中一根,石灰华和凝灰岩
在这个报告中我描述一些中一场和地球化学特征,石灰华和凝灰岩。我描述的过程形成的。有些人使用这个词中一根包括石灰华和凝灰岩。我在这个注意分开,因为他们可能形成不同的方式。
第1部分:中一根的物理特性,凝灰岩和石灰华
中一根,石灰华和凝灰岩不同类型的钙质,或lime-rich,陆地,存款中类似的成分石灰石基石(碳酸钙)。然而,石灰石基岩和中一根有很大区别,石灰华和钙华沉积。中一根、石灰华和钙华形成的沉淀碳酸钙(碳酸钙矿化地下水,在陆地环境中,通常在靠近的石灰石或白云石基石。相反,石灰岩床是由碳酸钙生物有机体的积累和岩化和贝壳死去的热带海洋动物在地板上,或亚热带海洋。
理解中一根、石灰华和钙华沉积可以帮助我们了解过去的气候,地下水类型在一个区域,rock-water反应的性质,有些植物的分布,甚至可能帮助我们缓解气候变化。
中一根
中一根是一种碳酸钙(碳酸钙)存款沉淀的酷,矿化地下水。中一根形成碳酸钙矿物沉淀时,或“脱落”,或结晶,酷,矿化地下水流动以及现有的表面,包括峭壁耸立,洞穴的墙壁,屋顶洞穴,洞穴和地板。
中一根:
由薄片或层,碳酸钙(碳酸钙);
由矿物方解石(碳酸钙)和其他碳酸盐矿物;
最初形式层符合表面形成的形状,但是随着时间的推移,变得越来越圆,或圆顶状沉积厚度增加;
通常有一个浅黄色的色彩,尽管包含铁杂质中一根棕色的颜色;和
通常是开发的,在基岩石灰岩山洞,尽管任何岩石表面可能会由中一根如果当地地下水含有溶解的钙(Ca)和二氧化碳气体(二氧化碳)。
洞中一根存在:
图1:中一根,由碳酸钙(碳酸钙),涵盖了垂直墙壁石灰岩洞。红色箭头点中一根。图像由安迪•Fyon组成的Bonnechere洞穴,Eganville安大raybet11略省2016年7月27日。
照片3:一个钟乳石是一种洞穴堆积物形成石灰岩洞穴,这是由碳酸钙(碳酸钙),并从洞穴屋顶挂像冰柱。钟乳石出现在这张照片的中心。图像由安迪•Fyon组成的Bonnechere洞穴Eganville安大略省raybet11,7月27日,2016年。
中一根可以形成洞穴外的环境,在水泥,例如,那些中一根被归类为calthemites。它们形成的退化的混凝土。中一根也可以形成峡谷的墙壁上,在合适的条件下。
凝灰岩
凝灰岩是另一种类型的碳酸钙(碳酸钙)存款。凝灰岩:
形式当碳酸钙颗粒小,通常在矿物方解石(碳酸钙)的形式沉淀从冷到热矿泉水,没有温泉的水;
一般不是很好层状;
通常是很多孔,这意味着它布满小孔或碳酸钙颗粒之间的空间(图4);和
可以包含的植物种植在凝灰岩形成的地方。
衰变的孔隙度在一定程度上,蛀牙是苔藓等植物材料,被困在凝灰岩,可能有助于沉淀矿物方解石。
凝灰岩中可以形成各种各样的栖息地,包括:a)溪或河道;b)湖,湖的环境;和c)地下地下水排放到土地表面,和流动,土地表面。钙质湿地往往与表面产生凝灰岩地下水排放有关。钙华塔可以在湖泊形成富含钙的水下泉水富含碳酸盐与湖水混合(又名。小苏打)。莫诺湖凝灰岩国家自然保护区在加州,是钙华塔的一个例子,在湖水的表面形成的。
照片4:凝灰岩是一个多孔碳酸钙(碳酸钙沉积形成的降水从酷矿化地下水弹簧。毛孔显示为空格内的存款。由安迪Fyon照片,温暖的海湾,Atlin湖不列颠哥伦比亚省,7月16/19。
凝灰岩形成的非生物,这意味着没有植物或生物活性,和生物降水,这意味着一些植物或生物活性有关。我提供更多的信息关于非生物和生物下面的方解石沉淀。
石灰华
石灰华是第三种类型的碳酸钙(碳酸钙)存款。石灰华(五旬节,2005):
由碳酸钙矿物命名方解石或霰石;
