Как кварцит используется человеком кратко

Обновлено: 04.07.2024

В Германии на старинных фермах можно увидеть каменные пороги, подоконники и оконные откосы. Они шершавые, необработанные, но красивого жёлтого, розового, красного цвета, искрящиеся на солнце. На порогах видны небольшие углубления, протоптанные ногами обитателей фермы за 100–150 лет. Этот камень называется кварцит — одна из самых прочных горных пород.

Что такое кварцит

Кварцит — горная порода, состоящая из зёрен кварца, скреплённых кварцем. В качестве примесей встречаются гранаты, глина, соединения железа, различные слюды, полевые шпаты, тальк и другие минералы.

Его происхождение связано с процессами метаморфизма — перекристаллизации пород под действием высокого давления и температуры в глубинах Земли. Переработались кварцевые пески и песчаники миллионы лет назад.

Существуют разновидности кварцита: железистый, малиновый, романовский (серый, розоватый). Месторождение малинового кварцита находится в Карелии недалеко от деревни Шокша, поэтому кварцит называется шокшинским.

Рис. 1. Саркофаг Наполеона I, Париж.

Свойства кварцита

Цвет зависит от примесей — соединения железа дают жёлтый и красный оттенки, хлорит — зелёный, серый — слюда и графит.

Твёрдость высокая, по шкале Мооса равна 7, острый кусочек кварцита оставляет на стекле глубокую царапину. Его прочность позволяет служить более 150–300 лет.

Горная порода, состоящая из кварцитовой гальки, сцементированной различными минералами, называется кварцитовым конгломератом. Если цемент непрочный, конгломерат распадается на кварцитовые гальки, не поддающиеся погодному воздействию.

Где используется кварцит

Применение кварцита основано на его высокой прочности. Из него производят брусчатку, облицовочные плиты, щебень.

Рис. 2. Кварцитовый щебень.

Он необходим в металлургии, химической промышленности из-за стойкости к воздействию кислот и щелочей.

Из кварцита изготавливают точильные круги и бруски, жернова для бытовых мельниц.

В Курской области находится Курская магнитная аномалия (КМА), где с 1935 года добывается железная руда, представленная железистыми кварцитами с содержанием железа до 60 %.

Рис. 3. КМА, железистый кварцит.

Что мы узнали?

Кварциты относятся к метаморфическим, особо прочным породам. Их происхождение связано с перекристаллизацией кварцсодержащих пород. В докладе по окружающему миру можно кратко привести описание свойств кварцита: высокая прочность и твёрдость, оттенок жёлтый, красный, зелёный или серый.

Кварцит – натуральный камень высокой прочности с широкой цветовой гаммой. Природная красота и долговечность сделали его превосходным материалом для дизайна помещений, наружной отделки зданий, монументального строительства. Знаменитый французский архитектор XIX века Луи Висконти использовал шошкинский кварцит малинового цвета (месторождение расположено в Карелии) для создания саркофага Наполеону Бонапарту.

Минерал также использовался для отделки мавзолея В. И. Ленина на Красной площади и пьедестала памятника Николаю I в Санкт-Петербурге. Трон фараона Тутанхамона целиком вырезан из монолитного красного кварцита.

Что такое кварцит

Это метаморфическая горная порода, состоящая преимущественно из кварца – одного из самых распространенных минералов в земной коре. Кварцит образовался путем метаморфизма (структурного изменения под действием высоких температур и давления) из кремнистых осадков. Чаще всего его образование связано с перекристаллизацией кварцевых песчаников или магматических пород, например порфиров.

Камень имеет плотную зернистую структуру: микроскопические зерна кварца сливаются в сплошную массу с занозистым или раковистым изломом. На изломе камень обладает типичным кварцевым блеском. По классификации М. Бауэра порода относится к полудрагоценным поделочным камням – к этому порядку также относятся малахит, яшма и нефрит. Основные оттенки: белый, серый, красный. В природе встречают кварциты и других цветов: светло-желтого, коричневого, синего.

Многие разновидности кварцитов являются ценными полезными ископаемыми. Железистые (магнетитовые) кварциты – важнейшая железная руда. Особая разновидность – вторичные кварциты. Месторождения вторичных кварцитов формируются в результате относительно низкотемпературного метасоматического преобразования кислых и средних эффузивных, реже интрузивных кислых пород и их туфов. С вторичными кварцитами связаны месторождения золота, меди, молибдена, полиметаллов и колчеданов.

