Доломит – прочная осадочная порода, 

названная в соответствии с породообразующим минералом – доломитом. Другие компоненты – кварц, халцедон, магнезит, кальцит и другие. Материал имеет среднюю твердость. Его цвета – желтовато-бурый, серовато-бурый, при высоком содержании органических компонентов – темно-серый вплоть до черного.

Характеристики минерала доломита

Минерал относится к классу карбонатов. Химический состав – углекислые соли кальция и магния.

Структура

Присутствуют ромбоэдрические, призмовидные, таблитчатые кристаллы. В гидротермальных образованиях и перекристаллизованных пластах могут присутствовать крупнокристаллические агрегаты.

Цвета

Цветовая гамма минерала доломита – серовато-белый цвет, могут присутствовать оттенки: буроватый, желтоватый, зеленоватый. Имеется стеклянный блеск. Некоторые виды доломитного минерала могут флюоресцировать в катодных и ультрафиолетовых лучах.

Плотность – 2,8-2,9 т/м³. Твердость – 3,5-4,0, хрупкий. Минерал растворяется при повышении температуры в соляной кислоте.

Доломитовая горная порода – основные характеристики

По происхождению доломитовая порода может быть:

• Результатом химосаждения из пресной или сильно соелной воды в условиях высоких температур и низкой влажности. В этом случае образуется микрозернистый продукт.

• Продуктом замещения известкового осадка во время его трансформации в известняк.

• Результатом протекания магнезиальных растворов по полостям и трещинам, имеющимся в известняках.

В этой осадочной породе содержится до 95% минерала доломит. В зависимости от его процентного содержания различают следующие типы доломитовых пород:

• известковистые – 75-95% доломита;

• известковые – 50-75%;

• доломитовые известняки – до 50% доломита.

Доломитовые породы также различаются по характеру главной примеси:

• ангидриты – ангидрито-доломитовые;

• глины – доломитовый мергель;

• пески – песчанистые доломиты.

По размеру зерен доломитовые породы разделяют на следующие типы:

• Мелкозернистый. Встречается редко. Структура – однородная, мелоподобная, землистая, тонкослоистая. Органику животного происхождения не включает. Переслаивается с залежами каменной соли, может образовывать смешанные ангидрит-доломитовые породы.

• Песчаниковидный. Однородный с мелким зерном, может включать значительное количество остатков животных.

• Крупнозернистый кавернозный. Имеет неровный излом, поверхность с многочисленными порами. Раковины в структуре могут быть полыми, наполненными кальцитом или кварцем.

Практическое значение доломитовых пород

Область применения доломита зависит от его состава. Он используется:

• для изготовления огнеупоров в роли замены дорогостоящего магнезита;

• в роли флюса в черной металлургии, для этой цели чаще всего применяют доломитизированные известняки;

• при приготовлении магнезиальных цементов, теплоизоляторов;

• в дорожном строительстве – в виде камня, щебня, отсева, в составе смесей или самостоятельно;

•  в стекольной индустрии, присадки доломита улучшают стойкость стекла к воздействию химреактивов и его прочность;

• для изготовления абразива – доломитового порошка, предназначенного для полировки металлических и стеклянных поверхностей;

• при производстве резиновых смесей, бумаги и картона.

Из доломитовой породы получают сырье для получения магния, магнезии, глазурей, используемых для покрытия фарфоровых изделий.

Доломитизированные (доломитовые) известняки

– осадочные горные породы, в которых основной породообразующий элемент кальцит (CaCO₃) частично замещен доломитом (CaMg(CO₃)₂. Такие породы содержат 5-50% доломита. Имеют чаще всего серый или темно-серый цвет.

Основные характеристики

В состав доломитизированных известняков входят:

• кальцит – 50-80%;

• доломит – до 50%;

• кварц – 2-5%;

• синие водоросли – до 3%;

• полевые шпаты, пирит, глинистые вещества.

Для доломитизированных известняков характерны:

• плотное кристаллическое строение;

• повышенная прочность и твердость;

• затрудненная размалываемость;

• повышенное содержание микро- и мелкокристаллических зерен кальцита, сниженное количество органогенных материалов.

При обжиге пород, содержащих не более 8% глинистых веществ, получают строительную воздушную известь. Обжиг осуществляют до максимально полного удаления углекислого газа. 

Доломитизированные известняки по процентному содержанию в них доломита условно разделяют на следующие виды:

• слабодоломитовые – 5-20% доломита;

• доломитовые – 20-30%;

• сильнодоломитовые – 30-50%.

Области применения

Доломитизированные известняки, благодаря плотности и прочности, находят широкое применение:

• в строительстве – в качестве заполнителя строительных смесей, бутового камня, фасадного облицовочного материала;

• в металлургии в качестве флюсов, применяемых при плавлении руд с целью высвобождения металла;

• в химической индустрии при производстве различных материалов.

