石灰岩(英文名:Limestone)
所属分类:沉积岩
一种主要由碳酸钙组成的沉积岩,其成因主要有水动力成因和生物成因,也有部分经化学沉淀形成,如钙华。有鲕粒灰岩、白垩、介壳灰岩等多种。石灰岩是一种沉积岩,主要由海洋生物的骨骼碎片组成,如珊瑚,有孔虫和软体动物。其主要材料是矿物 方解石和文石,它们是不同的晶体形式的碳酸钙,碳酸钙(CaCO 3)。
约10%的沉积岩是石灰岩。石灰石在水和弱酸性溶液中的溶解度导致喀斯特景观,其中水侵蚀石灰石数千年至数百万年。大部分洞穴系统都是通过石灰石基岩。
石灰石具有许多用途:作为建筑材料,作为混凝土(波特兰水泥)的基本组分,作为道路基底的聚集体,作为产品如牙膏或涂料中的白色颜料或填充剂,作为生产石灰的化学原料,作为土壤改良剂,或者作为岩石花园的流行装饰品。
1778年,第一位从白云石中区分石灰岩的地质学家是Belsazar Hacquet。
说明:
位于美国弗吉尼亚州Cedar Creek的石灰石采石场
在采石场切割石灰石块戈佐岛,马耳他
石灰石作为建筑材料
香格里拉Zaplaz编队在皮亚特拉尼Craiului山,罗马尼亚。
像大多数其他沉积岩一样,大多数石灰石是由谷物组成的。石灰岩中的大多数谷物是海洋生物的骨骼碎片,如珊瑚或有孔虫。这些生物体分泌由文石或方解石制成的壳,并在它们死后留下这些壳。包括灰岩其他碳酸盐颗粒是鲕,peloids,内碎屑,和extraclasts。
石灰石通常含有不同量的硅石的形式燧石(玉髓,燧石,碧玉等)或硅质骨架片段(海绵骨针,硅藻,放射虫),和不同量的粘土,淤泥和砂子(陆地 碎屑)中携带由河流。
有些灰岩不包括谷物可言的,是由化学物质完全形成沉淀的方解石或文石,即石灰。次生方解石可能沉积在过饱和 大气水中(使地下水在洞穴中沉淀)。这产生speleothems,例如石笋和钟乳石。方解石采取的另一种形式是鲕粒灰岩,它可以被其颗粒(鲕状)外观所识别。
石灰石中方解石的主要来源是最常见的海洋生物。这些有机体中的一些可以建造以前几代人建造的礁石堆。低于大约3000米,水压和温度条件导致方解石溶解非线性增加,因此石灰石通常不会在较深的水域形成(参见溶血层)。湖相[2]和蒸发岩 沉积环境也可能形成石灰岩。
方解石可以被地下水溶解或沉淀,取决于几个因素,包括水温,pH和溶解离子浓度。方解石表现出一种不寻常的特性,称为逆向溶解度,随着温度升高,它在水中的溶解度会降低。
杂质(如粘土,沙子,有机残留物,氧化铁和其他材料)会使石灰石呈现出不同的颜色,特别是在风化表面。
取决于形成的方法,石灰石可以是结晶的,碎屑的,颗粒状的或块状的。方解石,石英,白云石或重晶石的晶体可能会在岩石中形成小空洞。当条件适合沉淀时,方解石会形成将现有岩石颗粒粘合在一起的矿物涂层,或者可以填充裂缝。
石灰华是沿溪流形成的带状紧凑型石灰岩; 特别是那里有瀑布和周围的热泉或冷泉。碳酸钙沉积在水的蒸发离开用方解石的化学成分过饱和的溶液中。土法,多孔或蜂窝各种石灰的,附近的瀑布找到。Coquina是由珊瑚或贝壳碎片组成的不完整的石灰岩。
在造山过程(造山过程)发生的区域变质过程中,石灰石会再结晶成大理石。
石灰石是母体材料的软土土壤基。
另请参阅:石灰石类型列表