В нашей стране самой ценной и красивой разновидностью является малиновый шокшинский кварцит, добыча кварцита ведется на западном берегу Онежского озера в Карелии.

Свойства кварцита

Высокая твердость. По шкале Мооса кварцит имеет 7 баллов, что соответствует твердости кварца. Минерал поддается обработке алмазом, царапает стекло. Такая твердость резко ограничивает возможности обработки камня. Эта особенность влияет на конечную стоимость облицовочных материалов.
Высокая плотность. Средняя плотность кварцита – 2700 кг/м³. Для сравнения плотность гранита составляет 2600 кг/м³, плотность песчаника – 2250 кг/м³. Чем выше этот показатель, тем тяжелее камень.
Огнеупорность. Структурные изменения в камне начинаются при температурах от 1700°C, что делает его прекрасным сырьем для изготовления огнеупорных материалов. Например, обычный глиняный кирпич выдерживает температуру 1350°C, шамот - 1580°C.
Высокая прочность на сжатие– до 450 МПа. По этому показателю некоторые виды кварцита превосходят гранит и сравнимы со сталью. Искусственные строительные материалы в этом плане вообще не способны конкурировать. Так, тяжелый бетон класса В22,5 имеет прочность на сжатие всего 30 МПа.
Долговечность. Первые признаки крошения камня появляются через 250-300 лет. Этому способствует хорошая морозостойкость минерала и его устойчивость к щелочным и кислотным средам. В отличие от мрамора, этот камень не реагирует на соляную кислоту.
Низкая радиоактивность. Кварцит относится к 1 классу строительных материалов, то есть, может использоваться при возведении общественных и жилых зданий.

Состав кварцита. Минералы

Отдельно различают вторичные кварциты с вхождением серицита, алунита, корунда, топаза и других минералов. Это метасоматические породы, в которых первичный состав существенно поменялся в результате реакций между минералами и растворами, с помощью которых происходит отложение породы.

Добыча кварцита

Основные месторождения минерала находятся в России (Карелия), Украине (Кривой Рог), США (озеро Верхнее). Как и любой другой натуральный камень, кварцит добывают карьерным способом. Существует три способа добычи камня:

Взрывной. В твердом слое породы бурятся шурфы глубиной 10-20 м, в них закладываются взрывчатые вещества и детонаторы. Для подрыва пласта используется несколько десятков скважин. Это самый дешевый метод, оставляющий большое количество отходов, и актуальный, когда нужен щебень для строительных работ.
Метод воздушной подушки. В участке выработки пробуриваются отверстия, которые заполняются воздухом под давлением. В результате образуется разлом, откалывающий глыбу от основного массива. Метод не приводит к образованию микротрещин и в целом более щадящий по сравнению со взрывным.
Камнерезный. Глыбы кварцита выпиливаются из пласта с помощью канатных камнерезных машин. Для этого используются специальные тросы с алмазным напылением. Полученные блоки извлекаются из участка выработки тяжелыми кранами.

После добычи полученный материал сортируется, дробится или распиливается на слэбы в специализированном цеху.

Использование кварцита

Дорожное и капитальное строительство. Щебень из малорудного кварцита используется для образования бетонных смесей и в качестве подушки при возведении фундаментов, опор, укладки асфальта.
Металлургия. Минерал используется в качестве флюса, понижающего температуру плавления металлов. Дробленый щебень применяется как добавка, с помощью которой шлак отделяется от металлического расплава.
Производство огнеупорных материалов. Кристаллический кварцит используется при изготовлении динасового огнеупорного кирпича для кладки нагревательных печей. Динасовый кварцит содержит 96-99% SiO² при минимальном количестве глинозема и щелочей.
Банный камень. Обвалованный кварцит, особенно малиновый, используется для организации каменок в банях. В нижнюю часть каменки помещаются крупные фракции камня, в верхнюю – мелкие.
Оформление интерьеров. Кварцит повсеместно применяется для отделки полов, подоконников, раковин, лестниц.
Облицовка. Благодаря хорошей морозостойкости и устойчивости к агрессивным средам этот минерал подходит для внешней отделки зданий, обустройства беседок и фонтанов. Его часто используют для оформления садовых ландшафтов, зон отдыха, придомовых террас.

