Calcar

Calcar
Dachsteinkalk cu bivalvi fosilizați (probabil Conchodon infraliasicus ), Totes Gebirge , Austria
Categorie	roca sedimentara
Principalele minerale	Carbonat de calciu : cristale anorganice de calcit și / sau materiale organice calcaroase

Calcarul este o rocă sedimentară a cărei componentă principală este reprezentată de calcitul mineral . Zăcămintele de calcar, deci mineralul în sine, sunt mai mult sau mai puțin impregnate de impurități argiloase sau cuarțitice . Calcitul este un mineral adesea cuplat cu dolomita .

Descriere

Calcar tăiat în blocuri.

Calcarul este o rocă sedimentară , clasificată pe baza criteriilor sedimentologice și compoziționale ca aparținând rocilor carbonatice alochimice , adică derivate din acumularea de particule formate prin precipitații chimice ( chimice în sens strict) sau prin secreție organică ( organogen ) în un bazin de sedimentare; ca atare, compoziția sa este întotdeauna foarte variabilă în funcție de „condițiile de formare” pe baza cărora toate rocile sedimentare, inclusiv cele carbonatate, sunt împărțite în trei grupe mari:

sedimente chimice
sedimente organogene
sedimente clastice

Partea predominantă a rocilor de calcar trebuie inclusă în sedimentele organogene; o parte minoră a fost formată prin precipitații din soluții apoase suprasaturate , cum ar fi sedimentele chimice. În cele din urmă, se pot forma sedimente clastice de calcar, dacă rocile , formate inițial prin mijloace chimice sau organogene, sunt distruse fizic și apoi recompuse într-un alt loc.

Rocile calcaroase participă doar pentru aproximativ 0,25% la formarea scoarței terestre , dar reprezintă al treilea tip de „rocă sedimentară” după șisturi și gresii .

Printre numeroasele utilizări ale calcarului (în diferite dimensiuni și amestecuri precum piatră, piatră zdrobită sau nisip) ne amintim de construcția drumurilor , producția de beton , în industria siderurgică , chimică și cimentă .

Originea calcarului

Origine chimică

Produsul cu soluție de CaCO ₃ este decisiv pentru formarea chimică a calcarului

(1) [Ca ²⁺ ] · [CO ₃ ^2- ] = L = 4,9·10 ^-9

și etapele de disociere a acidului carbonic:

(2) [H ⁺ ] · [HCO ₃ ^- ]/[H ₂ CO ₃ ] = K ₁ = 1,72·10 ^-4

(3) [H ⁺ ] · [CO ₃ ^2- ]/[HCO ₃ ^- ] = K ₂ =4,84·10 ^-11

La scăderea concentrației de ioni de hidrogen , se mărește conform ecuației (2) concentrația ionilor de bicarbonat și conform (3) concentrației de ioni de carbonat . În acest fel, precipitațiile se datorează excesului de produs de solubilitate al carbonatului de calciu . Pe de altă parte, o creștere a concentrației de ioni de hidrogen duce la o scădere a concentrației de ioni de carbonat conform ecuației (3) și, prin urmare, la o depășire a produsului de solubilitate al carbonatului de calciu , adică la o soluție consolidată de carbonat de fotbal. Reacțiile care se dezvoltă la formarea calcitului pot fi reproduse în următoarea schemă de reacție :

H_{2}O+CO_{2}\leftrightarrows H_{2}CO_{3}\leftrightarrows H^{+}+HCO_{3}^{-}\leftrightarrows 2H^{+}CO_{3}^{2-}

{\ displaystyle H_ {2} O + CO_ {2} \ leftrightarrows H_ {2} CO_ {3} \ leftrightarrows H ^ {+} + HCO_ {3} ^ {-} \ leftrightarrows 2H ^ {+} CO_ {3} ^ {2-}}

H_ {2} O + CO_ {2} \ leftrightarrows H_ {2} CO_ {3} \ leftrightarrows H ^ {+} + HCO_ {3} ^ {-} \ leftrightarrows 2H ^ {+} CO_ {3} ^ {{ 2-}}

