Вапня­ки. Хара­кте­ри­сти­ки, різно­ви­ди та поши­ре­н­ня.

Загальні відомості

Вапняк – це оса­до­ва поро­да, що скла­да­є­ться пере­ва­жно з кар­бо­на­ту каль­цію (каль­ци­ту) або з подвій­ної вугле­ки­слої солі каль­цію і магнію (доло­мі­ту). Вапняк часто скла­да­є­ться з дрі­бних скам’янілостей, фра­гмен­тів чере­па­шок та інших скам’янілих улам­ків. Такі скам’янілості часто можна поба­чи­ти неозбро­є­ним оком під час деталь­но­го огля­ду поверх­ні поро­ди, але не зав­жди — деякі різно­ви­ди вапня­ку мають над­зви­чай­но дрі­бні зер­на.

Забарв­ле­н­ня у вапня­ку зазви­чай сіре, про­те воно також може бути білим, жов­тим чи кори­чне­вим. Це м’яка поро­да, сприйня­тли­ва до меха­ні­чних руй­ну­вань. Вапняк шипі­ти­ме при кон­та­кті з кисло­та­ми, виді­ля­ю­чи вугле­ки­слий газ.

Вапня­ки зна­чно різня­ться сво­єю текс­ту­рою та пори­сті­стю, почи­на­ю­чи з чере­па­шни­ка, який скла­да­є­ться зі слаб­ко зце­мен­то­ва­них чере­па­шок мор­ських орга­ні­змів, та закін­чу­ю­чи мікри­то­ви­ми вапня­ка­ми, чиї стру­кту­ри настіль­ки дрі­бні, що їх немо­жли­во поба­чи­ти неозбро­є­ним оком.

Вапня­ки вхо­дять до пере­лі­ку кори­сних копа­лин загаль­но­дер­жав­но­го зна­че­н­ня затвер­дже­но­го поста­но­вою Кабі­не­ту Міні­стрів Укра­ї­ни від 12 гру­дня 1994 р. № 827, як флю­со­ва сиро­ви­на, хімі­чна сиро­ви­на, агро­хі­мі­чна сиро­ви­на, сиро­ви­на для обли­цю­валь­них мате­рі­а­лів (деко­ра­тив­не камі­н­ня), сиро­ви­на цемен­тна, сиро­ви­на для пиля­них сті­но­вих мате­рі­а­лів та сиро­ви­на для буто­во­го каме­ню.

Мінеральний склад

Хімі­чний склад чистих вапня­ків близь­кий до каль­ци­ту, де СаО — 56 % і СО2 — 44 %. Вапняк в ряді випад­ків вклю­чає домі­шки гли­ни­стих міне­ра­лів, доло­мі­ту, квар­цу, рід­ше — гіпсу, піри­ту і орга­ні­чних зали­шків, які визна­ча­ють назву вапня­ку. Доло­мі­ти­зо­ва­ні вапня­ки містять 4–17 % MgO, мер­ге­ли­сті — 6–21 % SiO2+R2O3. Піща­ни­стий і кре­ме­ни­стий мають домі­шки квар­цу, опа­лу та хал­це­до­ну.

Якісні характеристики

Які­сні хара­кте­ри­сти­ки вапня­ків вкрай нео­дно­рі­дні та зале­жать від їх стру­кту­ри та текс­ту­ри. Пито­ма вага чистих вапня­ків – 2700 – 2750 кг/м3 ; гли­ни­стих (мер­ге­лів) – 2500, доло­мі­ти­зо­ва­них – 2900. Опір сти­снен­ню коли­ва­є­ться від 10 до 100 МПа. Як пра­ви­ло, міцні­сні хара­кте­ри­сти­ки вапня­ків пря­мо зале­жать від їх щіль­но­сті – чим вона біль­ша, тим біль­ший опір поро­ди сило­вим впли­вам. Моро­зо­стій­кість вапня­ків також різ­ко змі­ню­є­ться в зале­жно­сті від їх стру­кту­ри, при цьо­му най­ви­ща вона у кри­ста­лі­чних вапня­ків, та ста­но­вить 300–400 циклів. За стру­кту­рою вапня­ки поді­ля­ю­ться на кри­ста­лі­чні, чере­па­шко­ві, детри­то­ві, оолі­то­ві, улам­ко­ві, зі змі­ша­ною стру­кту­рою.

