Природные каменные материалы 1 страница

7.1. Общие сведения

Природные строительные материалы, получаемые в результате относительно несложной механической обработки монолитных гор­ных пород с сохранением их физико-механических и технологиче-

ских свойств, используются в виде плит, блоков, бортовых и об­лицовочных камней, дорожной брусчатки, бутового камня, щебня, дробленого песка и т. д. В огромных количествах используются также естественные рыхлые породы: валуны, гравий, песок, глина и др. Кроме того, горные породы являются важнейшими сырьевы­ми продуктами при получении искусственных строительных мате­риалов (строительной керамики, огнеупоров, стекла, цемента, извести и др.), для чего они подвергаются сложным видам механи­ческой и химической переработки.

Широкое использование природного сырья связано с наличием благоприятных физико-химических свойств многочисленных пород. Уже в ранний период своего существования человек обнаружил на поверхности земли и в ее недрах множество природных материа­лов, которые полностью удовлетворяли его сравнительно ограни­ченные потребности. На последующих стадиях развития человече­ского общества появляются повышенные требования к качеству строительного камня и одновременно усложняются способы обра­ботки и переработки природного сырья для получения материалов иного качества и свойств, например превращения обычной глины в камень при ее обжиге н получения стабильных свойств готового продукта.

Горными породами называются простые и сложные природные минеральные агрегаты, которые занимают значительные участки земной коры и отличаются большим или меньшим постоянством химического и минерального состава, структуры, а также опреде­ленными условиями залегания. Они слагают поверхностные слон земной коры мощностью около 15... 60 км и образуют естественные скопления ценного минерального сырья. В настоящее время в на­шей стране ежегодно расходуется около 2 млрд. т горных пород на нужды промышленности строительных материалов.

7.2. Породообразующие минералы

Для производства строительных материалов и изделий горные породы добываются из поверхностных слоев земной коры, в состав которой входят все химические элементы: кислород —до 47%, кремний — до 26%; алюминий и железо составляют соответственно 8 и 5%, суммарное количество кальция, магния, натрия и калия не превышает 11% от общей массы горных пород. Остальные эле­менты составляют приблизительно 3% по массе от состава земной коры. В чистом виде химические элементы встречаются в ней ред­ко; подавляющее большинство их находится в виде соединений с однородными химическим составом, структурой и свойствами, ко­торые называются минералами. Содержащиеся в составе горных пород минералы разделяются на породообразующие и второсте­пенные. Первые, примерно 40... 50 минералов, участвуют в образо­вании горных пород и обусловливают их свойства; второстепенные встречаются в них только в виде примесей.

г;,. Среди породообразующих выделяются первичные и вторичные. Шервичные возникли при формировании пород, вторичные — позд­нее как продукты видоизменения первичных минералов. у] Природные минералы находятся в основном в твердом состоя­нии и имеют преимущественно кристаллическое строение с законо­мерным расположением частиц (ионов, атомов, молекул) в i»ocTpaHCTBe. Реже они встречаются в виде аморфных веществ с спорядочныы пространственным расположением частиц. Минералы обладают рядом характерных свойств, оказывающих ■ льшое влияние на технические свойства пород, среди которых едует особо выделить твердость, спайность, излом, блеск, окрас-, плотность. Эти свойства зависят от строения и прочности связей кристаллической решетке. Твердость характеризует поверхностную энергию минерала. на оценивается по шкале Мооса, которая состоит из десяти мине­тов, расположенных в порядке возрастания их твердости: тальк, пс, кальцит, флюорит, апатит, полевой шпат, кварц, топаз, ко-^гнд и алмаз. Определение твердости производится пробои на фапанье и выражается порядковым числом соответствующего алона в шкале, оставляющего царапину на испытуемом образце. злее точную оценку твердости получают специальными склеро-стрическими приборами. Показатель твердости материала имеет > льшое практическое значение, так как косвенно позволяет судить I о механических свойствах природного камня.

«Спайность проявляется в виде способности минералов раскалы­ваться по определенным направлениям с образованием гладких.зеркальных поверхностей — плоскостей спайности. Минералы име-:, jot различную спайность: одни легко расщепляются на тончайшие; -пластинки в одном или нескольких направлениях, у других она проявляется плохо или совсем отсутствует. Спайность служит важным Диагностическим признаком минералов и вместе с пока­зателями твердости помогает предварительной оценке механиче­ских свойств природных материалов.

