Богатая известью грязь или аргиллит, содержащий переменное количество глины и ила.
Мергель — землистый материал, богатый карбонатными минералами , глинами и илом . Когда он затвердевает , он превращается в мергель . Он образуется в морской или пресноводной среде, часто в результате деятельности водорослей .
Мергель составляет нижнюю часть скал Дувра , и туннель под Ла-Маншем следует за этими слоями мергеля между Францией и Соединенным Королевством. Мергель также является распространенным осадком в послеледниковых озерах , таких как мергелевые пруды на северо-востоке США.
Мергель использовался в качестве кондиционера почвы и нейтрализующего агента для кислых почв, а также в производстве цемента .
Описание
Мергель или мергель представляет собой богатый карбонатами ил или аргиллит , который содержит переменное количество глины и ила . Первоначально этот термин широко применялся к различным материалам, большинство из которых встречаются в виде рыхлых, землистых отложений, состоящих в основном из смеси глины и карбоната кальция , [1] образовавшихся в пресноводных условиях. Обычно они содержат 35–65% глины и 65–35% карбоната. [2] [3] Сегодня этот термин часто используется для описания затвердевших морских отложений и озерных (озерных) отложений , которые точнее следует называть «мергелем». [4]
Мергель — это затвердевшая (устойчивая к крошению или измельчению) горная порода примерно того же состава, что и мергель. Его правильнее описать как землистый или нечистый глинистый известняк . Он имеет глыбовую субконхоидальную трещину и менее расколот , чем сланец . [4] Преобладающим карбонатным минералом в большинстве мергелей является кальцит , но могут присутствовать и другие карбонатные минералы, такие как арагонит или доломит . [5]
Глауконитовый мергель — мергель, содержащий гранулы глауконита , глинистого минерала, придающего мергелю зеленый цвет. [6] Глауконит характерен для отложений, отлагающихся в морских условиях. [7]
События
Нижние стратиграфические подразделения меловых скал Дувра состоят из последовательности глауконитовых мергелей, за которыми следуют ритмически полосчатые прослои известняков и мергелей. [8] Такие чередующиеся циклы мела и мергеля распространены в меловых отложениях северо-западной Европы. [9] Тоннель под Ла-Маншем следует за этими слоями мергеля между Францией и Соединенным Королевством. [10] Верхнемеловые циклические последовательности в Германии и богатые мергелем- опалом отложения Тортон - Мессина в бассейне Сорбас , связанные с многократным опусканием моря, коррелируют с орбитальным воздействием Миланковича . [11]
В послеледниковых донных отложениях озер часто встречается мергель в виде озерных отложений. [12] [13] [14] Чара , макроводоросль, также известная как костяник, процветает в мелких озерах с высоким pH и щелочностью , где ее стебли и плодовые тела кальцинируются. После гибели водорослей кальцинированные стебли и плодовые тела распадаются на мелкие частицы карбоната, которые смешиваются с илом и глиной, образуя мергель. [15] Мергелевые пруды на северо-востоке США часто представляют собой пруды-котлы в районах с известняковой коренной породой, которые становятся бедными питательными веществами ( олиготрофными ) из-за осаждения незаменимых фосфатов . Обычная жизнь в пруду не может выжить, и скелеты пресноводных моллюсков, таких как Sphaerium и Planorbis, накапливаются как часть донного мергеля. [13]
В Венгрии найден Будайский мергель, образовавшийся в эпоху верхнего эоцена . Он расположен между слоями камня и почвы, и его можно определить как «слабую породу и крепкую почву». [16]
Экономическая геология
Мергель использовался в качестве кондиционера почвы и нейтрализующего агента для кислых почв [13] [17] и при производстве портландцемента . [18] Поскольку некоторые мергели имеют очень низкую проницаемость , они использовались для строительства туннеля под Ла-Маншем между Англией и Францией и исследуются на предмет хранения ядерных отходов .