Генезис вапняків

За похо­дже­н­ням вапня­ки бува­ють пере­ва­жно орга­но­ген­ні та хемо­ген­ні. Біль­шість вапня­ків фор­му­є­ться у теплих при­бе­ре­жних мор­ських водах, де умо­ви сере­до­ви­ща спри­я­ють фор­му­ван­ню орга­ні­зма­ми чере­па­шок та ске­ле­тів з кар­бо­на­ту каль­цію. Чере­па­шки та ске­ле­ти від­мер­лих орга­ні­змів нако­пи­чу­ю­ться, та, за спри­я­тли­вих умов, про­хо­дять про­цес літи­фі­ка­ції з утво­ре­н­ням вапня­ку. Такі вапня­ки є орга­но­ген­ни­ми, і часто на їх похо­дже­н­ня вка­зує наяв­ність орга­ні­чних решток. Втім, іно­ді дока­зи орга­но­ген­но­го похо­дже­н­ня поро­ди зни­щу­ю­ться вна­слі­док роз­чи­не­н­ня чи пере­кри­ста­лі­за­ції.

Деякі вапня­ки фор­му­ю­ться вна­слі­док оса­дже­н­ня кар­бо­на­ту каль­цію з мор­ської або прі­сної води. Вва­жа­є­ться, що вони менш поши­ре­ні, ніж орга­но­ген­ні вапня­ки. Вар­то зазна­чи­ти, що цемен­та­ція орга­но­ген­них вапня­ків також від­бу­ва­є­ться за раху­нок оса­дже­н­ня кар­бо­на­ту каль­цію, роз­чи­не­но­го у воді, при цьо­му його дже­ре­лом ста­ють самі орга­ні­чні реш­тки.

Застосування вапняків

Сфе­ра засто­су­ва­н­ня вапня­ків вклю­чає
мета­лур­гій­ну про­ми­сло­вість, де вапня­ки вико­ри­сто­ву­ю­ться як флю­со­ва сиро­ви­на,
сіль­ське госпо­дар­ство (вапну­ва­н­ня ґрун­тів, виго­тов­ле­н­ня анти­се­пти­ків, міне­раль­не добри­во),
цукро­ву та буді­вель­ну про­ми­сло­вість.
Також вони вико­ри­сто­ву­ю­ться як при­ро­дний буді­вель­ний мате­рі­ал, з яко­го виго­тов­ля­ють шту­чний камінь (буто­вий, сті­но­вий, обли­цю­валь­ний, архі­те­ктур­но-буді­вель­ний), в гідро­те­хні­чно­му і шля­хо­во­му будів­ни­цтві, як залі­зни­чний баласт тощо. Жор­ству, щебінь, пісок та вапня­ко­ве боро­шно вико­ри­сто­ву­ють для виго­тов­ле­н­ня різних буді­вель­них дета­лей на осно­ві в’яжучих мате­рі­а­лів. Крім того, за їх допо­мо­гою виго­тов­ля­ю­ться різні мар­ки цемен­ту, асфаль­то-бетон­них сумі­шей і т. п.

Укра­ї­на є одним з про­від­них виро­бни­ків вапня­ку в сві­ті, а тому екс­пор­тує зна­чні обся­ги цієї сиро­ви­ни. За дани­ми Дер­жав­ної слу­жби ста­ти­сти­ки Укра­ї­ни, у 2021 році екс­порт вапня­ку з Укра­ї­ни склав 1,13 міль­йо­на тонн і ста­но­вив 50,2 млн дола­рів США. Голов­ни­ми кра­ї­на­ми-імпор­те­ра­ми вапня­ку з Укра­ї­ни є Росій­ська Феде­ра­ція, Біло­русь, Поль­ща та інші кра­ї­ни Євро­пи. Хоча Укра­ї­на є зна­чним виро­бни­ком вапня­ку, але пев­ні види вапня­ку, які вико­ри­сто­ву­ю­ться в окре­мих галу­зях про­ми­сло­во­сті, можуть бути імпор­то­ва­ні. Зокре­ма, Укра­ї­на імпор­тує вапняк для виро­бни­цтва цемен­ту, скла, кера­мі­ки та інших про­ду­ктів. 2020 року до Укра­ї­ни було імпор­то­ва­но 1,8 млн т вапня­ко­во-доло­мі­то­вої про­ду­кції, основ­ну части­ну якої ста­но­вив вапня­ко­вий щебінь різних фра­кцій. Ліде­ром поста­вок була Росій­ська Феде­ра­ція – 68% ста­ном на 2021 рік. В січні-черв­ні 2022 року імпорт вапня­ку змен­шив­ся на 81% через поча­ток пов­но­мас­шта­бно­го росій­сько­го втор­гне­н­ня, а час­тка РФ ско­ро­ти­ла­ся до 29%. Поло­ви­ну поста­вок ста­но­вив імпорт із Туреч­чи­ни, ще 20% — з Мол­до­ви. Ста­ном на січень-лютий 2023 року постав­ки вапня­ку та вапна залі­зни­цею ста­но­ви­ли 259 тис т та 24 тис т від­по­від­но, що на 83% та 53% мен­ше, ніж у 2022 році.