Излом является характеристикой неровной поверхности раскола минерала, прошедшего не по направлениям спайности. Среди разнообразных видов излома выделяются ровный, ступенчатый, не­ровный, раковистый, занозистый, землистый. Они позволяют не только диагностировать, но и оценивать свойства минералов.

Окраска — важный диагностический признак минералов, так как для большинства их она сохраняется постоянной и вместе с тем имеет определяющее значение для декоративной характери­стики природного камня. Окраска обусловлена присутствием кра­сящих элементов (хромофор) в составе минерала, в частности Сг, ■ Mn, Fe и др., или посторонних тонкоокрашенных примесей, иногда ' газовых пузырьков. Возможно также появление ложной окраски, ь вызываемой интерференцией световых лучей при их отражении от ^f внутренних плоскостей трещин спайности.

Блеск возникает в результате отражения световых лучей от поверхности минерала и имеет важное диагностическое значение. Одновременно он является характеристикой декоративных или ювелирных достоинств минерала. Блеск появляется под влиянием двух факторов; показателя преломления светового луча при про­хождении в кристаллической среде минерала и коэффициента его поглощения данной средой. При наибольшем показателе прелом­ления у прозрачных минералов возникает очень сильный алмаз­ный (неметаллический) блеск. Вещества с небольшим показателем преломления (например, сернистые минералы) обычно непрозрач­ны и характеризуются металлическим блеском. В зависимости от величины показателя преломления и характера отражающей по­верхности минералы приобретают стеклянный, перламутровый, жирный, шелковистый, матовый и другие виды блеска, которые учитываются при отборе минерального сырья для практических целей. В природе количественно преобладают минералы со стек­лянным блеском, имеющие средние показатели преломления

Плотность (истинная)* колеблется у минералов от значений, меньших единицы (озокерит), до 20 и выше (осмистый иридий). Она зависит от химического состава и структуры, атомной массы элементов, их ионных радиусов и валентности. Числовые значения плотности помимо диагностических характеристик имеют практи­ческую ценность при оценке качества минерального сырья и ис­пользуются при его обогащении. Наибольшее распространение в природе имеют минералы с малой (от 2 до 4 г/см³) плотностью.

Приводимое ниже описание наиболее распространенных и важ­ных в породообразующем отношении минералов предусматривает характеристику представителей классов силикатов, оксидов и гид-роксидов, карбонатов, сульфатов, сульфидов и самородных мине­ралов.

Силикаты являются солями различных кремниевых кислот и относятся к сложным химическим соединениям, содержащим в своем составе элементы К, Na, Ca, Mg, Fe, Мп, Al, Si, О, Н и др. Однако для них более характерным является не химический со­став, а особенности кристаллического строения с наличием ионной кристаллической решетки. Основной структурной единицей этой решетки является кремнекислородный тетраэдр (Si0₄)⁴~, размеры которого почти всегда строго постоянны (рис. 7.1).

Класс силикатов объединяет представителей с разнообразными свойствами, которые отражают различный характер сочленения этих структурных единиц в кристаллической решетке и появление изолированных, цепочечных, ленточных, слоистых, каркасных силикатов. Характерной особенностью крем некислородных тетра­эдров является способность иона Si частично заменяться ионом А1 с появлением в кристаллической решетке других алюмокислород-

х тетраэдров (АЮ^^и образованием каркасных алюмосиляка-

«.■ К наиболее важным представителям этого класса относятся

левые шпаты, плагиоклазы, нефелин, роговая обманка, авгит,

к> ды, гидрослюды, а также вторичные силикаты — тальк, асбест,

Йволнннт, монтмориллонит.