Историческое использование в сельском хозяйстве
Мергель – один из старейших почвенных удобрений , используемых в сельском хозяйстве. Помимо увеличения доступного кальция, мергель ценен для улучшения структуры почвы и снижения ее кислотности [19] и тем самым делает другие питательные вещества более доступными. [20] Он спорадически использовался в Британии, начиная с доисторических времен [21] , и его использование было упомянуто Плинием Старшим в I веке. [22] Его более широкое использование с 16 века способствовало ранней сельскохозяйственной революции Нового времени. [21] Однако отсутствие высокоэнергетической экономики препятствовало его широкомасштабному использованию вплоть до промышленной революции . [20]
Марл широко использовался в Великобритании, особенно в Ланкашире , в 18 веке. Мергель обычно добывали недалеко от места его использования, так что почти на каждом месторождении была мергелевая яма, но некоторое количество мергеля транспортировалось на большие расстояния по железной дороге. Однако в начале XIX века мергель постепенно был заменен известью и привозными минеральными удобрениями. [23] Похожая историческая картина наблюдалась в Шотландии. [21]
Мергель был одним из немногих улучшителей почвы, доступных в ограниченных количествах на юге Соединенных Штатов, где почвы, как правило, были бедны питательными веществами примерно до 1840 года. [24] К концу 19 века мергель добывался в промышленных масштабах в Нью-Джерси. [25] и все чаще использовался на более научной основе: мергель классифицировали по классам [26] [27], а государственная геологическая служба публиковала подробные химические анализы. [28]
Современное сельскохозяйственное и аквакультурное использование
Мергель продолжает использоваться в сельском хозяйстве и в 21 веке, хотя и реже. [29] Норму внесения необходимо корректировать с учетом пониженного содержания карбоната кальция по сравнению с чистой известью, выраженной в эквиваленте карбоната кальция. Поскольку карбонат мергеля представляет собой преимущественно карбонат кальция, дефицит магния может наблюдаться у культур, обработанных мергелем, если к ним не добавляют магний. [17]
Марл использовался в проливе Памлико в качестве подходящего искусственного субстрата для устриц в среде, напоминающей рифы. [29]
портландцемент
Мергель использовался при производстве портландцемента. [18] Он широко распространен и дает лучшие физические и механические свойства, чем метакаолин в качестве дополнительного вяжущего материала [30] , и его можно обжигать при значительно более низкой температуре. [31] [32]
Гражданское строительство
Туннель под Ла-Маншем был построен в Западном Мелбери Марли Мел, геологической формации , содержащей пласты мергеля. Эта формация была выбрана из-за ее очень низкой проницаемости, отсутствия кремней и трещин, обнаруженных в вышележащих формациях. Подстилающий глауконитовый мергель легко распознается в образцах керна и помогает установить правильный уровень для прокладки туннеля. [33]
Мергелевая почва имеет плохие технические свойства, особенно при попеременном увлажнении и высыхании. [34] Почвы можно стабилизировать, добавив в почву пуццолан ( вулканический пепел ). [35]
Хранилище ядерных отходов
Некоторые пласты мергеля имеют очень низкую проницаемость и рассматриваются для использования в хранилищах ядерных отходов . Одним из таких предлагаемых мест хранения является Велленберг в центральной Швейцарии. [36]
Мергелевые озера
Мергелевое озеро — озеро, донные отложения которого включают крупные залежи мергеля. [18] Чаще всего они встречаются в районах недавнего оледенения [37] и характеризуются щелочной водой, богатой растворенным карбонатом кальция, из которого откладываются карбонатные минералы. [38]
Мергелевые озера часто выкапывали или добывали для получения мергеля, который часто используется для производства портландцемента . [18] Тем не менее, они считаются экологически важными, [39] и уязвимы к повреждению в результате заиления , загрязнения питательными веществами , дренажа и инвазивных видов . В Великобритании только мергелевые озера в более отдаленных частях северной Шотландии, вероятно, останутся нетронутыми в ближайшем будущем. [38]
^ Геологическая служба Нью-Джерси (1880), стр. 184.
