившийся материал помещают во вращающиеся печи и после охлаждают. Для очень твёрдых пород известняка используют шахтные печки.

Строительство

У некоторых сортов камня прочность достаточно высока, чтобы возводить малоэтажные здания и даже небольшие коттеджи, но в большинстве случаев камень используется для облицовки стен. Для изготовления стеновых панелей, облицовки стен плиткой, а также для создания декоративных элементов — колонн, пилястр, барельефов используют известняковый камень. Малые фракции камня используются в качестве щебня при производстве бетона и крупных — для обустройства основания автодорог и гидросистем. Для фундамента подходят крупные куски бутового камня, которые имеют размеры до 1000 мм. Измельченный известняк используют совместно с глиной при создании цемента.

Интересной эстетичной особенностью у известняков считается способность не терять с течением времени своего некого элитарного вида. Стены и конструкции зданий приобретают античный шарм и налет. Плюсом у породы можно считать и отсутствие, как правило, радиоактивного фона. Стены из такого материала прекрасно дышат, пропуская пар и влагу, но при этом обладая звукоизоляцией. Поглощая солнечное тепло, предотвращают нежелательный нагрев здания, что важно для комфортного пребывания в них человека.

Промышленность

В данной сфере известняк используется при производстве стекла в качестве жаропрочного компонента. Камень также применяется в химической промышленности при изготовлении резины, лака и красок. Материал задействуется в сельском хозяйстве – добавки известняка закупают в качестве удобрения почвы и корма для скота.

Другие сферы

Отделка и облицовка. Известняковый материал используется как самостоятельный материал для отделки стен, так и в качестве основы для создания декоративных элементов интерьера. Профилированный камень, который используется для изготовления садовых дорожек и тротуаров, является готовым материалом для укладки.

Дизайн помещений. Из мраморизованного известняка редких оттенков изготавливаются стены, лестницы, мебельные гарнитуры, кухонные столешницы и барные стойки. Изящный камень идеально подходит для отделки каминов, столов и колон. Слоистый известняк отличается выпуклым рельефа, который ценится декораторами и архитекторами.

Ювелирное дело. Как правило, мастера используют для создания ювелирных украшений камни пастельных и нежных оттенков. Известняковые камни проходят специальную обработку и шлифовку до превращения их в полупрозрачные бусины. Они используются для вставки в кулоны, кольца, броши и серьги. Самые редкие по своей окраске разновидности известняка используются ювелирами для создания уникальных и более дорогих украшений.

Стекольное дело. Известняк неплотной структуры мелко дробят и используют в качестве одного из компонентов в производстве термостойкого стекла.

Меловые породы камня применяются при изготовлении карандашей, белого мела, зубных порошков, и в производство бумаги.

Ограничения

Известняк имеет ряд недостатков, которые ограничивают его использование в различных сферах.

Среди минусов:

• впитывает жидкость, что нарушает его прочность со временем и постепенно растворяет структуру камня;
• при сочетании с кислотами из пор известняка выходит углекислый газ. Это способствует разложению известняковых массивов из-за осадков и попаданию кислот в грунтовые воды;

Из-за этих свойств под зданиями, в строительстве которых использовали известняк, могут образовываться пустоты. Для укрепления структуры породы при строительстве его пропитывают специальными водоотталкивающими растворами.

Известняк в архитектуре и дизайне

Известняк является очень популярным материалом для строительства и облицовки зданий. Подходит для облицовки фасада, а также для создания декоративных элементов экстерьера – барельефов, колонн и пилястр, кронштейнов. Область дизайнерских решений для интерьера довольно широка: изготовление колонн, арок, каминных порталов, отделка известняком полов и стен, дверных и оконных проемов. Некоторые виды известняка подходят для помещений с повышенной влажностью (ванные комнаты, бассейны).

В ландшафтном дизайне известняк используется при оформлении дорожек, террас, декоративных стенок, оград и сооружения альпийских горок (сохраняет тепло, пропускает воду и воздух, нормализует почвенный состав).

В нашей стране популярны отечественные известняки, Испанские известняки и Немецкие мраморизованные известняки. Благодаря относительно низкой цене (по сравнению с другими натуральными камнями) и устойчивости к перепадам температур (количество циклов зима/лето) известняк является самым популярным материалом для отделки фасадов жилых комплексов и коммерческих зданий и сооружений.