^ Полевые шпаты по химическому составу представляют.собой ркасные алюмосиликаты калия, натрия, кальция и разделяются: а натриево-кальциевые (плагиоклазы) и калиево-натриевые поле-е шпаты. Их характерной особенностью является способность азовывать изоморфные, т. е. близ-: е по составу и строению, соедине-я. Они имеют светлую окраску, стек-нный блеск, высокую твердость |...6, 5) по шкале, Мооса*. совершен-спайность в двух направлениях плотность от 2, 5 до 2, 7 (г/см³). Наи-ее распространенными полевыми атами являются близкие по строе-к> и свойствам, одинаковые по со­ву микроклин и ортоклаз ASiaOa), отличающиеся между со-интенсивностью розовой окраски. могут замещать друг друга в по-ах или же присутствуют одновре-ино. На поверхности земли, под

иянием 0₂, С0₂, Н₂0 и др., они постепенно выветриваются н вращаются в глинистые минералы. Являясь породообразующи-компонентами, полевые шпаты увеличивают твердость и проч-ь пород, поэтому полевошпатовые разновидности последних но используются в строительстве и в промышленности строи-ьных материалов (стекольная, керамическая и др.). Высоко-ртные залежи полевых шпатов имеются в Карелии, на Украине, але, в Сибири и других районах нашей страны.: Плагиоклазы — изоморфные смеси минералов альбита 'a(AlSi₃0₈) и анортита Ca(Al₂Si₂0₈). В природе существуют мно-исленные разновидности непрерывно меняющегося ряда плагио­клазов— от чистого анортита до чистого альбита, причем чем вы-''ше- содержание анортита в составе плагиоклаза, тем выше степень? *го основности. Так, при содержании в составе плагиоклаза от О 5до 30% анортита он является кислым плагиоклазом,, от 30 до |; в0% —средним и от 60 до 100% ^основным. Плагиоклазы белого Пили серовато-белого, реже серого и черного цвета со стеклянным ^леском и характерной для них иризацией в синих и зеленоватых Етонах. Отличаются высокой твердостью (6... 6, 5), хрупкостью и плотностью в пределах 2, 61... 2, 76 г/см³, совершенной спайностью. (■ Аналогично полевым шпатам, плагиоклазы неустойчивы к химиче-

* Далее, в гл. 7, истинная плотность обозначается как плотность.

* Здесь и далее характеристика твердости приводится по шкале Мооса.

скому выветриванию на поверхности земля и переходят в глини­стые соединения. Применяются в качестве особо ценного декора­тивного и облицовочного материала (Лабрадор). Их месторожде­ния известны на Украине и Урале.

К числу каркасных алюмосиликатов, обедненных кремнеземом, относится нефелин, который входит как порообразующий минерал в щелочные магматические породы (нефелиновые сиениты, нефе-линиты и др.). Химический состав его описывается формулой Na[AlSi0₄]. Нефелин —бесцветный или чаще серовато-белый мине­рал с разнообразными оттенками, отличается твердостью в преде­лах 5... 6 и невысокой плотностью (2, 6 г/см³), несовершенной спайностью, неровным или раковистым изломом. Легко выветри­вается на поверхности земли, превращаясь в каолинит, и вторичные образования карбонатного, сульфатного состава и др. В контактах с богатейшими апатитовыми месторождениями нефелиновые поро­ды нередко образуют крупные массивы, имеющие промышленное значение и используются при производстве цемента, стекла; из нефелиновых отходов с помощью обогащения получают глинозем, соду, силикагель, ультрамарин и др. Месторождения этих пород известны на Кольском полуострове (Хибины).

К ленточным силикатам (амфиболам) относится роговая обман­ка— важный породообразующий компонент магматических и мета­морфических пород. В ее состав входят элементы Na, Ca, Mg, Fe, Al, Si, О, Н, образуя сложную химическую формулу. Роговая об­манка окрашена в темно-бурые, зеленые и черные цвета с шелко* вистым или стеклянным блеском. Имеет высокую твердость от 5, 5 до 6 и плотность в пределах 3, 1...3, 36 г/см³, характеризуется со­вершенной спайностью и занозистым изломом. Она отличается высокой вязкостью и большой прочностью, поэтому присутствие ее всегда сообщает породам повышенные прочность и ударную вяз­кость. Наиболее известные месторождения роговой обманки име­ются на Урале.

Авгит — магнезиально-железистый силикат Ca(Mg, Fe, Al) ((Si, А1)гОв] —относится к цепочечным силикатам (пироксены) и является важным породообразующим минералом основных маг­матических пород. Обычно окрашен в темно-зеленый, черно-бурый или черный цвет со стеклянным блеском. Имеет твердость 5... 6 и плотность в пределах 3, 2... 3, 6 г/см³, совершенную спайность, повышенные вязкость и прочность. Присутствие авгита в породах сообщает им высокую сопротивляемость механическим воздействи­ям. Встречается на Урале.