Известковый туф  – пористый легкий известняк, образовавшийся в результате химического осаждения кальцита или арагонита при их выходе на поверхность из геотермальных источников. Эта поликристаллическая гомогенная порода осадочного типа по большинству признаков сходна с минералом травертин. Некоторые ученые считают, что туф и травертин – одна порода, но разной плотности. На поверхности туфовых камней часто имеются отпечатки частей растений и остатков фауны. 

Морфологические признаки

Цвета

Чистый туф имеет белый цвет. Примеси, присутствующие в породе, – оксиды кремния, алюминия, железа, могут придавать ему песочные и коричневатые тона. 

Структура

Микрозернистая, иногда игольчато-волокнистая, количество пор – высокое, пористость - неравномерная. Порода имеет занозистый иногда слоистый излом. 

Химический состав
Примерно 50% этой породы составляет CaO – карбонат кальция. 

Физико-механические характеристики

По физико-механическим качествам и происхождению эта порода занимает промежуточное положение между мрамором и известняком.

Физические свойства:

• плотность – 1,55-2,7 т/м3;
• усредненная пористость – 8,2%, в некоторых видах она может достигать 40%;
• водопоглощение – до 2%;
• предел прочности – 47 МПа;
• морозостойкость, в зависимости от пористости, колеблется в широком диапазоне– 50-600 циклов замерзания/оттаивания.

Существенный недостаток некоторых видов известкового туфа – низкая устойчивость к кислотам.

Месторождения

Этот материал обычно залегает конусовидными телами толщиной до нескольких десятков метров и протяженностью до нескольких километров. Месторождения обычно располагаются в горных массивах и речных долинах. К известняковым туфам могут относить известняки высокой пористости, которые заполняют трещины и пустоты в породах.

Залежи известкового туфа в России находятся в окрестностях Пятигорска. Также эту породу добывают в Украине, Азербайджане, Армении, Таджикистане. Месторождения материала, который использовался при сооружении Колизея и римского собора, располагаются в горном массиве Сабини. Залежи этой горной породы также находятся в Южно-Африканской республике, Турции, Германии, Иране.

Практическое применение

Плотные разновидности известкового туфа, помимо приятной теплой расцветки, обладают хорошей прочностью, водостойкостью, морозостойкостью, что позволяет использовать их в строительстве. Туфовые строительные материалы просты в обработке, обеспечивают хорошие тепло- и звукоизоляционные характеристики.

Известковый туф также используют:

• для высечения скульптур, монументов, барельефов;
• в качестве наружного облицовочного материала;
• для изготовления напольных покрытий;
• в ландшафтном дизайне.

Понятие «известняк» в современном геологическом обиходе объединяет группу горных пород с различным минералогическим составом. К ней относят осадочные породы, в составе которых имеется более 50% карбонатных минералов – доломита и кальцита, причем количество кальцита превышает количество доломита. Они образованы в результате осаждения частиц органогенного и хемогенного характера. В известняках промышленного назначения, месторождения которых расположены на обширных территориях, суммарное содержание карбонатов составляет не менее 90%.

 

Виды известняков и их характеристики

Минералогический состав 

Главный породообразующий элемент известняков – кальцит (CaCO₃). В зависимости от минералогического состава известняки разделяют на следующие группы:

• 5-10% доломита – магнезиальные известняки;

• доломит более 10% - доломитистые известняки;

• содержание кальцита более 95% - высококальциевые известняки.

 

Цвета

Цвета, в зависимости от примесей, – бесцветный, белый, желтоватый, розоватый, красноватый. Самый распространенный – серый различной степени интенсивности.

 

Физические и химические свойства

Характеристики известняков находятся в широком интервале и напрямую зависят от минералогического состава. Даже в пределах одного месторождения имеются залежи пород с различной плотностью и технологическими характеристиками. По особенностям минерального состава и наличию примесей различают известняки: доломитизированные, глинистые, коралловые, мраморированные, мшанковые, меловые, битуминозные.

 

Физико-механические параметры материала:

• объемная масса – от 0,8 т/м³ (ракушечник) до 2,8 т/м³ (мраморизированные разновидности);

• предел прочности при сжатии – 0,4 МПа (ракушечник) – 300 МПа (кристаллический);

• морозостойкость – до F400 в мраморизированных породах;

• медленная растворимость в воде, требующая применения гидроизоляционных мероприятий при использовании известняка в качестве отделочного материала.

Известняки неустойчивы к воздействию уксусной, серной и соляной кислоты. Реакции с ними протекают интенсивно, с выделением углекислого газа. В природных залежах такие реакции приводят к образованию карстовых пустот.