是典型的完美层或层状;
层,或者床上,通常是波浪在截面和斜沿着山坡;
很少有水平层理;
通常低孔隙度,这意味着没有很多方解石矿物晶体之间的孔隙空间。方解石颗粒增长的方式消除大多数的矿物颗粒之间的空间。这与凝灰岩,通常拥有丰富的孔隙空间。
石灰华的方解石沉淀形成的温暖的热矿化水陆地表面,周围地下水渗漏、矿物温泉,沿着小溪和河流,有时在湖泊。接近热水流量的网站,石灰华形成方解石和霰石矿物外壳。在热水系统的部分更遥远的从排放源,叠层石灰华更常见(五旬节,2005)。一些叠层石灰华被认为形成于过程涉及细菌或藻类。这些被称为生物过程。叠片结构发生在毫米至厘米级,并且解释为每日季节性生长节律(安娜Gandin & Enrico Capezzuoli 2008)。
第2部分:形成的存款
中一根、凝灰岩和石灰华享受一些不同的形式,但他们分享一些共同的因素——一个重要的矿化水的存在。在第2部分中,我研究的一些关键因素,导致这些钙质沉积物的形成。
水源
对于这些碳酸钙沉积,地下水,陨石来自雨,雪融化,和其他地表水矿化水的来源。
地下水循环管道系统
需要一个管道系统将地表水引入地下,水成为地下水。地下水使用地球表面下的管道系统流通。断层、裂缝系统,喀斯特裂缝、岩溶洞穴作为管道系统,尽管任何岩石开放可以作为管道系统只要管道系统连接到表面。
低温,浅浅地循环,富含钙的地下水系统通常负责中一根和钙华形成。温度较高,深受地下水循环系统通常负责石灰华的形成。
钙源
当地下水循环通过基石,地下水与基岩反应和溶解成分的岩石。的基础是一个富含钙的岩石,如石灰石、白云岩,或石膏,地下水溶解,并成为矿化,钙元素。地区主要由石灰岩、白云岩和石膏基石,rock-groundwater溶解反应产生空洞的基石。这些孔隙被称为岩溶特征。增强的渗透率帮助创建所需的地下管道地下水循环。
热,深循环地热系统、矿物溶解的热地下水可能来自许多类型的基石,包括石灰岩、白云岩,石膏,以及预先存在的火成岩,变质或其他类型的沉积岩石。基岩矿物源不得暴露在表面上。
热源
演变成热水地热系统,有能力创造石灰华,一个热源需要创建热的地下水。火成岩冷却是一个可能的热源。此外,地球自然变得更热的速度与深度25 - 30°C /公里(72 - 87°F / mi)的深度在地球表面附近。自然,地温梯度能够创建热的地下水。
非生物中一根的形成、凝灰岩和石灰华沉积
在本节中,我们将看看一些化学反应和方程,描述碳酸钙矿物的沉淀。
大多数中一根、石灰华和钙华沉积通常由非生物过程,即碳酸钙矿物形成的非生物化学沉淀没有细菌的影响,藻类或植物的呼吸作用。
文字符号用在这里列出的方程:
照片5:常见的方式从水中沉淀矿物方解石(碳酸钙)是德加二氧化碳(CO2)溶解在水里。红色箭头显示了“方向”的化学反应将遵循当二氧化碳脱气。脱气会导致方解石(碳酸钙)“脱落”或从水中沉淀的解决方案。
二氧化碳脱气可能发生的结果:
搅动的水,水在流瀑布、激流和障碍物,像岩石沿流床;
水的蒸发;
损失的地下水中的二氧化碳,因为水中含有溶解的二氧化碳比发生在周围的气氛或空气。
在这些情况下,二氧化碳气体溶解在地下水逃离水进入大气环境,或空气,一旦地下水方法和到达地表。导致方解石沉淀,或“脱落”或地下水的解决方案(图5)。由于脱气,一层又一层的方解石沉淀的地下水。
方解石沉淀脱气和非生物化学反应所示[1],[2]和[3],如下。象征“=”表示平衡或稳定状态:
水+二氧化碳=碳酸[1]
方解石碳酸氢钙离子+ 2 +碳酸=离子[2]
我们可以简化反应结合反应反应[1]和[2][3]:
方解石+二氧化碳+水=碳酸氢钙离子+ 2离子[3]
当二氧化碳气体脱气,使地下水,反应[3]拉到左边,这意味着溶解钙离子结合地下水中的溶解碳酸氢来创建更多的水和二氧化碳气体脱气二氧化碳补偿。方解石沉淀。
非生物沉淀碳酸钙的蒸发:
二氧化碳气体也失去了从矿物地下水蒸发冷却时地下水流经一个温暖的陆地表面。蒸发可能发生在应对水温的增加在空气和水之间的界面浅盆或薄膜时地下水流动的温暖的表面,如sun-heated岩石。
非生物的碳酸钙沉淀的二氧化碳
在一些不寻常的情况下,石灰华沉淀在大气中的二氧化碳气体移动到矿产地下水,如反应[4]所示:
氢氧化钙=方解石+水+二氧化碳[4]
这种环境下石灰华的形成并不常见,但发生超镁铁的岩石,像橄榄岩,进行碳化反应。在这种情况下,大气中的二氧化碳气体与岩石形成方解石或反应菱镁矿碳酸镁的矿物。
有趣的是,增加大气中的二氧化碳气体的地下水,紧随其后的是用橄榄岩基岩化学反应,是一种自然的形式大气二氧化碳封存。隔离二氧化碳成为存储在地表,石灰华、凝灰岩,或镁等矿物质。
生物碳酸钙的沉淀
在平静或静水条件下,生物活性,如由植物光合作用,去除二氧化碳气体(二氧化碳)溶解在水里。清除的二氧化碳气体通过光合作用导致化学反应遵循图5中的红色箭头方向。导致降水的石灰华和凝灰岩。此外,细菌菌落,建立在表面流的更宁静的地方,可能将碳酸钙颗粒钙质污垢共存。
酸性和碱性地下水
这是一个复杂的主题超出了我的范围。我只分享几个例子提醒我们,rock-water-CO2反应更复杂,我推断。
的pH值,也被称为酸性、矿产丰富的地下水产生石灰华和凝灰岩矿床一般碱性(pH > 7),特别是在循环地下水与预先存在的白云岩反应、石灰或石膏基石。不同寻常的碱性,矿产丰富的地下水产生的石灰华和钙华沉积可以11到12的pH值循环反应与橄榄岩等岩石基岩地下水。
很少(酸性)低pH值、矿产丰富的地下水可以产生石灰华和凝灰岩存款,比如在黄石公园,在美国西部。
中一根、石灰华和凝灰岩的用途
过去的气候:中一根需要水。因此,缺乏中一根可能表明过去的干旱时期。这一观点可以帮助我们理解,如果,当过去的气候干燥或潮湿。对过去气候的见解也获得碳酸钙的碳和氧稳定同位素组成洞穴中发现石灰华沉积。
饰品:中一根用来做装饰品,如碗,和一种特殊类型的装饰性建筑石料。
台面和瓷砖:石灰华倾向于团结。因此,它是用来使瓷砖和台面。凝灰岩是常用的专门的花盆,尤其是对植物需要富含钙的土壤条件。
考古的见解:一些考古文物的年龄可以使用一个复杂的产品由放射性衰变系列被称为铀系列石灰华的约会。工件的年龄是很重要的帮助理解古代人类活动时在一个地理区域。
地下水:研究流体困小气泡凝灰岩和石灰华沉积提供关于一个地区的地下水的见解。在石灰华在最近的火山活动形成的,我们获得的见解的方式地下水与热的反应,在该地区火成岩。
极端微生物生活:研究石灰华由不寻常和酸性矿泉水,如黄石,帮助我们理解一些生命形式的条件容忍极端温度和pH值条件。这些生命形式被称为“极端微生物”。理解极端微生物可以帮助我们了解早期的地球上的生命和可能的其他星球上。
总结
石灰华、凝灰岩和中一根是由碳酸钙、一般矿物方解石。这些存款形成地表,在山洞里,甚至在湖泊。石灰华往往形式从温暖到炎热的地下水。凝灰岩,从地下水中一根倾向于形式。例外的存在!
碳酸钙沉淀可能因为二氧化碳气体溶解在地下水德加,和树叶地下水蒸发的水,变暖的水,和湍流水流。
通过研究这些碳酸钙存款,我们了解到过去的气候,人类活动的年龄,和地下水质量。
我们将这些存款用于桌面,饰品,和花园种植。
2020年11月24日;11月22/21;3月15/22。