В группу слоистых силикатов входят многочисленные предста­вители со слоистым, листоватым или чешуйчатым строением. Наиболее распространены в породах слюды (особенно биотит и мусковит), гидрослюды, в частности вермикулит, а также тальк, асбест, каолинит, монтмориллонит.

Слюды относятся к группе алюмосиликатов и как породообра­зующие компоненты входят в состав магматических и некоторых

Етаморфическнх пород. Физические свойства слюд близки: они юсобны легко расщепляться на очень тонкие, гибкие и упругие [астинки. Выделяются две разновидности слюд, отличающихся химическому составу: мусковит и биотит.

Мусковит — белая слюда КА1₂(ОН)₂ [AlSi₃O₍₀] встречается в (гматических и метаморфических породах. Имеет перламутровый кк, весьма совершенную спайность в одном направлении, бла-► даря чему легко расщепляется на тонкие и прозрачные упругие |асточки, невысокую твердость (2... 3) и плотность в пределах |$... 3, 1 г/см³. Мусковит относительно стоек химически и при вы-грнвании обычно переходит в россыпи без заметного изменения. используется как отличный электроизоляционный материал, а в рроительстве— в виде слюдяного порошка (скарпа), как посыпоч-[й материал при изготовлении кровельных материалов (руберои-i), огнеупорных красок, керамических изделий и т. п. Достаточно > упные месторождения мусковита имеются на Кольском полу-грове, Украине, Среднем Урале, в Восточной Сибири. Биотит — черная или бурого цвета железисто-магнезиальная)да K(Mg, Fe)₃ {Si₃AlOi₀][OH, F]₂ широко распространена в кслых магматических и метаморфических породах. Имеет неболь­но твердость (2... 3), весьма совершенную спайность в одном гравлении, легко расщепляется на тончайшие упругие пластин-В природе образует преимущественно пластинчато-чешуйчатые зернистые скопления, является химически нестойким минералом. порождения биотита известны на Урале, в Забайкалье и др. Гидрослюды — слюдоподобные минералы, содержащие значи-1ьное количество связанных молекул Н₂0 между слоистыми 1кетами, образованными кремнекислородными тетраэдрами в кталлической решетке, которые сравнительно легко удаляются нагревании. Гидрослюды являются результатом выветривания жовита, биотита и других минералов группы слюд и рассматри­вая как промежуточные соединения между слюдами и глини-1ми минералами слоистой структуры. Химический состав гидро-(юд непостоянный, так как изменяется количественное содержа-катионов, связывающих упомянутые выше слоистые пакеты Млежпакетной воды. Среди этих минералов наибольшее практи­ков значение имеет вермикулит золотистого или коричневого tors (Mg, Fe²+, Fe³+)₃(0H)2[(Al, Si)₄0, o]-4H₂0. Он имеет низ­шую твердость (1... 1, 5) и плотность (2, 4... 2, 7 г/см³), совершенную (Тайность и способен разделяться на тонкие гибкие неупругие |Ластинки. При прокаливании, в интервале температур от 900 до Ц00°С, его молекулярная вода превращается в пар с образовани­ям внутреннего давления, под влиянием которого происходит рас-Ййоение слоистых пакетов и разделение их на червеобразные стол­ики или нити с поперечным делением на тончайшие чешуйки. Образование огромного количества воздушных прослоек в кристал­лической решетке сопровождается сильным (в 15... 25 раз) увели-р№ием объема вспученного вермикулита и уменьшением его сред-

1-1273 129

ней плотности до 100... 300 кг/м³. Вермикулит является хорошим теплоизоляционным и звукопоглощающим материалом. Крупные месторождения его находятся на Украине, Урале и Кольском полу­острове,

К группе вторичных слоистых силикатов относятся довольно широко распространенные в природе тальк, асбест, каолинит и монтмориллонит.