两个主要的分类方案,民俗和邓纳姆,用于识别石灰岩和碳酸盐岩。
民俗:
主要文章:民间分类
Robert L. Folk开发了一种分类系统,主要强调碳酸盐岩中颗粒和间质物质的详细组成。基于成分,有三个主要组分:allochems(谷物),基质(主要是微晶)和水泥(sparite)。民间系统使用两部分名称; 第一个是指谷物,第二个是根。使用Folk方案时使用岩石显微镜是有帮助的,因为它更容易确定每个样品中存在的组分。
邓纳姆:
主要文章:邓纳姆分类
Dunham方案着重于沉积纹理。每个名称都基于组成石灰石的谷物的质地。1962年,Robert J. Dunham发表了他的石灰石系统; 它着重于碳酸盐岩的沉积结构。Dunham根据较粗碎屑颗粒的相对比例将岩石分成四个主要类别。邓纳姆的名字主要是为摇滚家庭。他的努力是处理这些谷物是否最初是相互接触的,因此是自支撑的,还是岩石的特征是框架构造和藻垫的存在。与民间计划不同,邓纳姆处理岩石的原始孔隙。Dunham方案对手工样品更有用,因为它基于质地而不是样品中的颗粒。
石灰石风景:
主要文章:喀斯特地形
大力士巨石,一座高大的石灰石岩石(背景为PieskowaSkała城堡)
约10%的沉积岩是石灰岩。
石灰石部分溶解,特别是在酸中,因此形成许多侵蚀地貌。这些包括石灰石路面,锅洞,cenotes,洞穴和峡谷。这种侵蚀景观被称为喀斯特。石灰石比大多数火成岩具有更低的抗性,但是比其他大多数沉积岩更具抗性。因此它通常与丘陵和低地相关,并发生在具有其他沉积岩(通常是粘土)的地区。
由于它们在稀酸性地下水中的溶解度,岩溶地形和洞穴在石灰岩中发育。石灰岩在水和弱酸溶液中的溶解度导致喀斯特地貌。覆盖在石灰石基岩上的区域往往会有较少的可见地上源(池塘和溪流),因为地表水容易通过石灰石中的接缝向下排出。当从土壤中缓慢(超过数千年或数百万年)排放水和有机酸时,会扩大这些裂缝,溶解碳酸钙并将其带离溶液中。大多数洞穴 系统通过石灰石基岩。冷却地下水或混合不同的地下水也会创造适合洞穴形成的条件。
沿海石灰岩常常被各种方式侵入岩石的有机体侵蚀。这个过程被称为bioerosion。它在热带地区最为常见,它在整个化石记录中都很有名(见泰勒和威尔逊,2003)。
从地球表面出现的石灰石带往往是壮观的岩石露头和岛屿。例子包括爱尔兰克莱尔公司的Burren ; 法国的维登峡谷 ; Malham Cove在北约克郡和怀特岛,英格兰; 威尔士的大奥玛 ; 在法罗附近的瑞典岛屿哥特兰,在尼亚加拉悬崖加拿大/美国,缺口峰值在犹他州,在下龙湾国家公园在越南和周围的丘陵漓江和桂林 中国的城市。
在佛罗里达群岛,岛屿离南海岸佛罗里达州,是主要由鲕粒灰岩(下游键)和碳酸盐骨架的珊瑚暗礁(上键),其中在间冰期蓬勃发展的地区,当海平面高于现在。
在alvars上发现独特的栖息地,极其平坦的石灰岩覆盖着薄薄的土壤覆盖层。欧洲最大的这种扩张是瑞典厄兰岛上的斯道拉阿尔瓦雷特。另一个有大量石灰石的地区是瑞典哥特兰岛。欧洲西北部的巨大采石场,比如圣彼得山(比利时/荷兰)的采石场,长达一百多公里。
世界上最大的石灰石采石场是在密歇根州石灰石和化学公司在罗杰斯市,密歇根州。
用途:
马耳他 的巨石寺庙如ĦaġarQim完全由石灰石建成。他们是现存最古老的独立结构之一。
石灰石在建筑中非常普遍,特别是在欧洲和北美。在世界各地,其中包括许多标志性建筑大金字塔及其相关的复杂在埃及吉萨,是由石灰石制成的。在如此多的建筑物金斯敦,安大略省,加拿大是,并将继续是,从它在构造上,绰号“石灰石城”。在马耳他岛长期以来,称为Globigerina石灰石的各种石灰石是唯一可用的建筑材料,并且仍然在所有类型的建筑物和雕塑中经常使用。石灰石是现成的,相对容易切割成块或更精细的雕刻。古代美国雕塑家重视石灰石,因为它很容易工作,并且对细节有好处。回到晚期的Preclassic时期(公元前200-100年),玛雅文明(古墨西哥)使用石灰石创造了精致的雕塑,因为它具有优异的雕刻特性。玛雅人会装饰他们的神圣建筑的天花板(称为门楣)并用雕刻石灰石板覆盖墙壁。雕刻在这些雕塑上的是政治和社会故事,这有助于向国王传达国王的信息。石灰石是持久的,可以很好地暴露在外,这就解释了为什么许多石灰石遗址能够存活下来。然而,它非常沉重,对于高层建筑来说不切实际,并且作为建筑材料相对昂贵。
在胡夫金字塔,在一个古代世界七大奇迹了完全由石灰石外盖。
莱利县法院由美国堪萨斯州曼哈顿的石灰岩建成
为巴伐利亚州的Moosburg地图制作了一张石灰石板,用于平版印刷。
石灰石在19世纪末和20世纪初最流行。那个时代的火车站,银行和其他建筑通常由石灰石制成。它被用作一些摩天大楼的立面,但仅用于覆盖薄板,而不是固体块。在美国,印第安纳州,最着名的是布卢明顿地区,长期以来一直是高品质采石灰岩的来源,被称为印第安纳州石灰石。伦敦的许多着名建筑均采用波特兰石灰石建造。
石灰石在中世纪发生的地区也是非常受欢迎的建筑砌块,因为它坚硬耐用,并且通常在容易接近的表面暴露中发生。欧洲的许多中世纪教堂和城堡都是由石灰石制成的。啤酒石是英格兰南部中世纪建筑的一种受欢迎的石灰石。
石灰石和(较小程度上)大理石对酸性溶液具有反应性,使酸雨成为保护由这种石头制成的文物的重要问题。许多石灰石雕像和建筑物表面由于酸雨而受到严重破坏。同样,石灰石砾石已被用来保护湖泊不易受酸雨影响,可作为pH缓冲剂。酸性清洁剂也可以蚀刻石灰石,只能使用中性或温和的碱性清洁剂进行清洁。
其他用途包括:
它是生产生石灰(氧化钙),熟石灰(氢氧化钙),水泥和砂浆的原材料。
粉状石灰石用作土壤调理剂以中和酸性土壤(农业石灰)。
被粉碎用作骨料 - 许多道路以及沥青混凝土的坚实基础。
石灰岩的地质构造是最好的石油储层之一 ;
作为试剂在烟道气脱硫,将其与反应二氧化硫对空气污染控制。
玻璃制造在某些情况下使用石灰石。[15]
它被添加到牙膏,纸张,塑料,油漆,瓷砖和其他材料中,既是白色颜料又是廉价的填充剂。
它可以抑制地下煤矿瓦斯爆炸。
纯化后,它被添加到面包和谷类作为钙的来源。
家畜饲料中的钙含量会补充它,例如家禽(碾碎时)
它可用于再矿化和提高净化水的碱度,防止管道腐蚀并恢复必需的营养水平。
用于高炉,石灰石与二氧化硅和其他杂质结合,将其从铁中除去。
它通常出现在药品和化妆品中。
由于雕刻的适用性,它被用于雕塑。
职业安全与健康:
人们可以通过吸入尘埃并与眼睛接触,将其暴露于工作场所中的石灰石中。