Кварцит в интерьере

Белый или бело-желтый. Самый популярный вид с разнообразной текстурой, серыми или черными включениями в виде пятен и полос.
Серый. Отличается эффектной, серебристо-серой поверхностью.
Малиновый или розовый. Актуален при изготовлении статуй и других малых и крупных архитектурных форм. Подходит для создания орнаментов.

Кварцит прекрасно сочетается с другими натуральными и искусственными отделочными материалами. Особенно эффектно этот минерал смотрится в комбинации с мрамором, песчаником или гранитом.

Кварцит — камень, образованный в результате сплавления кварца с другими магматическими породами. Обладает высокой прочностью, плохо поддается обработке. Используют в основном для строительства, изготовления памятников. Отдельные образцы, отличающиеся особой красотой, применяют для изготовления украшений.

Что такое кварцит

Кварцит — горная магматическая порода, большую часть которой составляет кварц. Отличие кварца от кварцита в том, что последний содержит включения других минералов — слюда, шпат. Камень красивый, обладает ровной поверхностью, разнообразием оттенков и текстур.

Полированный минерал выглядит как мрамор. Для него характерны такие же узоры, слегка шероховатая поверхность.

Разновидности и цвета камня

Кварцитовая порода обладает большим количеством оттенков. Выделяют три основных цвета камня:

белый — самый распространенный, окраска не чисто белая, а с серыми и черными включениями в виде полос и пятен;
серый — красивая, отливающая серебром поверхность; — по степени насыщенности выделяют розовый, красный и бурый камень.

Желтый минерал встречается редко. Он имеет светлый оттенок с вкраплениями шафранового и оранжевого цветов. Черный минерал содержит большое количество слюды, его поверхность блестящая.

Железистый кварцит содержит большое количество железа. Применяется в строительстве, металлургии.

Люмен — это разновидность отделочного кварцита. Он отличается разнообразным переходом оттенков — серый, белый, голубой, зеленоватый.

Как выглядит минерал смотрите в данном ролике:

История и происхождение минерала

Образуется кварцит из песчаника, основой которого является кварц. Под воздействием высокой температуры и давления песчаник соединяется со слюдой, тальком, шпатом и другими магматическими породами. Такое сочетание является особо стойким и огнеупорным.

Найденные на раскопках примитивные орудия труда древних людей выполнены из кварцита. Обработка камня тогда была минимальной — человек брал наиболее подходящий по форме кусок и обтесывал его об другие камни.

В последующие века минерал долго использовали с архитектурной целью:

из него сделан саркофаг Наполеона Бонапарта;
гробница Александра II;
крыша Мавзолея;
облицовка храма Спаса-на-крови.

Смотрите презентационный познавательный фильм:

Месторождения и обработка камня

Земная кора обладает большими запасами кварцита, эта горная порода обнаруживается на всех материках. Крупные месторождения расположены в:

России;
Восточной Европе;
Африке;
США.

Шокшинское месторождение находится в Карелии, на берегу Онежского озера. Здесь добывают малиновую разновидность минерала. Романовский кварцит добывают в Луганской области, на территории Донецкого кряжа.

При добыче кварцит измеряют в тоннах. Закупается камень в качестве строительного сырья. Залегает минерал большими пластами. Обработка зависит от предназначения камня.

Его нарезают пластинами нужного размера, а затем тщательно отполировывают. Нарезке порода поддается плохо, потому что обладает большой твердостью. Но полируется легко, до идеальной гладкости.

Несколько месторождений Бразилии работают только на добычу отделочного камня разновидности люмен. Он отличается необычной окраской и высоким качеством.

К просмотру видеоролик о камне в природе:

Свойства минерала

Камень обладает свойствами, похожими на кварц. Однако есть несколько нюансов — в физико-химических и лечебных свойствах.

Физико-химические свойства квварцита

Кварцит более чем на 70% состоит из кварца. Основа химической формулы минерала — SiO2, оксид кремния. Помимо него, в химическом составе кварцита есть алюминий, кальций, железо.

Кварцит относится к метаморфическим горным породам. Он отличается высокой плотностью и прочностью, что затрудняет его обработку. Кварцит более прочен, чем гранит.