Тальк Mg₃[Si₄Oio](OHfe образуется при изменении магнезиаль­ных силикатов и алюмосиликатов природными горячими раство­рами и является породообразующим минералом тальковых слан­цев. Окрашен в белый или бледно-зеленый цвет, имеет стеклянный блеск с перламутровым отливом, очень низкую твердость (мень­ше 1), плотность (2, 7... 2, 8 г/см³), весьма.совершенную спайность и легко расщепляется на гладкие неупругие пластинки, жирен на ощупь. Тальк находит применение в порошкообразном виде в каче­стве наполнителей в производстве пластмасс, паст, глазурей и кис­лотоупорных изделий. Камневидный тальк используется для огне­упорной футеровки. Промышленные месторождения его известны

на Урале.

Асбест встречается в виде нескольких разновидностей, но наи­большее применение для практических целей имеет хризотил-ас­бест Mg^Si40m]IOH]₈. Для асбеста характерна параллельно-тонко­волокнистая структура с длиной волокон, колеблющейся от десятых долей миллиметра до 20...25 мм, иногда до 50... 150 мм. Он имеет зеленовато-желтый, а в распушенном состоянии снежно-белый цвет, невысокую твердость (2...3) и способен расщепляться на прочные волоконца толщиной меньше 0, 0001 мм. Отличается высокой огне­стойкостью и щелочеупорностью, плохо проводит теплоту и элек­тричество.

Хризотил-асбест образуется из ультраосновных оливиновых, а также карбонатных пород под влиянием природных горячих рас­творов. Наиболее ценным сортом считается длинноволокнистый ас­бест с длиной волокон более 8 мм, используемый при производстве несгораемых тканей, автомобильных тормозных лент, асбесторези-новых изделий и др. Для изготовления асбестоцементных изделий, теплоизоляционных труб, панелей и т. п. применяется асбест с дли­ной волокон 2...8 мм. Мелкое асбестовое волокно направляется для получения обмазочной теплоизоляции, огнестойких красок, штука­турных растворов и др. Значительные месторождения асбеста из­вестны на Украине, Урале, в Забайкалье, Саянах и других районах

страны.

Каолинит Al₂[Si₂0₅](OH]4 является главным' минералом многих глинистых пород. Имеет совершенную спайность, легкую расщепля-емвсть на тонкие неупругие чешуйки, весьма низкую твердость (меньше 1) и невысокую плотность — около 2, 6 г/см³. В природе он встречается в виде рыхлых чешуйчатых или плотных тонкозерни­стых агрегатов белого цвета с различными оттенками и матовым блеском. Каолинит образуется преимущественно путем выветрива-

щия алюмосиликатов (полевых шпатов, слюд и др.), содержащихся Щ породах под влиянием воды и С0₂, отличается достаточной ус­тойчивостью на поверхности земли и, накапливаясь, образует мощ­ные толщи глинистых пород. Основным потребителем каолиновых один является керамическая промышленность. Они используются Гфри производстве тонкой фарфоровой и фаянсовой керамики. Као­линовые наполнители широко применяются при производстве пласт-иасс, эмульгаторов, красителей и т. д. Месторождения каолиновых? лин распространены на Украине, Урале, в Казахстане, Подмос­ковье и др.

Монтмориллонит отличается непостоянным химическим соста­вом, который описывается формулой (Al, Mgh(OH)₂tSi₄Oio]-rtH₂0 н зависит от содержания воды в атмосфере. Подобно каолиниту распространен в природе. Он имеет подвижную кристаллическую решетку, вследствие чего приобретает способность к сильному на-Ьбуханию в присутствии воды и увеличению ее размеров почти в 13 раза, а при нагревании — к постепенному высыханию и значи­тельной усадке. Внешними признаками монтмориллонита являются незначительная твердость (меньше 1), белая окраска с разнообраз­ными оттенками, матовый блеск (в сухом состоянии), совершенная Спайность чешуек, непостоянная плотность и жирность на ощупь. Монтмориллонит образуется в условиях щелочной среды при раз­ложении вулканических пеплов и туфов в морской воде. Он широко рразвит также на поверхности земли, преимущественно в районах выветривания основных магматических пород; отличается сравни­тельной устойчивостью к химическому выветриванию. Являясь со­ставной частью глинистых пород, он сообщает им повышенные набу-; %хаемость и адсорбируемость. В чистом виде используется как ад­сорбент (отбеливатель), наполнитель, эмульгатор в резиновом, Пластмассовом, керамическом и других производствах. Высокока­чественные месторождения монтмориллонитовых глин находятся на Кавказе, в Крыму, Приднепровье, Закарпатье. < £. Оксиды являются соединениями металлов и металлоидов с кис­лородом. Наиболее распространенным минералом этого класса яв­ляется кварц Si0₂, встречающийся в виде трех главных модифика­ций: а-кварц, тридимит и кристобалит. Основой его кристалличе­ской структуры являются кремнекислородные тетраэдры, которые ^образуют прочную решетку каркасного типа, характерную для всех '■ трех его модификаций. Образование кварца связано как с магма­тическими процессами в недрах земли, так и выпадением из хо-1додных растворов на ее поверхности. Наиболее изученным являет-ч; Ся а-кварц, который называют просто кварцем. Он устойчив при ^температуре ниже 573°С. Тридимит устойчив в температурном ин-; тервале от 870 до 1470°С, а кристобалит—при температуре ниже £ -1713°С. Свойства этих модификаций зависят от неплотной упаков-! *ки ионов кислорода в кремнекислородных каркасах. При одном и Vtou же способе сцепления кремнекислородных тетраэдров друг с ^Другом через их вершины между тетраэдрами появляются пустотки,