 

Виды известняка по происхождению

По происхождению известняковые породы делятся на:

• биогенные (органогенные) – состоят из карбонатных остатков морских организмов и карбонатного цемента, структура – биоморфная (ракушняковая, биогермная), органогенно-обломочная;

• хемогенные – обязаны своим появлением осаждению извести в соленой воде или подземных источниках, структуры – зернистые или сфероагрегатные;

• обломочные – состоят из обломков ранее существовавших и разрушенных морских рифов, структуры – псефитовые, псаммитовые, алевритовые;

• смешанные – состоят из карбонатных материалов, образовавшихся в результате протекания сразу нескольких процессов.

При воздействии на породы высоких температур и давлений их структура уплотняется и измельчается, в результате чего образуется метаморфизированный плотнокристаллический известняк – мрамор. Этот процесс протекает медленно, плавно, без резких фазовых изменений, поэтому в природе встречается мраморизированный известняк – плотно, но хорошо поддающийся резке материал.

Области применения

Известняки, в зависимости от структуры и технических характеристик, могут применяться в следующих отраслях:

• строительство – в качестве облицовочного материала, в идее минеральной крошки и песка, при производстве цемента;

• металлургия – в качестве материала и сырья, используемых при переработке нефелиновых руд в глинозем;

• изготовление декоративных изделий;

• меловые породы – производство бумаги, карандашей-мелков, зубных порошков;

• покрытие сварочных электродов.

Песчаник – плотная зернистая осадочная порода, состоящая из песков, частицы которых плотно связались в природных условиях, благодаря присутствию вяжущих компонентов. Ее месторождения располагаются в горных массивах в местах, где в древние времена располагались водоемы. Под воздействием воды песок опускался на дно, его частицы перемешивались с образованием тонких или толстых пластов.

Морфологические признаки

Цвета

По окрасу песчаник разделяется на 2 типа: строительный и декоративный. Камень первого вида имеет серый, бежево-серый, древесный оттенки, коричневые разводы. Высокую декоративную ценность представляют разновидности с равномерным окрасом. Цвета – желтый, розовый, белый, янтарный, золотистый, сероватые оттенки.

Структура

По структуре разделяют породы: ракушечные, литографические, оолитовые, пизолитовые. Выделяют также кварцито-песчаники, близкие по прочностным характеристикам к граниту, и известковый дикарь, в котором связующую роль выполняют хрупкие известняки. Известковый дикарь раскалывается даже при слабых механических воздействиях.

Минералогический состав

Основной компонент этой породы – песок из кварца, слюды или шпатов. Песчинки могут иметь разные фракции, и в зависимости от размеров зерна песчаники разделяют на следующие виды:

• тонкозернистые – фракции 0,05-0,1 мм;
• мелкозернистые –  до 1,0 мм;
• крупнозернистые – до 2,0 мм.

Связующие компоненты: каолин, глинозем, оксиды железа, карбонаты, доломит, гипс. Глиносодержащие материалы относятся к низкокачественным из-за низкой прочности и быстрой разрушаемости. Наиболее устойчивы к негативным климатическим условиям и высоким температурам кремниевые и кварцевые разновидности.

Разновидности в зависимости от толщины слоев

Камень-пластушка раскалывается на тонкие пластины с неровной поверхностью. Вторая разновидность – камень-плитняк с высокими прочностными характеристиками. Толщина пластов – 15-100 мм.

Эксплуатационные характеристики

Песчаник, образованный прочными песками и вяжущими компонентами, обеспечивает:

• длительный эксплуатационный период – 50 лет и более;
• инертность по отношению к щелочам и кислотам;
• отсутствие естественного радиоактивного фона;
• хорошая воздухопроницаемость;
• хорошие теплоизоляционные характеристики;
• устойчивость к резким знакопеременным температурным перепадам.

Месторождения 

Основные залежи песчаников расположены в горных и степных регионах РФ, Украины, Польши, Болгарии. Самое крупное в Европе месторождение песчаников находится в Донбассе. Они образованы шпатами и кварцем. Оттенки – серо-зеленые, бежевые, коричневые, желтоватые. Крымский дикарь имеет серо-зеленую цветовую гамму. В Украине находятся залежи декоративных разновидностей. 

В России эту породу добывают в Челябинской, Кемеровской, Ростовской, Московской областях, на Урале, Дальнем Востоке.

Области применения

Песчаник используют в натуральном виде – после раскола на пласты без удаления заусенцев и неровностей – или галтованным (шлифованным). Современный вариант отделочного материала – гибкий камень. Пластины дикаря накладывают на гибкую основу и формируют плиты, панели. 

Песчаник востребован:

• для теплоизоляции емкостей для жидкостей, газа, топлива;
• при мощении пешеходных дорожек и придомовых территорий;
• кварцевые породы – для внутренней обкладки печей, используемых для плавки металлов или стекла;
• декоративные виды – при изготовлении бижутерии, сувениров, предметов декора;
• при изготовлении бетонных смесей.