^ Волл (1896), с. 295.
^ Совет столетия штата Нью-Джерси (1877), с. 203.
^ Геологическая служба Нью-Джерси (1887).
^ ab Морс и Смит 2011.
^ Рахимов и др. 2017.
^ Солтани, Таригат и Вармазьяри 2018.
^ Рахимова и др. 2018.
^ Рэнкин и Уильямс 2012.
^ Мишчевич 2020.
^ Бахадори, Хашеминежад и Тагизаде, 2019.
^ Пирсон и Шолтис, 2021.
^ Дастон, Оуэн и Уилкинсон 1986.
^ аб Пятидесятница 2009.
^ Водосборный блок EPA 2020.
Библиография
Совет столетия штата Нью-Джерси (1877 г.). Отчет комиссаров Нью-Джерси о столетней выставке. Наар, Дей и Наар, принтеры. п. 203 . Проверено 6 января 2017 г.
Геологическая служба Нью-Джерси (1880 г.). Годовой отчет государственного геолога. п. 184 . Проверено 6 января 2017 г.
Геологическая служба Нью-Джерси (1887 г.). Годовой отчет государственного геолога. стр. 193–.
Уолль, Ф.В. (1896). «Марлы Висконсина». Тринадцатый годовой отчет сельскохозяйственной экспериментальной станции Университета Висконсина . Том. 13. Мэдисон, Висконсин: Демократическая полиграфическая компания. п. 295 . Проверено 6 января 2017 г.
Бахадори, Хади; Хашеминежад, Араз; Тагизаде, Фаршад (февраль 2019 г.). «Экспериментальное исследование стабилизации мергеля с использованием природных пуццоланов». Журнал материалов в гражданском строительстве . 31 (2): 04018363. doi :10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002577. S2CID 139402321.
Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 0716724383.
Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. п. 172. ИСБН 0131547283.
Бристоу, Роджер; Мортимор, Рори; Вуд, Кристофер (январь 1997 г.). «Литостратиграфия для картографирования Мела южной Англии». Труды Ассоциации геологов . 108 (4): 293–315. Бибкод : 1997PrGA..108..293B. дои : 10.1016/S0016-7878(97)80014-4.
Доджшон, Роберт А. (1978). «Мелиорация земель в шотландском сельском хозяйстве: мергель и лайм в Роксбургшире и Бервикшире в восемнадцатом веке». Обзор истории сельского хозяйства . 26 (1): 1–14. CiteSeerX 10.1.1.682.5686 . JSTOR 40273909.
Дастон, Нина М.; Оуэн, Роберт М.; Уилкинсон, Брюс Х. (декабрь 1986 г.). «Химия воды и седиментологические наблюдения в озере Литтлфилд, штат Мичиган: последствия для отложения озерного мергеля». Экологическая геология и водные науки . 8 (4): 229–236. Бибкод : 1986EnGeo...8..229D. дои : 10.1007/BF02524950. S2CID 128421594.
Харрис, CS; и др., ред. (1996). Инженерная геология тоннеля под Ла-Маншем . Лондон: Томас Телфорд. п. 57. ИСБН 0-7277-2045-7.
Водосборный блок Агентства по охране окружающей среды (28 января 2020 г.). «Мергелевое озеро Лох-Карра - защита одной из самых уникальных и находящихся под угрозой исчезновения мест обитания Ирландии». Водосборы.ie . Агенство по Защите Окружающей Среды . Проверено 16 февраля 2021 г.
Фроссар, Э.; Бюнеманн, Э.; Янса, Дж.; Оберсон, А.; Феллер, К. (2009). «Концепции и практика управления питательными веществами в агроэкосистемах: можем ли мы извлечь уроки из истории для разработки будущих устойчивых систем сельскохозяйственного производства» (PDF) . Боденкультура . 60 (1): 43–60 . Проверено 19 марта 2022 г.