Ь* 131

которые в низкотемпературном кварце обладают малыми размера­ми, а в высокотемпературных, более рыхло построенных тридимите и кристобалите, они крупнее. Поэтому «-кварц значительно плот­нее (2, 65), чем тридимит (2, 30) икристобалит (2, 27 г/см³), и тверже (7), чем последние (соответственно 6 и около 7 по шкале Мооса). В прямой зависимости от строения находятся и их оптические свой­ства. Чистый кварц — бесцветный минерал, но может приобретать различную окраску в зависимости от содержания механических примесей. Отличается высокой твердостью (7), несовершенной спай­ностью, раковистым изломом. Как породообразующий минерал кварц входит в магматические, осадочные и метаморфические по­роды. Он является химически стойким минералом и накапливается в виде мощных осадочных Отложений (пески, песчаники). Повсе­местное распространение кварца способствует широкому использо­ванию его в стекольной и керамической промышленности, а в виде природного камня (кварцитов, песчаников) — в качестве стойкого облицовочного и конструкционного строительного материала. Кварц является хорошим абразивом, а также используется как сырье для производства оптических приборов, химической посуды и т. п. Мно­гочисленные месторождения кварца известны на Украине, Кавка­зе, Урале, Памире, в Забайкалье и др.

В природе часто встречается гндратированный аморфный крем­незем— опал SKVnHgO. Содержание воды в нем колеблется от 1 до 5% и иногда выше. В чистом виде он бесцветен, но при наличии примесей приобретает разные оттенки; имеет стеклянный, а у по­ристых разновидностей матовый блеск, низкую 'плотность (1, 9...2, 5 г/см³) и среднюю твердость (5...5, 5). Сравнительно легко растворяется в щелочах, например в КОН, но в кислотах не раз­лагается. Условия образования его различны: осаждение из горя­чих растворов и гейзеров (кремнистые туфы), выветривание ультра­основных магматических пород, коагуляция и седиментация золей кремнезема в морских бассейнах, накопление продуктов жизнедея­тельности морских организмов и т. д. Осадочными опалсодержащи-ми породами являются трепелы, диатомиты, опоки, мергели и др., применяемые как гидравлические добавки при производстве це­мента, абразивов, а также для изготовления керамических изделий и легких блочных материалов. Они широко распространены в За­кавказье, на Урале, в Казахстане, Среднем Поволжье и др.

Из группы оксидов и гидроксидов железа практическое значе­ние имеют гематит и лимонит. Первый является кристаллическим, второй—-аморфным минералами. Гематит (красный железняк) Fe₂0₃ содержит до 50...65% железа. Кристаллический гематит же­лезо-черного, а аморфный — ярко-красного цвета, имеет полуметал­лический блеск, высокие твердость (5, 5...6), плотность (5... 5, 2 г/см³), неровный излом; хрупок. От других железистых мине­ралов отличается по вишнево-красной черте, оставляемой на негла-зурованном фарфоре. Гематит — химически стойкий минерал, обра­зует мощные месторождения железной руды, являющейся ценным

Ц*1рьем для получения чугуна и стали. Порошкообразный гематит ■ «пользуется в качестве красок при отделочных строительных ра-ЩЬтах, входя в состав красного пигмента, мумии, или являясь ком-Шзнентом масляных и водных красок. Известные месторождения Пвматитовых руд находятся на Украине, в районе Курской магнит-ас-й аномалии, на Северном Урале.

