stringtranslate.com

Каличе

Ископаемый лес каличе на острове Сан-Мигель , Калифорния

Caliche ( / kə ˈ l iː tʃ iː / ) (не имеет отношения к уличному жаргону «Caliche», на котором говорят в Сальвадоре ) — это почвенное накопление растворимого карбоната кальция на глубине, где он выпадает в осадок и связывает другие материалы, такие как гравий, песок, глина и ил. Встречается по всему миру, в почвах аридисолей и моллисолей — как правило, в засушливых или полузасушливых регионах, в том числе в центральной и западной Австралии , в пустыне Калахари , на Высоких равнинах западной части Соединенных Штатов , в пустыне Сонора , пустыне Чиуауа и пустыне Мохаве в Северной Америке, а также в восточной части Саудовской Аравии в Эль-Хасе . Caliche также известен как калькрет или канкар (в Индии). Он относится к дюрикрустам . Термин caliche заимствован из испанского языка и изначально произошел от латинского слова calx , означающего известь . [1]

Caliche обычно имеет светлый цвет, но может варьироваться от белого до светло-розового и красновато-коричневого, в зависимости от присутствующих минералов. Caliche является признаком старых ландшафтов. Обычно он встречается на поверхности или очень близко к ней. Там, где слои caliche берут начало на некоторой глубине от поверхности почвы, нетронутые ландшафты и погребенные ландшафты с большей вероятностью, чем эродированные поверхности, имеют caliche значительно ниже поверхности почвы. Слои варьируются от нескольких дюймов до футов толщиной, и несколько слоев могут существовать в одном месте. Слой caliche в профиле почвы иногда называют горизонтом K. [2] [3]

В северной части Чили и Перу термин «каличе» также относится к месторождениям полезных ископаемых, включающим соли азотной кислоты . [4] [5] Термин «каличе» также может относиться к различным глиноподобным месторождениям в Мексике и Колумбии . Кроме того, его использовали для описания некоторых форм кварцита , боксита , каолинита , латерита , халцедона , опала и натровой селитры .

Похожий материал, состоящий из сульфата кальция , а не карбоната кальция , называется гипсокруст .

Формирование

Каличе образуется там, где годовое количество осадков составляет менее 65 сантиметров (26 дюймов) в год, а среднегодовая температура превышает 5 °C (41 °F). Более высокие осадки полностью вымывают избыток кальция из почвы, в то время как в очень засушливом климате осадки недостаточны для вымывания кальция вообще, и образуются только тонкие поверхностные слои кальцита . Корни растений играют важную роль в образовании каличе, выделяя большое количество углекислого газа в горизонт А почвы. Уровень углекислого газа здесь может превышать нормальные атмосферные значения в 15 раз. Это позволяет карбонату кальция растворяться в виде бикарбоната . Там, где осадков достаточно, но не чрезмерно, бикарбонат кальция переносится вниз в горизонт В. Здесь меньше биологической активности, уровень углекислого газа намного ниже, и бикарбонат превращается в нерастворимый карбонат. Смесь карбоната кальция и глинистых частиц накапливается, сначала образуя зерна, затем небольшие комки, затем различимый слой и, наконец, более толстый, твердый слой. [6]

Однако калише также образуется другими способами. Оно может образовываться, когда вода поднимается за счет капиллярного действия . В засушливых регионах дождевая вода очень быстро просачивается в землю. Позже, когда поверхность высыхает, вода под поверхностью поднимается, унося растворенные минералы из нижних слоев. Они выпадают в осадок по мере испарения воды и потери углекислого газа. Это движение воды образует калише, которое находится близко к поверхности. [7] Калише также может образовываться на выходах пористых пород или в трещинах скал, где вода задерживается и испаряется. [8] В целом, отложение калише — медленный процесс, требующий нескольких тысяч лет. [3]

Глубина слоя каличе чувствительна к среднегодовому количеству осадков. Когда количество осадков составляет около 35 сантиметров (14 дюймов) в год, слой каличе будет неглубоким — 25 сантиметров (9,8 дюйма). Когда количество осадков составляет около 75 сантиметров (30 дюймов) в год, слой каличе будет на глубине около 125 сантиметров (49 дюймов). Слой каличе полностью исчезает в умеренном климате, если годовое количество осадков превышает 100 сантиметров (39 дюймов). [9]

Источником кальция в каличе может быть подстилающая коренная порода, но каличе может образовываться даже на коренной породе, которая не богата кальцием. Это объясняется кальцием, принесенным в виде эоловой пыли . [10] [11]

Примеры естественного происхождения

Каличе — осадочная порода, Риджкрест, округ Керн, Калифорния
Калькритовый щебень широко использовался при строительстве зданий в Южной Австралии в XIX веке.

В то время как формирование других каличе относительно хорошо изучено, происхождение чилийского каличе неясно. Одна из возможностей заключается в том, что отложения образовались, когда испарилось доисторическое внутреннее море. Другая теория заключается в том, что оно отложилось из-за выветривания Анд .

Одно из крупнейших в мире месторождений калькрета находится в Макгадикгади Пэнс в Ботсване , где поверхностные калькреты встречаются на месте ныне высохшего доисторического озера. [12]

Сильно затвердевший (затвердевший) каличе известен как калькрит, и он дает начало характерным формам рельефа в засушливых условиях. Калькрит встречается во всей геологической летописи, формируя летопись прошлого климата. Примерами служат миссисипские калькриты в Южном Уэльсе и плиоцен - плейстоценовые покрышки Льяно -Эстакадо в Техасе , США, и Мормон Меса , Невада , США. [10]

Калиши могут хранить значительные объемы углерода, что делает их значимыми для общего глобального углеродного цикла . [13]

В юрских геологических условиях каличе часто является индикатором теплого климата с хорошо выраженной сезонностью влажного и сухого климата [14], что может указывать на сезонные муссоны.

Экономическое использование

Создание приложений

Каличе используется в строительстве по всему миру. Его запасы в Льяно Эстакадо в Техасе могут быть использованы в производстве портландцемента ; каличе соответствует требованиям химического состава и используется в качестве основного сырья в производстве портландцемента. [15]

Насыпь Каличе , окружающая резервуар для хранения скота в Центральном Техасе

Большой дом в национальном памятнике руин Каса-Гранде , Аризона , США, был построен со стенами из каличе. [16] Каличе также использовался в растворах, используемых в зданиях майя на полуострове Юкатан в Мексике . [17] Общежитие в Ингрэме, Техас , и демонстрационное здание в Карризо-Спрингс, Техас , для Министерства энергетики США также были построены с использованием каличе в рамках исследований Центра по максимальным потенциальным системам зданий. [18]

Во многих областях калише также используется для строительства дорог, либо как материал для покрытия, либо, что более распространено, как базовый материал. Это один из наиболее распространенных дорожных материалов, используемых в Южной Африке . Калише широко используется в качестве базового материала, когда он доступен на местном уровне и дешев. Однако он не выдерживает воздействия влаги (дождя) и никогда не используется, если доступен твердый базовый материал, такой как известняк. [19]

Рафинирование сахара

Для очистки сахара необходим почти чистый источник карбоната кальция . Он должен содержать не менее 95% карбоната кальция (CaCO 3 ) и иметь низкое содержание магния. Кроме того, материал должен соответствовать определенным физическим требованиям, чтобы не разрушаться при сжигании. Хотя калише, как правило, не соответствует всем требованиям для очистки сахара, его используют в областях, где нет другого источника карбоната кальция, такого как известняк. Хотя калише требует обогащения для удовлетворения требований, его использование все равно может быть значительно дешевле, чем доставка известняка. [20]

чилийский каличе

В пустыне Атакама на севере Чили обширные залежи смеси, также называемой каличе , состоят из гипса , хлорида натрия и других солей, а также песка, связанного с селитрой («чилийская селитра»). Селитра , в свою очередь, представляет собой композит из нитрата натрия (NaNO 3 ) и нитрата калия (KNO 3 ). Салитра была важным источником экспортных доходов для Чили до Первой мировой войны, когда Европа начала производить оба нитрата в промышленных масштабах. [21]

Месторождения содержат в среднем 7,5% нитрата натрия, а также сульфат натрия (18,87%), хлорид натрия (4,8%) и меньшие количества калия, кальция, магния, бората , йода и перхлората . Около двух третей месторождений представляют собой нерастворимые жильные минералы. Пласты каличе имеют толщину от 2 см до нескольких метров в аллювиальных отложениях, где растворимые минералы образуют цемент в рыхлом реголите . Нитратсодержащая каличе также обнаруживается в пропитке коренных пород с образованием коренных отложений. [21]

Калиш и сельское хозяйство

Проблемы, вызванные калише

Грядки каличе могут вызывать проблемы для сельского хозяйства. Во-первых, непроницаемый слой каличе препятствует нормальному оттоку воды, что может помешать корням получать достаточно кислорода. Соли также могут накапливаться в почве из-за отсутствия дренажа. Обе эти ситуации пагубны для роста растений. Во-вторых, непроницаемая природа грядок каличе исключает доступ корней растений, ограничивая доступ растений к питательным веществам, воде и закреплению. В-третьих, грядки каличе также могут привести к тому, что окружающая почва станет щелочной . Основная почва вместе с карбонатом кальция из каличе может помешать растениям получать достаточное количество питательных веществ, особенно железа . Дефицит железа заставляет самые молодые листья желтеть. Насыщенность почвы над грядкой каличе может ухудшить состояние. [22] Ее твердость также может затруднить рытье таких проектов, как каналы.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Breazeale, JF; Smith, HV (15 апреля 1930 г.). «Caliche in Arizona». Agricultural Experiment Station Bulletin . 131. University of Arizona: 419.
  2. ^ Gile, LH; Peterson, FF; Grossman, RB (февраль 1965). "The K Horizon". Soil Science . 99 (2): 74–82. Bibcode :1965SoilS..99...74G. doi :10.1097/00010694-196502000-00002. S2CID  129247211.
  3. ^ ab Allaby, Michael, ed. (2013). "Caliche". Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое издание). Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 9780199653065.
  4. ^ Чонг и др . 2007, стр. 211.
  5. ↑ Самое проклятое изобретение: динамит, нитраты и создание современного мира, Стивен Р. Боун, Macmillan, 2005, ISBN 0-312-32913-X , стр. 157. 
  6. ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Prentice-Hall. С. 273–275. ISBN 0136427103.
  7. ^ Блатт, Миддлтон и Мюррей 1980, стр. 274–275.
  8. ↑ Бризил и Смит 1930, стр. 420, 428–429.
  9. ^ Блатт, Миддлтон и Мюррей 1980, стр. 274.
  10. ^ ab Schlesinger, William H. (январь 1985). «Формирование каличе в почвах пустыни Мохаве, Калифорния». Geochimica et Cosmochimica Acta . 49 (1): 57–66. Bibcode : 1985GeCoA..49...57S. doi : 10.1016/0016-7037(85)90191-7.
  11. ^ Валера Фернандес, Дейзи; Соллейро Ребольедо, Элизабет; Седов, Сергей; Пустовойтов, Константин (апрель 2022 г.). «Происхождение и контекст среды формирования педогенных карбонатов от MIS 3 до MIS 1 в долине Теотиуакан, Мексика». Quaternary International . 618 : 52–69. Bibcode : 2022QuInt.618...52V. doi : 10.1016/j.quaint.2021.03.019. S2CID  233857091.
  12. ^ C. Michael Hogan (2008) Makgadikgadi , The Megalithic Portal, под ред. A. Burnham [1]
  13. ^ Шлезингер, Уильям Х. (апрель 1982 г.). «Хранение углерода в калише засушливых почв». Почвоведение . 133 (4): 247–255. Bibcode : 1982SoilS.133..247S. doi : 10.1097/00010694-198204000-00008. S2CID  97632160. Получено 25 марта 2022 г.
  14. ^ Матеус, О.; Динис, Ж.; Кунья, П. П. (28.09.2017). «Формация Лориньян: верхняя юра — самый нижний мел Лузитанского бассейна, Португалия — ландшафты, где ходили динозавры». Ciências da Terra / Earth Sciences Journal . 19 (1): 75–97. doi : 10.21695/cterra/esj.v19i1.355. hdl : 10316/79879 . ISSN  2183-4431.
  15. ^ Reeves, CC Jr.; Suggs, JD (1964). «Caliche of central and southern Llano Estacado, Texas». Journal of Sedimentary Research . 34 (3): 669–672. Bibcode : 1964JSedR..34..669R. doi : 10.1306/74D71131-2B21-11D7-8648000102C1865D . Получено 25 марта 2022 г.
  16. ^ Матеро, Фрэнк (январь 1999 г.). «Уроки Большого дома: история состояния и обращения как пролог к ​​сохранению и управлению объектом в национальном памятнике руин Каса-Гранде». Сохранение и управление археологическими объектами . 3 (4): 203–224. doi :10.1179/135050399793138482.
  17. ^ Страулино Майноу, Луиза; Седов, Сергей; Солер Арешальд, Ана; Пи Пуч, Тереза; Вилла, Херардо; Балансарио Гранадос, Сандра; Доменек-Карбо, Мария-Тереза; Осете-Кортина, Лаура; Леонард, Дэниел (4 ноября 2016 г.). «Известковые растворы майя - взаимосвязь между археомагнитным датированием, технологией производства и архитектурными функциями - случай Дзибанче». Геонауки . 6 (4): 49. Бибкод :2016Geosc...6...49S. doi : 10.3390/geosciences6040049 . hdl : 10251/99948 .
  18. ^ Фиск, Плиний (2021). «Биорегиональный дизайн: наука дизайна будущего». В Neuman, M.; Zonneveld, W. (ред.). Справочник Routledge по региональному дизайну . Abingdon. ISBN 9781000366549.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  19. ^ Неттерберг, Ф. (январь 1982 г.). "Геотехнические свойства и поведение калькретов в Южной и Юго-Западной Африке". В Демарсе, К. Р. (ред.). Геотехнические свойства, поведение и эксплуатационные характеристики известковых почв . Западный Коншохокен: Американское общество по испытаниям и материалам. ISBN 9780803107878. Получено 26 марта 2022 г. .
  20. ^ Velmayil, Perumal; Venu, Udayanapillai Alagaiah (июнь 2019 г.). «Микроморфология и геохимия основных элементов калькретов в разрезе рудника Топпукулам, регион Сатханкулам, Южный Тамилнад, Индия: влияние на среду осадконакопления». Arabian Journal of Geosciences . 12 (12): 385. doi :10.1007/s12517-019-4544-4. S2CID  195225634.
  21. ^ ab Wisniak, Jaime; Garces, Ingrid (сентябрь 2001 г.). «Взлет и падение салитровой (нитрата натрия) промышленности» (PDF) . Indian Journal of Chemical Technology . 8 : 427–438 . Получено 26 марта 2022 г. .
  22. ^ Келли, Джек; Уолворт, Джим (март 2002 г.). «Управление калишей на домашнем дворе» (PDF) . Cooperative Extension, Университет Аризоны . College of Agriculture and Life Sciences, University of Arizona . Получено 26 марта 2022 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Найдите значение слова caliche в Викисловаре, бесплатном словаре.