Известняк

Роберт Дж. Данхэм опубликовал свою систему известняк в 1962 году. Она фокусируется на осадочной ткани карбонатных пород. Данхэм делит породы на четыре основные группы на основе относительных пропорций более крупных обломочных частиц, основываясь на таких критериях, как то, были ли зерна изначально во взаимном контакте и, следовательно, самонесущими, или ли скала характеризуется наличием строителей каркаса и водорослевые маты.

Около 10% всех осадочных пород составляют известняки. Известняк частично растворим, особенно в кислоте, и поэтому образует множество эрозионных форм рельефа. К ним относятся известняковые тротуары, выбоины, сеноты, пещеры и ущелья. Такие эрозионные ландшафты известны как карсты. Известняк менее устойчив, чем большинство магматических пород, но более устойчив, чем большинство других осадочных пород. Поэтому он обычно ассоциируется с холмами и низменностями и встречается в регионах с другими осадочными породами, обычно с глинами. Карстовый рельеф и пещеры развиваются в известняковых породах из-за их растворимости в разбавленных кислых грунтовых водах. Растворимость известняка в воде и слабых кислотных растворах приводит к карстовым ландшафтам. В областях, лежащих над известняковой коренной породой, как правило, меньше видимых надземных источников (прудов и ручьев), поскольку поверхностная вода легко стекает вниз через трещины в известняке. При сливе вода и органическая кислота из почвы медленно (в течение тысяч или миллионов лет) расширяют эти трещины, растворяя карбонат кальция и унося его в раствор. Большинство пещерных систем проходят через известняковые породы. Охлаждение грунтовых вод или смешивание различных грунтовых вод также создаст условия, подходящие для образования пещер. Прибрежные известняки часто подвергаются эрозии организмами, которые проникают в породу различными способами. Этот процесс известен как биоэрозия. Он наиболее распространен в тропиках и известен во всей летописи окаменелостей (см. Taylor and Wilson, 2003). Полосы известняка выступают с поверхности Земли в виде впечатляющих скалистых обнажений и островов. Примеры включают Гибралтарскую скалу, Буррен в графстве Клэр, Ирландия; Вердонское ущелье во Франции; Бухта Малхэм в Северном Йоркшире и на острове Уайт, Англия; Великий Орм в Уэльсе; на Форе возле шведского острова Готланд, Ниагарского откоса в Канаде / США, Нотч-Пик в Юте, национального парка Халонг-Бей во Вьетнаме и холмов вокруг реки Лицзян и города Гуйлинь в Китае. Флорида-Кис, острова у южного побережья Флориды, состоят в основном из оолитового известняка (Нижние Кис) и карбонатных скелетов коралловых рифов (Верхние Кис), которые процветали в этом районе в межледниковые периоды, когда уровень моря был выше в настоящий момент. Уникальные места обитания находятся на альварах, чрезвычайно ровных известняковых пространствах с тонким слоем почвы. Самым большим подобным пространством в Европе является Stora Alvaret на острове Эланд в Швеции. Другой район с большим количеством известняка - это остров Готланд в Швеции. Огромные карьеры в северо-западной Европе, например, на горе Сент-Питер (Бельгия / Нидерланды), простираются более чем на сотню километров. Крупнейший в мире карьер известняка находится в Michigan Limestone and Chemical Company в Роджерс-Сити, штат Мичиган.

Растворимость карбоната кальция (CaCO3) в значительной степени контролируется парциальным давлением углекислого газа (CO2) в воде. Это резюмируется в реакции:

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2 + (водн.) + 2 HCO3−

Повышение температуры или снижение давления приводит к снижению парциального давления CO2 и осаждению CaCO3. Снижение солености также снижает растворимость CaCO3 на несколько порядков для пресной воды по сравнению с морской водой.

Приповерхностные воды Мирового океана более чем в шесть раз перенасыщены СаСО3. Отсутствие осаждения CaCO3 из этих вод, вероятно, связано с вмешательством растворенных ионов магния в зарождение кристаллов кальцита, что является необходимым первым шагом при осаждении. Хотя ооиды могут образовываться в результате чисто неорганических процессов, основная часть осаждения CaCO3 в океанах является результатом биологической активности. Большая часть этого происходит на карбонатных платформах.

Как и большинство других осадочных пород, наиболее известняк состоит из зерен. Большинство зерен в известняке - это фрагменты скелета морских организмов, таких как кораллы или фораминиферы. Эти организмы выделяют оболочки из арагонита или кальцита и оставляют эти оболочки после смерти. Другие карбонатные зерна, слагающие известняки, - это ооиды, пелоиды, интракласты и экстракласты. Известняк часто содержит различное количество кремнезема в виде кремня (халцедон, кремень, яшма и т. д.) или кремнистого фрагмента скелета (спикулы губки, диатомовые водоросли, радиолярии) и травертина (осадок кальцита и арагонита).

Известняк имеет множество применений: в качестве строительного материала, важного компонента бетона (портландцемент), в качестве заполнителя для основания дорог, в качестве белого пигмента или наполнителя в таких продуктах, как зубная паста или краски, в качестве химического сырья для производства известь, как кондиционер почвы, и как популярное декоративное дополнение к альпинариям.