Caliche - Caliche

Caliche Forest på San Miguel Island .

Caliche ( / k ə l jeg tʃ Jeg / ) er en sedimentbjergarter , en hærdet naturlig cement af calciumcarbonat , der binder andre materialer-såsom grus, sand, ler, og silt. Det forekommer overalt i verden i aridisol- og mollisoljordordrer - generelt i tørre eller halvtørre regioner, herunder i det centrale og vestlige Australien , i Kalahari-ørkenen , i de høje sletter i det vestlige USA , i Sonoran-ørkenen , Chihuahuan-ørkenen og Mojave-ørkenen i Nordamerika og i det østlige Saudi-Arabien ved Al-Hasa . Caliche er også kendt som calcrete eller kankar (i Indien). Det tilhører duricrusts . Udtrykket caliche er spansk og er oprindeligt fra den latinske calx , hvilket betyder kalk .

Caliche er generelt lysfarvet, men kan variere fra hvid til lyserød til rødbrun, afhængigt af de tilstedeværende urenheder. Det forekommer generelt på eller nær overfladen, men kan også findes i dybere undergrundsaflejringer. Lag varierer fra nogle få inches til fødder tykke, og flere lag kan eksistere på et enkelt sted. Et caliche-lag i en jordprofil kaldes undertiden en K-horisont.

I det nordlige Chile og Peru , caliche henviser også til mineralforekomster, der omfatter nitrat salte. Caliche kan også henvise til forskellige lerlignende aflejringer i Mexico og Colombia . Derudover er det blevet brugt til at beskrive nogle former for kvartsit , bauxit , kaolinit , laterit , chalcedon , opal og sodaniter .

Et lignende materiale, der består af calciumsulfat snarere end calciumcarbonat , kaldes gypcrust .

Dannelse

Caliche dannes, hvor den årlige nedbør er mindre end 65 centimeter (26 tommer) om året, og den gennemsnitlige årstemperatur overstiger 5 ° C (41 ° F). Højere regn udvasker overskydende calcium helt fra jorden, mens regn i meget tørre klimaer overhovedet ikke er tilstrækkelig til at udvaskes calcium, og der dannes kun tynde lag af calcit . Planterødder spiller en vigtig rolle i dannelsen af ​​caliche ved at frigive store mængder kuldioxid i jordens A-horisont . Kuldioxidniveauer her kan overstige 15 gange normale atmosfæriske værdier. Dette gør det muligt for calciumcarbonat at opløses som bicarbonat. Hvor nedbør er tilstrækkelig, men ikke overdreven, føres calciumbicarbonatet ned i B-horisonten . Her er der mindre biologisk aktivitet, kuldioxidniveauet er meget lavere, og bicarbonatet vender tilbage til uopløseligt carbonat. En blanding af calciumcarbonat og lerpartikler akkumuleres, først dannes korn, derefter små klumper, derefter et synligt lag og til sidst en tykkere, fast seng. Efterhånden som calichelaget dannes, bliver laget gradvist dybere og bevæger sig til sidst ind i modermaterialet , der ligger under de øverste jordhorisonter.

Imidlertid dannes caliche også på andre måder. Det kan dannes, når vand stiger gennem kapillær handling . I et tørt område synker regnvand meget hurtigt ned i jorden. Senere, når overfladen tørrer ud, stiger vandet under overfladen og fører opløste mineraler fra nedre lag. Disse udfældes, når vand fordamper, og kuldioxid går tabt. Denne vandbevægelse danner en caliche, der er tæt på overfladen. Caliche kan også dannes på fremspring af porøse klipper eller i klodssprækker, hvor vand er fanget og fordamper. Generelt er caliche-aflejring en langsom proces, der kræver flere tusinde år, men hvis der er tilstrækkelig fugt til stede på et ellers tørt sted, kan det akkumuleres hurtigt nok til at blokere et afløbsrør.

Calichelagets dybde er følsom over for gennemsnitlig årlig nedbør. Når nedbør er omkring 35 centimeter (14 tommer) om året, vil caliche-laget være så lavt som 25 centimeter (9,8 tommer). Når nedbør er omkring 75 centimeter (30 tommer) om året, vil caliche-laget være i en dybde på omkring 125 centimeter (49 tommer). Caliche-laget forsvinder komplet i tempererede klimaer, hvis den årlige nedbør overstiger 100 centimeter.

Eksempler på naturlig forekomst

Caliche - sedimentær sten, Ridgecrest, Kern County, Californien
Calcrete murbrokker blev meget brugt til bygningskonstruktion i det sydlige Australien i det 19. århundrede.

Mens dannelsen af ​​andre caliches er relativt godt forstået, er oprindelsen af ​​chilensk caliche ikke klart kendt. En mulighed er, at aflejringerne blev dannet, da et forhistorisk indre hav fordampede. En anden teori er, at det blev deponeret på grund af forvitring af Andesbjergene .

En af verdens største aflejringer af kalkbeton er i Makgadikgadi Pans i Botswana , hvor overfladekalkret forekommer på stedet for en nu udtørket forhistorisk sø.