Самые популярные известняки:

Jura Beige

Jura Grey

Jura Rahmweis

Branco Valongo

Branco do Mar

Лечебные свойства

Известняковый камень востребован благодаря не только строительном потенциала, но и лечебным свойствам. Известняк можно смело назвать натуральным камнем, так как он имеет чистую структуру с экологической точки зрения и органический состав. Именно поэтому он благоприятно воздействует на здоровье человека:

Материал представляет собой антисептик природного происхождения. Известняк обеззараживает раны, блокирует распространение инфекции по всему организму и не вызывает раздражения и является гипоаллергенным. В народной медицине считается полезным пить воду, которая прошла очистку кальцитом, т.е. известняком. Такой раствор способствует улучшению пищеварения и очистки организма от вредных шлаков. Известняк добавляют в специальные растворы и наносят на стены для того, чтобы избавиться от сырости и грибка.

Важно! Лечебные характеристики известняка принято различать в зависимости от его цвета. Так, жёлтые камни благотворно влияют на ментальное здоровье и часто используются при медитациях; красные применимы при проблемах с нервной системой; голубой известняк снижает давление, а розовый борется с бессонницей. Для достижения эффективного результата камень известняк прикладывают к болезненному месту.

Несмотря на все полезные качества, известняк может и навредить. Если человек будет часто находиться в контакте с известняком, например, при его обработке или добыче, и вдыхать большое количество пыли от этого материала, то это может негативно сказаться на здоровье и вызвать заболевания дыхательных путей.

Магическое влияние

Известняк обладает теми же магическими свойствами, что и кальцит. Камень помогает развитию у человека способностей ясновидения – он позволяет увидеть будущее и предотвратить последствия ошибочных решений и поступков прошлого. Талисманы с известняком наделяют человека развитой интуицией, защищают от зависти окружающих и облегчают жизненный путь человека. Кроме того, магические качества известнякового камня лишают хозяина чрезмерной лени, апатии и усталости, а взамен дарят хорошее настроение на долгое время и приносят успех в творчестве или карьере. Камень часто используют женщины для того, чтобы привлечь внимание понравившегося мужчины. Своими энергетическими волнами камень притягивает противоположный пол.

Благодаря своей чистой энергетике, известняк помогает очистить ауру дома или какого-то либо помещения и наладить семейный быт, оградив партнёров от частых ссор и конфликтов.

Известняк для знаков зодиака

Обереги с известняковым материалом подходят всем знакам зодиака, кроме Скорпионов. Считается, что люди с данным знаком зодиака обладают тёмной энергетикой и чаще напрямую относятся к чёрной магии. Это противоречит известняку, так как он излучает исключительно светлую энергию и обладает духовной чистотой. Важно отметить, что горная порода не подойдёт тем знакам зодиака, обладатели которых явится по характеру агрессивными, вспыльчивыми, нетерпеливыми и волевыми. Остальным же камень подарит умиротворение, спокойствие и принесёт в их жизнь гармонию. Известняковый оберег помогает несовместимым знакам зодиака найти общий язык и достигнуть гармонии, как в деловых, так и в любовных отношениях.

Известняк для профессий

Известковый камень принесёт пользу людям, которые постоянно сталкиваются с обработкой информации, подсчётами или замерами. Например, инженерам, бухгалтерам, финансистам и т.д. Известняк поможет людям таких профессий сосредоточиться, не допустить ошибок и неточностей. Кальцит – основа породы, способная к развитию интуиции и привлечению внимания. Поэтому амулеты и различные обереги рекомендуют носить людям, занятым в деятельности, требующей внимания и сосредоточенности: работникам финансовых и правовых структур, а также медикам.

Считается, что известняк – это камень вдохновения. Он станет помощником для людей творческих специальностей. Талисман из известняковой породы подарит не только новые креативные идеи, но и силы для их реализации

О морозостойкости и обрабатываемости

Для кристаллических известняков свойственна морозостойкость, которая достигает 400 циклов, однако это значение резко изменяется у известняка другой структуры. Параметр зависит от связи пор и трещин, а также формы. Если перед вами встал вопрос о том, что такое известняк, вы должны знать еще и об обрабатываемости, которая связана с текстурой и структурой. Пористые известняки и ракушечник распиливаются, а вот полировать удобно кристаллические материалы.