CaCO_{3}+H^{+}+HCO_{3}^{-}\leftrightarrows Ca(HCO_{3})_{2}\leftrightarrows Ca^{2+}+2HCO_{3}^{-}

{\ displaystyle CaCO_ {3} + H ^ {+} + HCO_ {3} ^ {-} \ leftrightarrows Ca (HCO_ {3}) _ {2} \ leftrightarrows Ca ^ {2 +} + 2HCO_ {3} ^ { -}}

CaCO_ {3} + H ^ {+} + HCO_ {3} ^ {-} \ leftrightarrows Ca (HCO_ {3}) _ {2} \ leftrightarrows Ca ^ {{2 +}} + 2HCO_ {3} ^ {- }

Origine organogenă

Calcar ( piatră de legătură ) formată predominant din fosile bivalve jurasice Gryphea , Normandia

Coccosfera Coccolithus pelagicus

Formarea organogenă a calcarului derivă din faptul că multe ființe vii sunt înzestrate cu o coajă calcaroasă sau schelet . După moartea acestor organisme, rămășițele după o călătorie mai mult sau mai puțin lungă merg spre fund, așezându-se pe fundul mării. După descompunerea părților moi, părțile mineralizate formează sedimente care acoperă adesea zone cu extindere considerabilă. De exemplu, „ nămolurile ” globigerinei acoperă acum 37,4% din fundul mării , ceea ce corespunde cu 25,2% din întreaga suprafață a pământului.

Printre exemplele de fosile, rocile de calcar din Muschelkalk („calcarul de coajă” triasic german ) constau în mare parte din rămășițe de coajă de moluște .

Există, de asemenea, organisme care contribuie activ la construcția structurilor mineralizate, cum ar fi coralii , și dau naștere unor recife organogene reale. În acest caz, organismele vii cresc pe scheletele generațiilor anterioare, formând o împletire cu structurile lor în care golurile sunt umplute progresiv cu ciment și / sau sedimente. Un exemplu clasic al acestui ultim tip de organisme cu trecut geologic sunt Rudiste , bivalvi care au trăit în perioada Cretacic care ar putea da naștere la bioconstrucții de extindere considerabilă.

Studii recente ^[1] ^[2] au sugerat o altă sursă de carbonat de calciu pentru sedimentele marine: pești teleostici , adică pești cu schelete osoase. Acestea sunt capabile să producă cantități mari de carbonat de calciu în intestinele lor ca răspuns osmoregulator la ingestia continuă de apă de mare, bogată în calciu și magneziu , excretată ca deșeu. Acest carbonat de calciu, mai bogat în magneziu decât cel planctonic și, prin urmare, mai solubil, este estimat să constituie 3% până la 15% din producția totală de carbonat oceanic și să contribuie până la un sfert din bilanțul inițial de carbonat de calciu. aceste date ar putea explica distribuția abundentă a carbonatului în primii 1000 de metri superiori ai maselor de apă marină.

Clasificarea organismelor care formează calcar

Plantă
- Alge calcaroase verzi fixate pe substrat: lithotammi , halimeda , etc., în care calcarul este fixat în țesuturi făcându - le necomestibile pentru erbivore animale. De obicei, aceste alge se găsesc în mediile recifale
- Alge planctonice calcificate (plutitoare pasiv): coccolithophoridia microscopică
Animale
- bentice : corali , bureți calcari , foraminiferi , briozoici , brahiopode , echinoderme, moluște, viermi, crustacee
- planctonic: foraminifere , pteropode
- nectonică (plutitoare activă): crustacee (trilobite, ostracode), pești osoși.

Formarea clastică a calcarului

Roci calcaroase clastic sunt produse prin dezintegrarea și deplasarea _CaCO3 formate aglomeratelor așa cum se explică în paragrafele anterioare și deja consolidate. Acestea sunt împărțite în funcție de dimensiunile particulelor.