Økonomiske anvendelser

Bygningsapplikationer

Caliche bruges i byggeri over hele verden. Dens reserver i Llano Estacado i Texas kan bruges til fremstilling af Portland cement ; caliche opfylder kravene til kemisk sammensætning og er blevet brugt som det vigtigste råmateriale i Portland cementproduktion i mindst et anlæg i Texas. Hvor calciumcarbonatindholdet er over 80%, kan caliche også fyres og bruges som kildekilde , som derefter kan bruges til jordstabilisering.

Caliche berm omkring en lagertank i det centrale Texas

Ved blanding med små mængder af enten pozzolan eller Portland cement, kan caliche også anvendes som et byggemateriale , der overstiger bygningsreglementets krav til ubrændte murværk materialer. For eksempel blev caliche brugt til at bygge nogle af maya- bygningerne på Yucatán-halvøen i Mexico . En sovesal i Ingram, Texas og en demonstrationsbygning i Carrizo Springs, Texas , for det amerikanske energiministerium blev også bygget ved hjælp af caliche som en del af undersøgelser foretaget af Center for Maximum Potential Building Systems .

I mange områder bruges caliche også til vejbygning, enten som overflademateriale eller mere almindeligt som grundmateriale. Det er et af de mest almindelige vejmaterialer, der bruges i det sydlige Afrika . Caliche bruges i vid udstrækning som basismateriale, når det er lokalt tilgængeligt og billigt. Imidlertid holder den ikke op til fugt (regn) og bruges aldrig, hvis der er et grundstenmateriale af hård sten, såsom kalksten.

Sukkerraffinering

En næsten ren kilde til calciumcarbonat er nødvendig for at forfine sukker . Det skal indeholde mindst 95% calciumcarbonat (CaCO 3 ), og har et lavt magnesium. Derudover skal materialet opfylde visse fysiske krav, så det ikke nedbrydes, når det brændes. Selvom caliche generelt ikke opfylder alle kravene til raffinering af sukker, bruges den i områder, hvor en anden kilde til calciumcarbonat, såsom kalksten, ikke er til stede. Mens caliche kræver forbehandling for at opfylde kravene, kan dets anvendelse stadig være betydeligt billigere end handlen i kalksten.

Chilensk caliche

I Atacama-ørkenen i det nordlige Chile er store aflejringer af en blanding, også kaldet caliche , sammensat af gips , natriumchlorid og andre salte og sand, der er forbundet med salitre ("Chile saltpeter"). Salitre er til gengæld en sammensætning af natriumnitrat (NaNO 3 ) og kaliumnitrat (KNO 3 ). Salitre var en vigtig kilde til eksportindtægter for Chile indtil første verdenskrig, da Europa begyndte at producere begge nitrater industrielt i store mængder.

Disse aflejringer er den største kendte naturlige kilde til nitrater i verden, der indeholder op til 25% natriumnitrat og 3% kaliumnitrat samt iodatmineraler, natriumchlorid, natriumsulfat og natriumborat (borax). Caliche-senge er fra 0,2 til 5,0 m tykke, og de udvindes og raffineres til at producere en række produkter, herunder natriumnitrat (til landbrug eller industribrug), kaliumnitrat, natriumsulfat, iod og iodderivater.

Caliche og landbrug

Problemer forårsaget af caliche

Caliche senge kan skabe problemer for landbruget. For det første forhindrer et uigennemtrængeligt caliche-lag vand i at dræne ordentligt, hvilket kan forhindre rødderne i at få nok ilt. Salte kan også opbygges i jorden på grund af manglende dræning. Begge disse situationer er skadelige for plantevækst. For det andet forhindrer den uigennemtrængelige natur af caliche-senge plantens rødder i at trænge ind i sengen, hvilket begrænser tilførslen af ​​næringsstoffer, vand og plads, så de ikke kan udvikle sig normalt. For det tredje kan caliche senge også få den omgivende jord til at være grundlæggende . Den grundlæggende jord sammen med calciumcarbonat fra caliche kan forhindre planter i at få nok næringsstoffer, især jern . En jernmangel får de yngste blade til at blive gule. Jord mætning over caliche sengen kan gøre tilstanden værre.

Et caliche-lag med tilstedeværelse af calciumcarbonater indikerer alkaliske eller høje pH-betingelser.

Se også

Referencer

Yderligere læsning

  • Pris, William Armstrong. Reynosa-problemet med det sydlige Texas og oprindelsen af ​​Caliche. Bulletin of the American Association of Petroleum Geologists 17.5 (1933): 488-522.
  • Reeves, CC, Jr. Caliche: Oprindelse, klassifikation, morfologi og anvendelser. Lubbock, Texas: Estacado Books, 1976.
  • Reeves, CC, Jr. og JD Suggs. Caliche of Central and Southern Llano Estacado, Texas: Noter. Journal of Sedimentær Petrologi 34.3 (1964): 669-672.
  • Chong Diaz, Guillermo ; Gajardo Cubillos, Aníbal; Hartley, Adrian J .; Moreno, Teresa (2006). "7. Industrielle mineraler og klipper". I Moreno, Teresa; Gibbons, Wes (red.). Chiles geologi . Geological Society of London. s. 21–114. ISBN 9781862392199.

eksterne links