^ Лимонит (бурый железняк) Fe₂0₃rtH₂0, где п близок к 1, 5. [редставляет собой сложный минеральный агрегат гидроксидов келеза и глинистых минералов¹ с различными примесями, содер­жащий от 10 до 14% воды. Сложный и переменный состав лимони-^га отражается на его свойствах, в том числе на твердости (изменя­ется в пределах 1...4), широком интервале оттенков его бурой ок-> аски и невысокой плотности (3, 3...4 г/см³). Образуется лимонит феимушествекно на поверхности земли при окислении и разложе-1ии железосодержащих минералов. Большие скопления лимонита шляются месторождениями бурых железняков — сырья для произ­водства чугуна и стали. Их разработка экономична при содержа­нии в этих рудах до 35.., 40% железа. Крупные месторождения их Известны на Керченском полуострове, Урале.

г Карбонаты являются солями угольной кислоты и широко распро­странены как породообразующие компоненты осадочных и мета-йаорфических пород. Основой кристаллической структуры карбона-|г6в служат плоские комплексные анионы (СОз)²", которые, свя­зываясь друг с другом, могут образовывать цепочечные, слоистые шли каркасные структуры. В кристаллических решетках они уча-(ствуют как самостоятельные элементы, не распадающиеся даже ijfrpH растворении минерала. Наиболее распространенными являются [Кальцит, магнезит, доломит, натрит.

jp'' Кальцит СаСОэ — кристаллический минерал ромбоэдрической, Пластинчатой формы, бесцветный или молочно-белой окраски с различными оттенками, стеклянным блеском, низкими твердостью ||3) и плотностью (2, 6...2, 8 г/см³), совершенной спайностью по трем Исправлениям и ровным изломом. Кальцит слабо растворим в воде, ffo под влиянием углекислоты, часто содержащейся в воде (напри­мер, грунтовой), он переходит в бикарбонат кальция; СаСОз+ #-Н20+С02=Са(НСОз)2. который растворяется в воде примерно Щ 100 раз легче, чем сам кальцит. Поэтому породы, содержащие рСальцит, быстро разрушаются при контакте с водой, насыщенной углекислотой. Кальцит легко распознается по реакции «вскипания» яод действием разбавленной соляной кислоты, которая вызывается руркым выделением углекислого газа и служит простым приемом Распознавания карбонатных пород. В природе кальцит встречается f виде кристаллических агрегатов, друз (сростков), натеков, но Преимущественно распространен в виде мощных отложений извест­няков, мрамора и др. Условия его образования разнообразны и в Ьсновном связаны с накоплением известняковых илов — продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов в морских бассейнах (органогенные известняки), а также с отложением под

I 133

1-.-

влиянием коагуляции коллоидных растворов углекислой довести в виде тонких пленок на поверхности частиц, взвешенных а движу­щейся воде (химические известняки). Месторождения различных видов кальцита, а также разнообразных карбонатных по­род — мела, мраморов — встречаются в Карелии, на Украине, в Донбассе, на Урале и др. Они являются ценным поделочным материалом, сырьем для производства цемента^ извести, огнеупо­ров и т. п.

Магнезит (MgC0₃) no структуре и форме кристаллов сходен с кальцитом, но распространен в природе значительно реже. Окра­шен в белый цвет с желтоватым или сероватым оттенком, имеет стеклянный блеск, среднюю твердость 4...4, 5 и невысокую плот­ность 2, 9... 3, 0 г/см³, а также совершенную спайность по ромбо­эдру. В отличие от кальцита при воздействии НС1 реакции вскипа­ния не обнаруживает. Образуется магнезит преимущественно под влиянием горячих магнезиальных растворов на известняки и при выветривании магнезиальных силикатов (серпентинитов). В приро­де встречается в виде сплошных мраморовидных (кристаллических) и плотных (аморфных) масс, которые имеют большое промышлен­ное значение, особенно при производстве высокоогнеупорных из­делий (см. гл. 7).