حجر جيري

نشر روبرت ج. دنهام نظامه حجر جيري في عام 1962. وهو يركز على النسيج المترسب لصخور الكربونات. يقسم دنهام الصخور إلى أربع مجموعات رئيسية بناءً على النسب النسبية للجسيمات الكلسية الخشنة ، بناءً على معايير مثل ما إذا كانت الحبيبات في الأصل على اتصال متبادل ، وبالتالي فهي ذاتية الدعم ، أو ما إذا كانت الصخور تتميز بوجود بناة الإطار و حصائر الطحالب.

حوالي 10٪ من جميع الصخور الرسوبية من الحجر الجيري. الحجر الجيري قابل للذوبان جزئيًا ، خاصة في الأحماض ، وبالتالي يشكل العديد من أشكال التآكل. وتشمل هذه الأرصفة من الحجر الجيري ، وحفر الأواني ، والصخور الصخرية ، والكهوف والوديان. تُعرف مناطق التعرية هذه باسم الكارستية. الحجر الجيري أقل مقاومة من معظم الصخور النارية ، ولكنه أكثر مقاومة من معظم الصخور الرسوبية الأخرى. لذلك يرتبط عادةً بالتلال والأراضي المنخفضة ، ويحدث في مناطق بها صخور رسوبية أخرى ، عادةً من الطين. تتطور التضاريس والكهوف الكارستية في صخور الحجر الجيري بسبب قابليتها للذوبان في المياه الجوفية الحمضية المخففة. تؤدي قابلية ذوبان الحجر الجيري في الماء والمحاليل الحمضية الضعيفة إلى ظهور المناظر الطبيعية الكارستية. تميل المناطق التي تعلو صخور الأساس من الحجر الجيري إلى أن يكون لديها عدد أقل من المصادر المرئية فوق سطح الأرض (البرك والجداول) ، حيث يتم تصريف المياه السطحية بسهولة إلى أسفل من خلال المفاصل في الحجر الجيري. أثناء التصريف ، يعمل الماء والحمض العضوي من التربة ببطء (على مدى آلاف أو ملايين السنين) على توسيع هذه الشقوق ، مما يؤدي إلى إذابة كربونات الكالسيوم وحملها بعيدًا في المحلول. معظم أنظمة الكهوف هي من خلال حجر الأساس من الحجر الجيري. إن تبريد المياه الجوفية أو خلط المياه الجوفية المختلفة سيخلق أيضًا ظروفًا مناسبة لتكوين الكهوف. غالبًا ما تتآكل الأحجار الجيرية الساحلية بسبب الكائنات الحية التي تحفر في الصخور بوسائل مختلفة. تُعرف هذه العملية بالتآكل الحيوي. وهي أكثر شيوعًا في المناطق الاستوائية ، وهي معروفة في جميع أنحاء السجل الأحفوري (انظر Taylor and Wilson ، 2003). تظهر مجموعات من الحجر الجيري من سطح الأرض في كثير من الأحيان نتوءات صخرية مذهلة وجزر. ومن الأمثلة على ذلك صخرة جبل طارق ، وبورين في مقاطعة كلير ، أيرلندا ؛ مضيق فيردون في فرنسا ؛ مالهام كوف في شمال يوركشاير وجزيرة وايت ، إنجلترا ؛ أورم العظيم في ويلز ؛ في Fårö بالقرب من جزيرة Gotland السويدية ، ومنحدر Niagara Escarpment في كندا / الولايات المتحدة ، و Notch Peak في ولاية يوتا ، ومنتزه Ha Long Bay الوطني في فيتنام والتلال المحيطة بنهر Lijiang ومدينة Guilin في الصين. تتكون جزر فلوريدا كيز ، الواقعة قبالة الساحل الجنوبي لفلوريدا ، بشكل أساسي من الحجر الجيري الأوليتي (المفاتيح السفلى) والهياكل الكربونية للشعاب المرجانية (المفاتيح العليا) ، والتي ازدهرت في المنطقة خلال فترات ما بين الجليدية عندما كان مستوى سطح البحر أعلى من في الوقت الحاضر. تم العثور على موائل فريدة من نوعها في الفارس ، مساحات شاسعة من الحجر الجيري مع طبقات التربة الرقيقة. أكبر امتداد من هذا القبيل في أوروبا هو Stora Alvaret في جزيرة أولاند ، السويد. منطقة أخرى بها كميات كبيرة من الحجر الجيري هي جزيرة جوتلاند بالسويد. تمتد المحاجر الضخمة في شمال غرب أوروبا ، مثل تلك الموجودة في جبل سانت بيتر (بلجيكا / هولندا) ، لأكثر من مائة كيلومتر. يقع أكبر مقلع للحجر الجيري في العالم في شركة Michigan Limestone and Chemical Company في روجرز سيتي بولاية ميشيغان.

يتم التحكم في قابلية ذوبان كربونات الكالسيوم (CaCO3) إلى حد كبير عن طريق الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون (CO2) في الماء. هذا يتلخص في رد الفعل:

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2 + (aq) + 2 HCO3−

تميل الزيادة في درجة الحرارة أو النقصان في الضغط إلى تقليل الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون وترسيب كربونات الكالسيوم. يقلل انخفاض الملوحة أيضًا من قابلية ذوبان كربونات الكالسيوم ، بعدة أوامر من حيث الحجم للمياه العذبة مقابل مياه البحر.

تتشبع المياه القريبة من سطح المحيطات بكربونات الكالسيوم CaCO3 بمعامل يزيد عن ستة. من المحتمل أن يكون فشل CaCO3 في الترسب من هذه المياه ناتجًا عن تداخل أيونات المغنيسيوم المذابة مع تنوي بلورات الكالسيت ، وهي الخطوة الأولى الضرورية في الترسيب. على الرغم من أن الشوائب قد تتكون من خلال عمليات غير عضوية بحتة ، فإن الجزء الأكبر من ترسيب كربونات الكالسيوم CaCO3 في المحيطات هو نتيجة النشاط البيولوجي. يحدث الكثير من هذا على منصات كربونات.

مثل معظم الصخور الرسوبية الأخرى ، يتكون حجر جيري الأكثر حجر جيري من الحبوب. معظم الحبوب في الحجر الجيري عبارة عن شظايا هيكلية للكائنات البحرية مثل المرجان أو المنخربات. تفرز هذه الكائنات قذائف مصنوعة من الأراجونيت أو الكالسيت ، وتترك هذه الأصداف خلفها عندما تموت. حبيبات الكربونات الأخرى المكونة للحجر الجيري هي الشوائب ، الحويصلات ، الأرومة الداخلية ، والخلايا الخارجية. غالبًا ما يحتوي حجر جيري على كميات متغيرة من السيليكا في شكل شرت (كالسيدونى ، صوان ، يشب ، إلخ) أو جزء هيكلي سيليسي (شُفُول إسفنجية ، دياتومات ، راديولاريان) ، وحجر الجيري (راسب من الكالسيت والأراغونيت).

حجر جيري له استخدامات عديدة: كمواد بناء ، ومكون أساسي للخرسانة (الأسمنت البورتلاندي) ، وكمجمع لقاعدة الطرق ، كالصبغة البيضاء أو الحشو في منتجات مثل معجون الأسنان أو الدهانات ، كمادة وسيطة كيميائية لإنتاج الجير ، كمكيف للتربة ، وكإضافة زخرفية شعبية للحدائق الصخرية.