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天然石材拓展阅读——石灰岩

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  石灰岩(Limestone)简称灰岩,以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物,有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色,硬度一般不大,与稀盐酸反应剧烈。

石灰岩分类:  

  石灰岩主要是在浅海的环境下形成的。石灰岩按成因可划分为粒屑石灰岩(流水搬运、沉积形成)、生物骨架石灰岩和化学、生物化学石灰岩。按结构构造可细分为竹叶状灰岩、鲕粒状灰岩、豹皮灰岩、团块状灰岩等。石灰岩的主要化学成分是CaCO3易溶蚀,故在石灰岩地区多形成石林和溶洞,称为喀斯特地形。
石灰岩是烧制石灰和水泥的主要原料,是炼铁和炼钢的熔剂。


岩石结构 

  石灰岩结构较为复杂,有碎屑结构和晶粒结构两种。碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成。颗粒又称粒屑,主要有内碎屑、生物碎屑和鲕粒等,泥晶基质是由碳酸钙细屑或晶体组成的灰泥,质点大多小于0.05毫米,亮晶胶结物是充填于岩石颗粒之间孔隙中的化学沉淀物,是直径大于0.01毫米的方解石晶体颗粒;晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。


岩石分布 

  由生物化学作用生成的灰岩,常含有丰富的有机物残骸。石灰岩中一般都含有一些白云石和黏土矿物,当黏土矿物含量达25%~50%时,称为泥质岩。白云石含量达25%~50%时,称为白云质灰岩。石灰岩分布相当广泛,岩性均一,易于开采加工,是一种用途很广的建筑材料。

形成过程 

  石灰岩的主要成分是碳酸钙,可以溶解在含有二氧化碳的水中。一般情况下一升含二氧化碳的水,可溶解大约50毫克的碳酸钙。
湖海中所沉积的碳酸钙,在失去水分以后,紧压胶结起来而形成的岩石,称为石灰岩。石灰岩的矿物成分主要是方解石(占50%以上)还有一些粘土、粉砂等杂质。绝大多数石灰岩的形成与生物作用有关,生物遗体堆积而成的石灰岩有珊瑚石灰岩、介壳石灰岩,藻类石灰岩等,总称生物石灰岩。由水溶液中的碳酸钙(CaCO3)经化学沉淀而成的石灰岩,称为化学石灰岩。如普通石灰岩、硅质石灰岩等。


岩石类型  

  石灰岩是地壳中分布最广的矿产之一。按其沉积地区,石灰岩又分为海相沉积和陆相沉积,以前者居多;按其成因,石灰岩可分为生物沉积、化学沉积和次生三种类型;按矿石中所含成分不同,石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩三种。资源分布情况:中国石灰岩矿产资源十分丰富,作为水泥、溶剂和化工用的石灰岩矿床已达八百余处。产地遍布全国,各省、市自治区均可在工业区附近就地取材。
石灰岩矿产在每个地质时代都有沉积,各个地质构造发展阶段都有分布,但质量好,规模大的石灰岩矿床往往赋存于一定的层位中。以水泥用石灰岩为例,东北、华北地区的中奥陶系马家沟组石灰岩是极其重要的层位,中南、华东、西南地区多用石炭、二叠、三叠系石灰岩,西北、西藏地区一般多用志留、泥盆系石灰岩,华东、西北及长江中下游的奥陶纪石灰岩也是水泥原料的重要层位。


矿石性质
1. 矿石的矿物组成石灰岩的矿物成分主要为方解石、伴有白云石、菱镁矿和其他碳酸盐矿物,还混有其他一些杂质。其中的镁呈白灰石及菱镁矿出现,氧化硅为游离状的石英,石髓及蛋白石分布在岩石内,氧化铝同氧化硅化合成硅酸铝(粘土、长石、云母);铁的化合物呈碳酸盐(菱镁矿)、硫铁矿(黄铁矿)、游离的氧化物(磁铁矿、赤铁矿)及氢氧化物(含水针铁矿)存在;此外还有海绿石,个别类型的石灰岩中还有煤、地沥青等有机质和石膏、硬石膏等硫酸盐,以及磷和钙的化合物,碱金属化合物以及锶、钡、锰、钛、氟等化合物,但含量很低。

2、石灰岩的性质

  石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能,不溶于水,易溶于饱和硫酸,能和各种强酸发生反应并形成相应的钙盐,同时放出CO2。石灰岩煅烧至900℃以上(一般为1000~1300℃)时分解转化为石灰(CaO),放出CO2。生石灰遇水潮解,立即形成熟石灰[Ca(OH)2],熟石灰溶于水后可调浆,在空气中易硬化。

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