Diageneză a sedimentelor calcaroase

Presiunile ridicate și diferite condiții de temperatură acționează asupra maselor materialelor calcitice; continuă și procesele chimice. Sedimentele calcaroase la început se „aglomerează în vrac”, apoi se transformă în roci compacte.

Pe baza texturii lor, se pot distinge următoarele roci de compoziție carbonatată:

Marmură : rocă cristalină în principal cu cereale grosiere, formată prin metamorfismul altor roci calcaroase.
Dolomia : rocă carbonată formată din mineralul Dolomit , poate avea origine sedimentară sau poate proveni din diagenezia rocilor carbonatice. ^[3]
Calcar oolitic: alcătuit din agregate sferice ( oolit ) sau ovoide cu o structură concentrică.
Calcarul numulitic : calcar cu prezență abundentă de nummulite .
Calcar compact : În general de origine organogenă, prezintă o ruptură concoidală, așchiată și cele mai diverse culori. Structura este în straturi și bănci sau masivă. Adesea au impurități precum argila, silice etc.
Calcar stratificat: calcare compacte, adesea cu stratificări fine, parțial cu o structură de agat așa cum se găsește în alabastru oriental din Egipt sau în marmură de onix verde-galben din Mexic . ^[4]
Calcar pământos: În general sfărâmicios. Creta de tablă aparține acestui soi.
Lumachella : orice rocă sedimentară organogenă (aproape întotdeauna un calcar) ale cărei granule sunt cochilii de moluște . ^[5]

Calcar și aparate

Dezavantajul calcarului în apă este pentru țevi și aparate, iar produsele specifice trebuie utilizate pentru a limita acumularea acestuia. ^[6]

Notă

^ Brad A. Seibel, Heidi M. Dierssen, Animal Function at the Heart (and Gut) of Oceanography , Science 16 ianuarie 2009, vol. 323. nr. 5912, pp. 343-344
^ RW Wilson, FJ Millero, JR Taylor, PJ Walsh, V. Christensen, S. Jennings, M. Grosell, Contribuția peștilor la ciclul carbonului anorganic marin , Știința 16 ianuarie 2009, Vol. 323. nr. 5912, pp. 359-362
^ Diversi autori, foaia Dolomia în The magic world of Minerals & gems , De Agostini , 1993-1996, Novara
^ Diversi autori, Alabaster calcareous sheet in The magic world of Minerals & gems , De Agostini , 1993-1996, Novara
^ Diversi autori, Lumahella card în The magic world of Minerals & Gems , De Agostini , 1993-1996, Novara
^ Este calcarul din apă dăunător? , Focus.it, 21 martie 2015

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe calcar

linkuri externe

( EN ) Calcar , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	Tezaur BNCF 21046 · LCCN (EN) sh85077017 · GND (DE) 4163107-9 · BNF (FR) cb11938314x (dată) · NDL (EN, JA) 00.570.623

Portalul de geologie	Portalul de materiale
Portal de mineralogie	Portalul Științelor Pământului

[1] Brad A. Seibel, Heidi M. Dierssen, Animal Function at the Heart (and Gut) of Oceanography , Science 16 ianuarie 2009, vol. 323. nr. 5912, pp. 343-344

[2] RW Wilson, FJ Millero, JR Taylor, PJ Walsh, V. Christensen, S. Jennings, M. Grosell, Contribuția peștilor la ciclul carbonului anorganic marin , Știința 16 ianuarie 2009, Vol. 323. nr. 5912, pp. 359-362

[3] Diversi autori, foaia Dolomia în The magic world of Minerals & gems , De Agostini , 1993-1996, Novara

[4] Diversi autori, Alabaster calcareous sheet in The magic world of Minerals & gems , De Agostini , 1993-1996, Novara

[5] Diversi autori, Lumahella card în The magic world of Minerals & Gems , De Agostini , 1993-1996, Novara

[6] Este calcarul din apă dăunător? , Focus.it, 21 martie 2015

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]