Гёрёг, Петер (сентябрь 2007 г.). «Характеристика и механические свойства эоценового будайского мергеля». Центральноевропейская геология . 50 (3): 241–258. Бибкод : 2007CEJGl..50..241G. дои :10.1556/CEuGeol.50.2007.3.4.
Джексон, Джулия А., изд. (1997). Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
Лауридсен, Б.В.; Сурлык, Ф. (ноябрь 2008 г.). «Реакция бентосной фауны на цикличность мела и мергеля позднего Маастрихта в Рёрдале, Дания». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 269 (1–2): 38–53. Бибкод : 2008PPP...269...38L. дои : 10.1016/j.palaeo.2008.07.001.
Лидер, MR (2011). Седиментология и осадочные бассейны: от турбулентности к тектонике (2-е изд.). Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: Уайли-Блэквелл. ISBN 9781405177832.
Мэтью, WM (1993). «Марлинг в британском сельском хозяйстве: случай частичной идентичности». Обзор истории сельского хозяйства . 41 (2): 97–110. JSTOR 40274955.
Мишчевич, П. (2020). «Влияние высыхания и увлажнения на механические характеристики эоценового флишевого мергеля». Геотехнические опасности. Бока-Ратон. стр. 737–741. дои : 10.1201/9781003078173-99. ISBN 9781003078173. S2CID 229434489 . Проверено 1 февраля 2022 г.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Морс, Дэвид; Смит, Майкл (2011). «Мергель на прибрежной равнине Северной Каролины: от сельского хозяйства к аквакультуре». Геологическое общество Америки Рефераты с программами . 43 (2): 8 . Проверено 22 декабря 2020 г.
Мерфи, Дэвид Х.; Уилкинсон, Брюс Х. (апрель 1980 г.). «Отложение карбонатов и распределение фаций в мергелевом озере центрального Мичигана». Седиментология . 27 (2): 123–135. Бибкод :1980Седим..27..123М. doi :10.1111/j.1365-3091.1980.tb01164.x. hdl : 2027.42/72142 .
Нессе, Уильям Д. (2000). Введение в минералогию . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780195106916.
Нурмохамади, Мохаммад Сади; Абдула, Рзгер А.; Албеяти, Фаузи; Шарезри, Аркан О.; Перо, Эдрес М.; Джассим, Шамсадин Э.; Осман, Нечирван Х. (30 ноября 2020 г.). «Пласт зеленого глауконитового мергеля как последовательно-стратиграфический ключ для интерпретации контакта между формациями Камчука и Бехме в районе Бекхал, Курдистан, северо-восточный Ирак». Бюллетень Геологического общества Малайзии . 70 (1): 29–38. дои : 10.7186/bg70202003 . S2CID 229385900.
Паркер, Алан (24 июля 2005 г.). «В этих прудах есть Марл». Северные леса . Центр образования Северных лесов . Проверено 25 сентября 2020 г.
Пирсон, Ф.Дж.; Шолтис, А. (2021). «Контроль химического состава поровой воды в мергелях с очень низкой проницаемостью». Взаимодействие воды и горных пород: материалы 8-го Международного симпозиума, WRI-8, Владивосток, Россия, 15-19 августа 1995 г. (1-е изд.). Лондон. дои : 10.1201/9780203734049-8. ISBN 9780203734049. S2CID 237834210 . Проверено 1 февраля 2022 г.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Пятидесятница, Аллан (декабрь 2009 г.). «Мергельные озера Британских островов». Обзоры пресной воды . 2 (2): 167–197. дои : 10.1608/FRJ-2.2.4. S2CID 86157620.
Перри, Франческо; Доминичи, Рокко; Крителли, Сальваторе (март 2015 г.). «Стратиграфия, состав и происхождение глинистых мергелей из формации Калькаре-ди-Базе, бассейн Россано (северо-восток Калабрии)». Геологический журнал . 152 (2): 193–209. Бибкод : 2015GeoM..152..193P. дои : 10.1017/S0016756814000089. S2CID 129302757.