Забезпеченість України

Родо­ви­ща буді­вель­них вапня­ків поши­ре­ні в Укра­ї­ні нерів­но­мір­но в зале­жно­сті від гео­ло­гії регіо­нів. Вапня­ки зна­чно поши­ре­ні в При­чор­но­мор­ській запа­ди­ні та в Кри­му, Придністров’ї, Кар­па­тах, Дон­ба­сі, де вони пов’язані з від­кла­да­ми палео­зой­сько­го, мезо­зой­сько­го та кай­но­зой­сько­го віку. На тери­то­рії Хер­сон­ської та Мико­ла­їв­ської обла­стей широ­ко поши­ре­ні чере­па­шко­ві, оолі­то­ві та кри­ста­лі­чні вапня­ки нео­ге­но­во­го віку – сар­мат­ські, мео­ти­чні та пон­ти­чні. Роз­ро­бля­ю­ться вони у Вар­ва­рів­сько­му, Тилі­гу­ло-Бере­зан­сько­му, Сні­гу­рів­сько­му, Возне­сен­сько­му і Ново­о­де­сько­му райо­нах; най­пер­спе­ктив­ні­ші родо­ви­ща Біла Кри­ни­ця, Себин­ське, Кам’яна Бал­ка. Зали­шок запа­сів вапня­ку Гри­го­рів­сько­го родо­ви­ща скла­дає 24152 тис. т. В Оде­ській обла­сті поши­ре­ні вапня­ки пон­ти­чно­го та сар­мат­сько­го віку. Чере­па­шко­ві вапня­ки утво­рю­ють тут шар поту­жні­стю 10–12 м, верх­ня части­на яко­го пере­кри­ста­лі­зо­ва­на, щіль­на. Най­ві­до­мі­ші родо­ви­ща – Кри­ва Бал­ка, Бул­дин­ське, Гуляй Бал­ка, Коваль­ське.

В Дні­про­пе­тров­ській обла­сті вапня­ки роз­по­всю­дже­ні на пів­но­чі – в межах Дні­пров­сько-Доне­цької запа­ди­ни та схи­лів Укра­їн­сько­го щита (УЩ), і на пів­дні, непо­да­лік Кри­во­го Рогу. Вапня­ки мають вели­ку поту­жність (до 70 м), але заля­га­ють дуже гли­бо­ко (біль­ше 100 м) і не можуть добу­ва­ти­ся кар’єрним спосо­бом. На пів­дні при поту­жно­сті пла­стів 8–20 м вапня­ки видо­бу­ва­ю­ться кар’єрами в око­ли­цях м. Ніко­по­ля, с. Шоло­хо­ве, ст. Жовтокам’янка, Ніко­ло-Козельськ та Литов­ка. Зали­шок запа­сів вапня­ку Жовтокам’янського родо­ви­ща ста­ном на 01.01.2006 ста­но­вить 39470 тис. т.

Список використаних джерел.

1. U.S. General Services Administration – Limestone: Characteristics, Uses And Problem
2. Hobart M. King. Limestone. What is Limestone and How is it Used?
3. McLane, Michael, Sedimentology, Oxford University Press, 1995, p. 238 ISBN 0–19-507868–3
4. Гур­ський Д., Єси­пчук К., Калі­нін В. та ін./ Мета­лі­чні і неме­та­лі­чні кори­сні копа­ли­ни Укра­ї­ни. Том ІІ. Неме­та­лі­чні кори­сні копа­ли­ни. – Київ – Львів: Видав­ни­цтво «Центр Євро­пи», 2006. – 552 с.
5. Укра­їн­ська Асо­ці­а­ція Вапня­ної Про­ми­сло­во­сті. Дослі­дже­н­ня імпорт­но-екс­порт­ної дина­мі­ки вапня­ку, доло­мі­ту та міне­раль­но­го поро­шку в Укра­ї­ні за І пів­річ­чя 2022 року.