stringtranslate.com

Мел

Мел — мягкая, белая, пористая , осадочная карбонатная порода . Это форма известняка , состоящая из минерала кальцита и изначально образовавшаяся глубоко под морем в результате сжатия микроскопического планктона , осевшего на морское дно . Мел распространен по всей Западной Европе , где отложения залегают под частями Франции, а крутые скалы часто видны там, где они встречаются с морем, например, скалы Дувра на побережье Кента в Ла-Манше .

Мел добывают для использования в промышленности, например, для негашеной извести , кирпичей и строительной шпатлевки , а также в сельском хозяйстве для повышения pH в почвах с высокой кислотностью . Он также используется как « мел для школьных досок » для письма и рисования на различных типах поверхностей, хотя их также можно изготовить из других минералов на основе карбоната или гипса .

Описание

«Ницанские меловые кривые», расположенные в Западном Негеве , Израиль , представляют собой меловые отложения, образовавшиеся в мезозойскую эру в океане Тетис.
Открытый меловой карьер, Сил, Суррей, Великобритания

Мел — это тонкозернистый, землистый тип известняка, отличающийся светлым цветом, мягкостью и высокой пористостью. [1] [2] Он состоит в основном из крошечных фрагментов кальцитовых раковин или скелетов планктона , таких как фораминиферы или кокколитофориды . [1] Эти фрагменты в основном имеют форму кальцитовых пластин размером от 0,5 до 4 микрон, хотя около 10% до 25% типичного мела состоит из фрагментов размером от 10 до 100 микрон. Более крупные фрагменты включают в себя нетронутые скелеты планктона и фрагменты скелетов более крупных организмов, таких как моллюски , иглокожие или мшанки . [3] [4] [5]

Мел обычно представляет собой почти чистый кальцит, CaCO 3 , с содержанием других минералов всего от 2% до 4%. Обычно это кварцевые и глинистые минералы , хотя иногда присутствует также коллофан (криптокристаллический апатит , фосфатный минерал) в виде конкреций или небольших гранул, интерпретируемых как фекальные гранулы. В некоторых меловых пластах кальцит был преобразован в доломит , CaMg(CO 3 ) 2 , а в некоторых случаях доломитизированный мел был дедоломитизирован обратно в кальцит. [3]

Мел очень пористый, типичные значения пористости составляют от 35 до 47 процентов. [3] Хотя по внешнему виду он похож как на гипс , так и на диатомит , мел можно определить по его твердости, содержанию ископаемых и реакции на кислоту (он выделяет пузырьки при контакте). [5]

Формирование

В Западной Европе мел образовался в эпоху позднего мела и раннего палеоцена (между 100 и 61 миллионом лет назад). [6] [7] Он откладывался на обширных континентальных шельфах на глубине от 100 до 600 метров (от 330 до 1970 футов) в период несезонного (вероятно, засушливого) климата, который уменьшал количество эрозии от близлежащих обнаженных пород. Отсутствие близлежащих эрозий объясняет высокую чистоту мела. Кокколитофориды, фораминиферы и другие микроскопические организмы, из которых произошел мел, в основном образуют скелеты из кальцита с низким содержанием магния, поэтому отложения уже находились в форме высокоустойчивого кальцита с низким содержанием магния при отложении. Это контрастирует с большинством других известняков, которые образовались из кальцита с высоким содержанием магния или арагонита, который быстро преобразовался в более устойчивый кальцит с низким содержанием магния после отложения, что привело к ранней цементации таких известняков. В мелу отсутствие этого процесса преобразования карбоната кальция предотвратило раннюю цементацию, что частично объясняет высокую пористость мела. [3] Мел также является единственной формой известняка, которая обычно демонстрирует признаки уплотнения. [8]

Кремень (тип кремня ) очень распространен в виде полос, параллельных напластованию или в виде узелков в швах или облицовок трещин , вкрапленных в мел. Вероятно, он произошел от спикул губок [4] или других кремнистых организмов, поскольку вода выталкивается вверх во время уплотнения. Кремень часто откладывается вокруг более крупных ископаемых , таких как Echinoidea , которые могут быть окремнены (т.е. заменены молекула за молекулой кремнем). [9]

Геология и географическое распространение

Мел с Белых скал Дувра, Англия

Мел настолько распространен в меловых морских отложениях, что меловой период был назван по этим отложениям. Название меловой период произошло от латинского слова creta , что означает мел . [10] Некоторые отложения мела образовались после мелового периода. [11]

Группа мела — европейская стратиграфическая единица, отложившаяся в конце мелового периода. Она образует знаменитые Белые скалы Дувра в Кенте , Англия, а также их аналоги Кап-Блан-Нез на другой стороне Дуврского пролива . Регион Шампань во Франции в основном залегает под меловыми отложениями, которые содержат искусственные пещеры, используемые для хранения вина . [3] Некоторые из самых высоких меловых скал в мире находятся в национальном парке Ясмунд в Германии и в Монс-Клинте в Дании . [12]

Отложения мела также обнаружены в меловых пластах на других континентах, таких как мел Остин , [13] группа Сельма , [14] и формации Ниобрара в глубине Северной Америки. [15] Мел также обнаружен в западном Египте (формация Хоман) [16] и западной Австралии ( формация Мирия ). [17]

Мел олигоценового и неогенового возраста был обнаружен в кернах скал под Тихим океаном в районе арки Стюарта на Соломоновых островах . [18]

В Никосийской формации на Кипре , которая образовалась во время плиоцена , имеются слои мела, содержащие Globorotalia . [11]

Добыча полезных ископаемых

Мел добывают из меловых залежей как над землей, так и под землей . Добыча мела процветала во время промышленной революции из-за потребности в меловых продуктах, таких как негашеная известь и кирпичи . [19]

Использует

Мел разных цветов
Ребенок рисует мелом на тротуаре

Большинство людей впервые сталкиваются с мелом в школе, где это относится к мелу для школьных досок , который изначально был сделан из минерального мела, так как он легко крошится и оставляет частицы, которые свободно прилипают к грубым поверхностям, позволяя делать надписи, которые можно легко стереть. Производители мела для школьных досок теперь могут использовать минеральный мел, другие минеральные источники карбоната кальция или минеральный гипс ( сульфат кальция ). В то время как мел для школьных досок на основе гипса является самым дешевым в производстве и, таким образом, широко используется в развивающихся странах , использование мела на основе карбоната дает более крупные частицы и, следовательно, меньше пыли, и он продается как «беспыльный мел». [20] [5]

Цветные мелки, пастельные мелки и тротуарные мелки (в форме более крупных палочек и часто цветные), используемые для рисования на тротуарах , улицах и подъездных путях , в основном изготавливаются из гипса, а не из мела на основе карбоната кальция. [21]

Альпинист Ян Хойер сдувает излишки магнезии с руки.

Карбонат магния обычно используется в качестве осушающего агента для улучшения сцепления у гимнастов и скалолазов.

В качестве наполнителя в глазурованной замазке в основном используется мел в льняном масле . [22]

Мел и другие формы известняка могут быть использованы из-за их свойств в качестве основы . [23] Мел является источником негашеной извести путем термического разложения или гашеной извести после гашения негашеной извести водой. [24] В сельском хозяйстве мел используется для повышения pH в почвах с высокой кислотностью . [25] Небольшие дозы мела также могут использоваться в качестве антацида . [26] Кроме того, мелкие частицы мела делают его веществом, идеальным для чистки и полировки. Например, зубная паста обычно содержит небольшое количество мела, который служит мягким абразивом . [27] Полировальный мел — это мел, приготовленный с тщательно контролируемым размером зерна, для очень тонкой полировки металлов. [28]

Французский мел (также известный как портновский мел) — традиционно твердый мел, используемый для временной маркировки ткани, в основном портными . В настоящее время его обычно изготавливают из талька (силиката магния). [29]

Меловые пласты образуют важные нефтяные резервуары в Северном море [30] и вдоль побережья Мексиканского залива в Северной Америке. [13]

Предыдущие использования

На юго-востоке Англии колодцы являются ярким примером древних меловых карьеров. Такие колокольные карьеры также могут отмечать места древних кремневых рудников, где основной целью было извлечение кремневых конкреций для изготовления каменных орудий . Остатки на поверхности в Сиссбери являются одним из таких примеров, но, возможно, самым известным является обширный комплекс в Граймс-Грейвс в Норфолке . [31]

Мел традиционно использовался в рекреационных целях. В полевых видах спорта, таких как теннис на траве, порошкообразный мел использовался для обозначения границ игрового поля или корта. Если мяч ударяется о линию, будет видно облако мела или пигментной пыли. В последние годы порошкообразный мел был заменен диоксидом титана . [32] В гимнастике, скалолазании, тяжелой атлетике и перетягивании каната мел — теперь обычно карбонат магния — наносят на руки и ноги, чтобы удалить пот и уменьшить скольжение. [33]

Мел также может использоваться в качестве строительного материала для дома вместо кирпича или плетня и глинобитного материала : добытый мел разрезали на блоки и использовали в качестве тесаного камня , или сыпучий мел утрамбовывали в блоки и укладывали в раствор. [34] [35] До сих пор стоят дома, построенные с использованием мела в качестве основного строительного материала. Большинство из них довикторианские, хотя некоторые более поздние. [36]

Смесь мела и ртути может быть использована в качестве дактилоскопического порошка . Однако из-за токсичности ртути использование таких смесей для дактилоскопии было прекращено в 1967 году. [37]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Jackson, Julia A., ed. (1997). "Chalk". Словарь геологии (четвертое издание). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  2. ^ Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Верхняя Сэддл-Ривер, Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. ISBN 0131547283.
  3. ^ abcde Hancock, Jake M. (январь 1975). "Петрология мела". Труды Ассоциации геологов . 86 (4): 499–535. Bibcode :1975PrGA...86..499H. doi :10.1016/S0016-7878(75)80061-7.
  4. ^ ab "Chalk". Craven & Pendle Geological Society . Архивировано из оригинала 20 июня 2009 г.
  5. ^ abc King, Hobart M. "Chalk: A biology limestone formerly from shells". Geology.com . Получено 1 марта 2021 г. .
  6. ^ "Introducing the Chalk". Chalk East . Архивировано из оригинала 3 июня 2012 года.
  7. ^ Ван дер Воерт, Э.; Хейнен, Л.; Реймер, Дж. Дж. Г. (2019). «Геологическая эволюция меловой группы в северной части голландского Северного моря: инверсия, седиментация и переотложение». Geological Magazine . 156 (7): 1265–1284. Bibcode :2019GeoM..156.1265V. doi :10.1017/S0016756818000572. hdl : 1871.1/76ca3535-823f-483f-9a38-cb070ab65e32 . S2CID  134798076.
  8. ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Prentice-Hall. стр. 508. ISBN 0136427103.
  9. ^ Блатт, Миддлтон и Мюррей 1980, стр. 576.
  10. ↑ Глоссарий геологии (3-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Американский геологический институт. 1972. С. 165.
  11. ^ ab Паламакумбура, RN; Робертсон, AHF (2018). «Плиоцен-плейстоценовое осадочно-тектоническое развитие бассейна Месаория (Месарья) в зарождающейся диахронной коллизионной обстановке: фациальные свидетельства с севера Кипра». Geological Magazine . 155 (5): 997–1022. Bibcode :2018GeoM..155..997P. doi :10.1017/S0016756816001072. S2CID  16436977.
  12. ^ Протеро, Дональд Р. (9 июля 2018 г.). «История Земли в 25 камнях: рассказы о важных геологических головоломках и людях, которые их решили». doi :10.7312/prot18260-021. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  13. ^ ab Pearson, Krystal (2012). «Геологические модели и оценка неразведанных обычных и непрерывных ресурсов нефти и газа: верхний меловой мел Остина». Отчет о научных исследованиях Геологической службы США . Отчет о научных исследованиях. 2012–5159. doi : 10.3133/sir20125159 .
  14. ^ Стефенсон , Ллойд У.; Монро, Уотсон Х. (1938). «Стратиграфия верхнемеловых серий в Миссисипи и Алабаме». Бюллетень AAPG . 22. doi :10.1306/3D933022-16B1-11D7-8645000102C1865D.
  15. ^ Longman, MW; Luneau, BA; Landon, SM (1998). «Природа и распределение литологий Ниобрары в меловом Западном внутреннем море региона Скалистых гор». The Mountain Geologist . Получено 28 апреля 2021 г. .
  16. ^ Tewksbury, BJ; Hogan, JP; Kattenhorn, SA; Mehrtens, CJ; Tarabees, EA (1 июня 2014 г.). «Полигональные разломы в мелу: выводы из обширных обнажений формации Хоман, Западная пустыня, Египет». Geology . 42 (6): 479–482. Bibcode : 2014Geo....42..479T. doi : 10.1130/G35362.1.
  17. ^ Хендерсон, Роберт А.; Макнамара, Кеннет Дж. (октябрь 1985 г.). «Тафономия и ихнология раковин головоногих моллюсков в маастрихтском мелу из Западной Австралии». Lethaia . 18 (4): 305–322. Bibcode :1985Letha..18..305H. doi :10.1111/j.1502-3931.1985.tb00710.x.
  18. ^ Shipboard Scientific Party (2001). "Ocean Drilling Program Leg 192 Preliminary Report: Basement drilling of the Ontong Java Plateau" (PDF) . Ocean Drilling Program Preliminary Report 92 . Ocean Drilling Program and Texas A&M University . Получено 15 февраля 2023 г.
  19. ^ "Chalk Mines | KURG". www.kurg.org.uk . Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года . Получено 27 января 2017 года .
  20. ^ Thakker, M., Shukla, P. и Shah, DO, 2015. Поверхностные и коллоидные свойства мела: новый подход с использованием поверхностно-активных веществ для преобразования обычных мелов в беспыльные мели. Коллоиды и поверхности A: физико-химические и инженерные аспекты, 480, стр. 236–244. doi:10.1016/j.colsurfa.2015.01.054
  21. ^ "Как изготавливается мел - материал, изготовление, применение, обработка, процедура, продукт, промышленность". www.madehow.com . Архивировано из оригинала 3 ноября 2017 г.
  22. ^ Роледер, Йоханнес (2001). «Начало: карбонат кальция в замазке для остекления и резине». Карбонат кальция . С. 138–159. doi :10.1007/978-3-0348-8245-3_6. ISBN 978-3-0348-9490-6.
  23. ^ Блатт, Миддлтон и Мюррей 1980, стр. 445.
  24. ^ Блаунт, Бертрам (1990). Химия для инженеров и производителей: Химия производственных процессов. Университет Висконсина – Мэдисон.
  25. ^ Оутс, JAH (11 июля 2008 г.). Известь и известняк: химия и технология, производство и использование. John Wiley & Sons . стр. 111–3. ISBN 978-3-527-61201-7.
  26. ^ Клейман, Чарльз Б. (5 декабря 1980 г.). «Дело о карбонате: запишите одного». JAMA: Журнал Американской медицинской ассоциации . 244 (22): 2554. doi : 10.1001/jama.1980.03310220052030. PMID  7431595.
  27. ^ Baxter, PM; Davis, WB; Jackson, J. (январь 1981 г.). «Требования к абразивности зубной пасты для контроля естественно окрашенного налета.: Соотношение очищающей способности и абразивности зубной пасты». Журнал оральной реабилитации . 8 (1): 19–26. doi :10.1111/j.1365-2842.1981.tb00471.x. PMID  6935391.
  28. ^ Информация о полировальных порошках. Архивировано 04.11.2011 на Wikiwix, из книги 1879 года "The Workshop Companion"
  29. ^ Кумар, Сублания Хариш; Дж., Сингх К.; К., Сомани А. (2016). Оценка свойств талька после измельчения . Международная конференция по конденсированным веществам и прикладной физике (Icc 2015). Труды конференции AIP. Том 1728. стр. 020139. Bibcode : 2016AIPC.1728b0139K. doi : 10.1063/1.4946190.
  30. ^ Hardman, RFP (1982). "Меловые резервуары Северного моря" (PDF) . Бюллетень Геологического общества Дании . 30 (3–4): 119–137. doi :10.37570/bgsd-1981-30-12. S2CID  149452185 . Получено 27 апреля 2021 г. .
  31. ^ Sieveking, G. De G.; Bush, P.; Ferguson, J.; Craddock, PT; Hughes, MJ; Cowell, MR (август 1972 г.). «Доисторические кремневые рудники и их идентификация как источников сырья». Archaeometry . 14 (2): 151–176. doi :10.1111/j.1475-4754.1972.tb00061.x.
  32. ^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 29 октября 2013 г. . Получено 24 октября 2013 г. .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  33. ^ Бэкон, NT; Райан, GA; Уинго, JE; Ричардсон, MT; Пангалло, T.; Бишоп, PA (2018). «Влияние использования карбоната магния на повторные подтягивания с открытым и щипковым хватом с отягощением». Международный журнал по физической науке . 11 (4): 479–492. PMC 5841679. PMID  29541333 . 
  34. ^ Уокер, Питер и др. (2005). Утрамбованная земля: проектирование и руководство по строительству . Бракнелл, Англия: Building Research Establishment . стр. 5. ISBN 9781860817342.
  35. ^ Уитакер, Уильям (1872). Мемуары Геологической службы Великобритании . Т. 4. Лондон: Longmans, Green. стр. 389. OCLC  2531996.
  36. ^ Истон, Дэвид (1996). Дом из утрамбованной земли . White River Junction, VT: Chelsea Green Publishing. стр. 15. ISBN 9780930031794.
  37. ^ Sodhi, GS; Kaur, J. (сентябрь 2001 г.). «Порошковый метод обнаружения скрытых отпечатков пальцев: обзор». Forensic Science International . 120 (3): 172–176. doi :10.1016/S0379-0738(00)00465-5. PMID  11473799.

Дальнейшее чтение

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Мел» .