Кварцит образуется в результате перекристаллизации песчаника, что связано с процессом метаформизма. Метаформизм это изменения структуры песчаника под воздействием высокой температуры и высокого давления.

Основным элементом кварцита является кварц. Кроме кварца в состав кварцита могут входить железо, кальций, полевой шпат, тальк, слюда и разные другие минералы.

Химическая формула кварцита – SiO₂.

Кварцит обладает сланцевой текстурой и зернистой структурой.

Кварцит издавна применялся людьми для изготовления необходимых инструментов. Некоторым изделиям из кварцита, таким как ножи, скребки и др, насчитывается более тысячи лет.

Кварцит может быть любого цвета – белого и черного, желтого и серого, красного и зеленого. Камень может быть более или менее однотонным, но чаще всего основной цвет имеет вкрапления других цветов.

Разновидности кварцита

Кварцит в зависимости от места формирования, от веществ, входящих в его состав, сильно отличается по цвету, по качеству, по физическим свойствам и химическому составу. Основываясь на этом, выделяют несколько видов кварцита:

Железистая разновидность – этот кварцит используют для изготовления динаса. Так же его применяют в качестве флюса в металлургической промышленности. Железистый кварцит чаще всего имеет красноватую или бурую расцветку. Прожилки – широкие или узкие содержат оксид железа, что и определяет окраску породы.
Светлый и белый кварцит составляет вторую разновидность минерала. Светлые оттенки – белый, серый, желтый содержат темные вкрапления. Часто такой кварцит идет на внутреннюю отделку помещений.
Малиновый кварцит – составляет третью группу кварцитов. Сюда относятся малиновые, красные, розовые камни. Это редкий и дорогой вид кварцита, который получил название по месту добычи – Шокшинский кварцит.
Романовский кварцит – добывается в Донецкой и Луганской областях.
Серый гранит – обладает приятным теплым серым цветом. Этот вид кварцита встречается чаще других.

Свойства кварцита

Кварцит с большим трудом поддается обработке из-за своей высокой плотности и прочности. Но это обеспечивает кварциту большую долговечность. В среднем кварцит начинает разрушаться через 200-300 лет.

Применение кварцита

Благодаря своим физическим и химическим свойствам кварцит широко применяется в различных областях.

В строительстве кварцит применяется для постройки зданий;
Хорош кварцит и в качестве облицовочных плит для наружных работ;
Плитами из кварцита проводят и внутреннюю облицовку – им покрывают камин, стены саун и бань;
Для внутренней отделки дома – из кварцита изготовляют лестницы, полки, столешницы для кухни и ванных комнат.
В дорожно-ремонтных работах кварцит используют для укрепления дорог;
Измельченный кварцит часто добавляется в термоизоляционные материалы;
Применяется кварцит и для изготовления различных поделок;
В металлургии кварцит применяется в качестве флюса;
Кварцит используется для получения динаса;
Некоторые виды кварцита используются для изготовления мелкозернистого точильного камня;
Некоторые мастера используют кварцит для изготовления ювелирных изделий – бус, браслетов и т.д.

Наиболее известными памятниками архитектуры, где использовался кварцит, являются Храм Спаса на Крови, Мавзолей Ленина. Из него изготовлен саркофаг Наполеона и гробница Александра II.

Способы добычи кварцита

Кварцит является распространенной горной породой. Его добывают на всех материках. Добыча минерала ведется тремя способами:

Камнерезный – этим способом добываются большие глыбы кварцита. Суть метода заключается в выпиливании специальными тросами с алмазным покрытием больших глыб.
Метод воздушной подушки – более щадящий метод по сравнению с другими, при нем не образуются микротрещины, которые снижают качество минеральных глыб. Суть метода заключается в бурении отверстий в толще породы. Далее эти отверстия наполняются воздухом под большим давлением, что и приводят к отламыванию глыбы.
Взрывной способ – самый дешевый способ добычи, но при этом способе остается большое количество отходов в виде измельченного кварцита. Суть метода заключается в том, что высверливаются отверстия в толще породы, в эти отверстия закладывается взрывчатка и происходит подрыв.

Места добычи кварцита

Кварцит относится к самым распространенным горным породам. Его залежи присутствуют на всех материках. Основные месторождения кварцита расположены

Читайте также: