Песок и известняк какие полезные ископаемые
Тема урока: Полезные ископаемые (песок, глина, гранит, известняк).
Задачи урока:
1. дать понятие о полезных ископаемых, о месторождении;
2.познакомить со свойствами песка, глины, гранита, известняка, мела и мрамора;
3. формирование общеучебных умений: ставить и решать учебную задачу, сравнивать, обобщать результаты наблюдения, давать оценку своей работы; умение работать с учебником, с таблицей;
4.Формировать умение работать коллективно и в парах, развитие коммуникативных навыков.
Оборудование: набор строительных материалов (13 шт.); коллекция камней (гранит, известняк, мрамор, кварц, слюда, полевой шпат); лупа, стекло, стаканчики с водой, пипетка, соляная кислота, молоток, кусок ткани; диск со слайдами.
Ход урока.
1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний учащихся. И так мы начинаем наш урок. Скажите, пожалуйста, что было вам задано на дом.( виды полезных ископаемых)
Учитель: Назовите мне пожалуйста виды полезных ископаемых?
Ученик: Твердые, жидкие, и газообразные. Учитель: На какие три группы по своим свойствам делятся полезные ископаемые? Ученик: Горючие полезные ископаемые, Рудные полезные ископаемые, и нерудные полезные ископаемые.
Учитель: Назовите мне горючи полезные ископаемые? Ученик: Каменный уголь, нефть, газ.
Ученик: Назовите рудные полезные ископаемые? Ученик: Железо, алюминий, медь, свинец, и т.д.
Учитель: Назовите нерудные полезные ископаемые? Ученик: Соли, мрамор, гранит, известняк, песок, глина и т.д. Учитель: Сегодня мы с вами будем говорить подробно о нерудных полезных ископаемых. Но чтобы их узнать вы должны отгадать загадки. Но я хочу у вас спросить, кто изучает полезные ископаемые?
Ученик: Геологи.
Учитель: Представим себя геологами, чтобы познакомится с нерудными полезными ископаемыми.
3. Изучение нового материала.
Учитель: Многие горные породы имеют большую ценность для человека.
Слайд 1.Чтобы построить дом, нам нужен песок, глина, известняк.
Слайд 2. Чтобы изготовить стакан, нужен специальный песок- это горная порода.
Учитель: Полезные ископаемые добывают из различных слоев Земли. Рассмотрим схему. Назовите горные породы.
Добыча полезных ископаемых производится только в тех местах, где человек находит их большие скопления. Такие места называют месторождениями.
Слайд 3.
Вывод: Полезные ископаемые – это горные породы, которые добывают люди из различных слоев Земли и используют для жизни и деятельн
Учитель: Представим себя геологами, чтобы познакомиться с полезными ископаемыми, узнать их свойства.
(Учитель предлагаетзагадку.)
Он очень нужен детворе,
Он на дорожках во дворе.
Он и на стройке и на пляже,
И он в стекле расплавлен даже. Рая расскажет о песке.
Слайд 4.песок
На доске:
есок
глина
Загадка.
Если встретить на дороге,
То увязнут сильно ноги.
А сделать миску или вазу-
Она понадобится сразу. Стас нам расскажет о глине.
Слайд 5.глина
Практическая работа. Эксперимент. ( «Работа в парах»).
Учитель: Геологам предстоит задача исследовать свойства песка и глины. Работать будем в парах. После обсуждения результат записывайте в тетради,
Полезные ископаемые
Цвет
Запах
Пропускает ли воду
Другие свойства
Песок
желтый
белый
красный
серый
не имеет
пропускает
сыпучесть
Глина
коричневый
разного цвета
Имеет
сухая глина не имеет, сырая имеет
плохо
пластичность, вязкость
Пластичность глины: (под руководством учителя)
Учитель: В блюдце с водой положите небольшой кусок глины: вода вскоре исчезла с блюдца. Понемногу подливаем воду, глину разминаем до тех пор, пока она не станет мягкой и вязкой (тестообразной). Из такой глины легко можно лепить.
Сейчас я вам покажу что можно сделать из глины. Слайды глина.
-Если изделие из глины обжечь, то оно становится твердым.
(Учитель демонстрирует изделия из обожженной глины: кирпич, посуду, дымковская игрушка, поделки из глины, выполненные в художественной школе.)
Вопрос 4 Почему летом после дождя на глинистой дороге долго стоят лужи, а песчаная дорогая высыхает быстро?
Физкультминутка.
Загадка.
Он очень прочен и упруг,
Строителям – надежный друг:
Дома, ступени, постаменты
Красивы станут и заметны. Теперь я вам расскажу о граните.
Слайд 6.гранит
На доске:
гранит
известняк
Загадка.
Покрывают им дороги,
Улицы в селении,
А еще он есть в цементе,
Сам он – удобрение. Теперь я вам расскажу, что такое известняк.
Слайд 7. Известняк
(Учитель рассказывает о свойствах гранита и известняков). Рассмотрим гранит. Из каких минералов состоит гранит? В нем отчетливо различаются по цвету и блеску отдельные более или менее крупные зерна. От зернистого строения этой горной породы и произошло его название: гранит означает «зернистый». Цвет граниту придают зерна полевого шпата. Если полевой шпат серый, то и гранит серый (показываю): если красный, то гранит красный (показывааю) и др. Некоторые зерна гранита – прозрачные, со стеклянным блеском – это кварц. Между зернами полевого шпата и кварца отчетливо выделяются блестящие пластинки слюды. Гранит очень твердая, прочная порода.
Перед вами образцы известняков (обыкновенный известняк, мрамор, мел). У мрамора на изломе видны зернышки. Это кристаллики, из которых он состоит. На изломе обыкновенного известняка и мела их не видно. Самый твердый из известняков – мрамор.
Учитель: Какого цвета обыкновенный известняк?
Ученик: Белый.
Учитель: От примесей иногда приобретает желтоватый или зеленоватый оттенки.
Учитель: Рассмотрите обыкновенный известняк, что вы еще увидели?
Ученик: Остатки раковин.
Учитель: Объясните их происхождение. Дополнение учителя: в морях и океанах живут рыбы, по дну ползают крабы и морские улитки. За многие миллионы лет на дне накапливается огромное количество скелетов и панцирей умерших обитателей моря, из которых со временем образуются полезные ископаемые: известняк, Практическая работа. Аналогично.
Опыт №4 демонстрирует сам учитель (из пипетки капает на кусочек гранита и известняка соляную кислоту).
Учитель: Что вы увидели?
Ученик: вскипание известняка (кипит камень, пузырьки, пена).
Учитель: Таким образом, можно определить известняк.
Полезные ископаемые
Цвет
Запах
Пропускает ли воду
Другие свойства
Гранит
красный, розовый, серый и др.
не имеет
не пропускает
прочность, хорошо полируется
Известняк
белый, серый, желтый
имеет
пропускает
хрупкий
А теперь мы открываем учебники на странице 53 – гранит будет читать первый ряд. 55 – 57 – будет читать второй ряд. После текста я вам задам несколько вопросов. Расскажите о свойствах гранита? Из чего состоит гранит? Где используют гранит? Какая бывает глина? Что изготавливают из глины? Из чего состоит песок? Д/З. стр. 53 -57.
Итог урока. Выставление оценок. Геологи.
Учитель: Что называют полезными ископаемыми? Почему? Какие полезные ископаемые рассмотрены на уроке? Перечислите свойства песка, глины, гранита, известняка.
Известняк – популярный в строительстве камень, подходящий для возведения стен, отделки фасадов, создания декоративных элементов и малых архитектурных форм.
История известняка в архитектуре, строительстве и зодчестве исчисляется тысячелетиями. Известно, что на территории современной Турции люди строили дома из известняка еще 14 000 лет назад. Пирамида Хеопса в Египте, Стена Плача в Иерусалиме, город Пальмира в Сирии – все это известняк. При строительстве Великой Китайской стены использовался известковый раствор, в Древнем Риме из камня научились делать мозаику.
Что такое известняк
Известняк это осадочная порода, в ходе образования которой формируется пористый камень различной плотности и оттенка с обилием в составе кальцитов (известковых шпатов). В структуру материала также входят другие минералы, которые снижают его пористость и повышают прочность. Известняки отлагаются преимущественно в соленых морских бассейнах, реже – при испарении лагун и озер. Цвет известняков преимущественно светло-серый, бежевый, желтоватый. Присутствие органических, железистых, марганцовистых и других примесей обусловливает тёмно-серую, бурую, красноватую и зеленоватую окраску.
Как правило, происхождение известняка связано с жизнедеятельностью организмов, которые выделяют из соленой воды карбонат кальция для формирования скелетов и раковин. Реже материал имеет хемогенное происхождение. Оседание породы длится миллионы лет (современные пласты остались после высыхания древних морей). Мощность толщ известняковых отложений кардинально отличается: от нескольких сантиметров до пяти километров. Чем меньше возраст отложений, тем более рыхлыми получаются породы.
Виды известняков
По структуре камень делится на такие виды:
- Кристаллический – плотный минерал, по своей структуре близкий к мрамору. Хорошо полируется за счет мелких пор, морозоустойчив.
- Органогенно-обломочный – это всем известный ракушечник, состоящий из остатков морских организмов. Хорошо обрабатывается (пилится, обтесывается), имеет большую пористость. К этому виду также относят рифовый известняк, крайне богатый на остатки морской фауны, и обычный мел – слабосцементированную карбонатную породу (фактически, затвердевший ил теплых морей).
- Обломочно-кристаллический – органогенный детрит, образованный из фрагментов растений, раковин и скелетов животных. Несмотря на мелкие поры, имеет малую прочность и высокую степень водопоглощения.
- Натечный (известковый туф) – формируется в стоячих и проточных подземных водоемах из нерастворимой соли, которая под давлением уплотняется. Камень из стоячих водоемов более плотный, из проточных – пористый и хрупкий.
По происхождению камень делится на:
- Биогенный – это отложения карбонатных остатков морских организмов с небольшой долей карбонатного цемента.
- Хемогенный – образуется в соленой воде или подземных источниках (тот самый туф) путем осаждения извести.
- Обломочный – образуется из угловато-окатанных обломков известняковых пород в ходе их раздробления и смыва.
- Смешанный – следствие одновременного протекания нескольких процессов, в ходе которых формируются карбонатные материалы.
Под воздействием высоких температур и давлений известковая порода постепенно уплотняется и становится более твердой, а ее зернистость уменьшается. В результате получается мрамор – по сути, метаморфизированный известняк с плотной кристаллической структурой. Резкого фазового перехода не происходит, мрамор формируется постепенно, поэтому в природе встречаются промежуточные варианты (например, мраморизированный известняк, одновременно плотный и легко поддающийся резке).
Свойства известняка
Свойства камня разнятся в зависимости от источника происхождения и напрямую зависят от структуры материала. Даже в одном месторождении могут встречаться залежи с различной плотностью, объемной массой и прочностью. Более плотные кристаллические породы хорошо полируются, пористые (например, ракушечник) – легко пилятся и обтесываются.
Физические характеристики материала:
- Плотность – 2700-2900 кг/м³.
- Объемная масса – от 800 кг/м³ (ракушечник) до 2800 кг/м³ (мраморизированные породы).
- Твердость по шкале Мооса – 3.
- Предел прочности при сжатии – от 0,4 МПа (ракушечник) до 300 МПа (кристаллический).
Основа известняка – карбонат кальция (50-95%). Остальное – это кварц, доломит, полевой шпат и другие минералы (5-50%). Именно из-за наличия в составе минералов камень имеет различные оттенки. Цвет известняка преимущественно белый, но в природе в обилии встречаются породы светло-серого, светло-желтого, красноватого, зеленого, бурого оттенка. Существует даже черный известняк – в его составе в обилии присутствуют нефтепродукты. В целом камень известен мягкими, пастельными тонами и ненавязчивыми цветовыми сочетаниями.
Физически и химически камень-известняк не слишком устойчив. Он растворяется в воде (пусть и медленно), поэтому при использовании камня в отделочных работах он обрабатывается водоотталкивающими составами. Особенно уязвим минерал к воздействию кислот (в частности, уксусной, серной, соляной), причем реакция протекает бурно и быстро, с образованием углекислого газа. В природных условиях это чревато образованием карстовых пустот, зачастую внушительных размеров. Морозостойкость камня существенно меняется в зависимости от пористости и наличия трещин. Наибольшую морозостойкость (до 400 циклов) имеют мраморизированные породы с плотной кристаллической структурой.
Добыча известняка
В России минерал добывается и разрабатывается преимущественно посредством буровзрывных работ (БВР). Предварительно проводятся вскрышные работы – верхний слой почвы снимается с помощью бульдозера и в дальнейшем используется для рекультивации. В твердом слое известковой породы бурятся шурфы глубиной до 24 метров, в них закладываются промышленные взрывчатые материалы и детонаторы (тротиловые шашки). Для одного подрыва обычно требуется 2-3 десятка скважин и порядка 5 тонн взрывчатки. Скважины взрываются не одновременно, а с задержкой в доли секунды.
Существует альтернативная европейская технология добычи известняка под названием Rip&Load (рыхление и погрузка), позволяющая работать без применения БВР. Массив забоя разрушается с помощью специального рыхлителя на тяжелом экскаваторе, после чего оператор не выходя из кабины меняет рыхлитель на ковш и грузит разрушенную горную массу в самосвал. Далее операция повторяется. Преимущество такой технологии – селективная выемка известковой породы в месторождениях со слоистой структурой. В обоих случаях используется тяжелая промышленная техника. Например, эксплуатационная масса экскаваторов в карьерах может достигать 240 тонн, а их производительность – 800 т/ч.
Образовавшиеся обломки породы грузятся тяжелым экскаватором в карьерные самосвалы и вывозятся на дробильно-обогатительную фабрику (ДОФ). В результате чаша карьера перемещается в сторону известковых пород, а выработанное пространство постепенно засыпается отсевом и вскрышными породами.
На дробильно-обогатительной фабрике известняк последовательно подвергается крупному, среднему и мелкому дроблению. Мелкие частицы камня (до 1 см) вывозятся обратно в карьер. Готовый продукт (дробленый камень) грузится в ж/д вагоны или автотранспорт и отправляется потребителям. В местах малых залежей известняк просто пилят на прямоугольники нужных размеров и вывозят грузовиками на завод.
В России основные месторождения минерала находятся в Московской и Тульской области. В Туле (помимо обычного) добывается ценный мраморизованный известняк, в Подмосковье – редкую породу кремового оттенка. Известняк встречается практически в любом регионе Земли, а некоторые карьеры используются на протяжении тысяч лет.
Использование известняка
Известняк – универсальный материал, нашедший применение в производстве, сельском хозяйстве, строительстве, дизайне помещений. Сфера применения камня различается в зависимости от его происхождения, физических характеристик, состава. Основные области использования известкового камня:
- Строительство. Прочности некоторых сортов известняка хватает, чтобы возводить из них малоэтажные здания, но в большинстве случаев материал используется в качестве облицовки. Из него делают стеновые панели, облицовочные плиты, декоративные элементы – колонны, пилястры, барельефы. Камень мелких фракций используют в качестве щебня при производстве бетона, крупных – для обустройства оснований автомобильных дорог и гидротехнических сооружений. Бутовый камень (крупные обломки размером до 500 мм) подходит для фундаментных работ.
- Отделка и облицовка. Известняк – популярный фасадный материал, хорошо противостоящий российским климатическим условиям. Тонкие срезы износостойкого камня – готовый материал для укладки садовых дорожек и тротуаров.
- Дизайн помещений. Мраморизированный известняк редких оттенков используется для отделки стен, лестниц, пола, изготовления кухонных столешниц, подоконников, барных стоек. Камень изысканных цветов подходит для создания каминных порталов, журнальных столиков, декоративных колонн. В среде дизайнеров особенно ценится слоистый камень с ярко-выраженным рельефом.
- Производство отделочных материалов. На основе известняка делают белила, краску, шпатлевку.
- Изготовление цемента. Карбонатные компоненты в сырьевой смеси при производстве цемента могут достигать 80% от общего объема сырья. Наряду с известняком в цемент добавляют глину, шлак, корректирующие добавки.
- Химическая промышленность. Материал используется в технологиях производства пластика, резины, фармацевтических препаратов.
- Производство сахара, стекла, соды. Здесь минерал используется в качестве дополнительного сырья. Например, в производстве сахара используется известь, получаемая путем обжига карбонатных пород.
- Металлургия. Известняк – незаменимый компонент при выплавке металлов. Известняковый флюс снижает температуру плавления и облегчает отделение металла от пустой породы. Используется с рудами, богатыми кремнеземом и глиноземом.
Кроме этого, известняк активно используется в качестве компонента зубных паст и кремов для обуви, в производстве фильтров и минеральных удобрений. Минерал также применяется в производстве бумаги – из одной тонны материала можно получить порядка 800 кг готовой продукции. Некоторые виды известняка применяются в производстве абразивных материалов для тонкой шлифовки, а в сельском хозяйстве его используют в качестве минеральной добавки для скота и птицы.
Известняк важен не только для отделки зданий и интерьеров. Он незаменим в создании цемента, а также находит применение в других отраслях промышленности, таких как очистка сахара, производство стекла. Когда известняк нагрет, он используется в производстве железа и стали, а также глинозема и магнезии. Также известняк помогает очистить питьевую воду. Фермеры часто используют удобрение, которое содержит дробленый известняк на зерновых культурах. Известняк в смеси – источник питательных веществ и нейтрализатор кислотности почвы. Порошкообразный известняк используется, чтобы удалить примеси из литых металлов. Известняк используется в качестве наполнителя во множестве изделий, включая бумагу, пластмассу и краску. Самый чистый известняк даже используется в продуктах питания и лекарствах, таких как таблетки кальция и хлопья для завтрака.
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
Фотографии известняка
Ниже вы можете посмотреть несколько фотографий известняка в различном применении. Фасады, отделка стен, мощение и тд.