Петтиджон, Ф.Дж. (1957). Осадочные породы (2-е изд.). Нью-Йорк: Харпер и братья. ОСЛК 551748.
Рахимов, Равиль З.; Рахимова, Наиля Р.; Гайфуллин Альберт Р.; Морозов, Владимир П. (май 2017 г.). «Свойства портландцементных паст, обогащенных добавкой обожженного мергеля». Журнал строительной техники . 11 :30–36. doi : 10.1016/j.jobe.2017.03.007.
Рахимова, Наиля Р.; Рахимов, Равиль З.; Морозов Владимир П.; Гайфуллин Альберт Р.; Потапова Людмила Ивановна; Губайдуллина Альфия М.; Осин, Юрий Н. (июль 2018 г.). «Геополимеры на основе мергеля с добавлением известняка: технико-экономическое обоснование». Журнал некристаллических твердых тел . 492 : 1–10. Бибкод : 2018JNCS..492....1R. doi : 10.1016/j.jnoncrysol.2018.04.015. S2CID 102945891.
Рэнкин, Билл; Уильямс, Рон (2012). "Тоннель под Ла-Маншем". Геологическое общество . Геологическое общество Лондона . Проверено 1 февраля 2022 г.
Шеннон, штат Вашингтон (2020). «Отличный улучшитель почвы: Мергель и ландшафт равнинного Ланкашира». Обзор истории сельского хозяйства . 68 (2): 141–167 . Проверено 19 марта 2022 г.
Шеридан, Ричард К. (1979). «Химические удобрения в южном сельском хозяйстве». Сельскохозяйственная история . 53 (1): 308–18. JSTOR 3742878.
Солтани, Абольфазл; Таригат, Амир; Вармазьяри, Масуд (ноябрь 2018 г.). «Обожженный мергель и конденсированный кремнезем как частичная замена обычного портландцемента». Международный журнал гражданского строительства . 16 (11): 1549–1559. дои : 10.1007/s40999-018-0289-9. S2CID 117404684.
Варнке, Дэррил (10 ноября 2015 г.). «Известь для почв Мичигана». МГУ Расширение сельского хозяйства . Мичиганский государственный университет . Проверено 26 сентября 2020 г.
Вийк, Эмма; Беннион, Хелен; Сэйер, Карл Д.; Дэвидсон, Томас А.; Кларк, Стюарт Дж.; Макгоуэн, Сюзанна; Прентис, Стивен; Симпсон, Гэвин Л.; Стоун, Лаура (12 августа 2015a). «Приход и исчезновение мергелевого озера: многоиндикаторная палеолимнология выявляет резкие экологические изменения и альтернативные взгляды на исходные условия». Границы экологии и эволюции . 3 . дои : 10.3389/fevo.2015.00082 .
Вийк, Эмма; Беннион, Хелен; Сэйер, Карл Д.; Дэвидсон, Томас А.; Макгоуэн, Сюзанна; Патмор, Ян Р.; Кларк, Стюарт Дж. (ноябрь 2015b). «Экологическая чувствительность мергелевых озер к обогащению питательными веществами: данные Hawes Water, Великобритания». Пресноводная биология . 60 (11): 2226–2247. дои : 10.1111/fwb.12650 .
Винивартер, Верена; Блюм, Винфрид Э.Х. (июнь 2008 г.). «От мергеля до каменного порошка: К истории управления плодородием почв каменными материалами». Журнал питания растений и почвоведения . 171 (3): 316–324. дои : 10.1002/jpln.200625070.
дальнейшее чтение
Шурренбергер Д., Рассел Дж. и Керри Келтс. 2003. Классификация озерных отложений по осадочным компонентам . Журнал палеолимнологии 29: 141–154.
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы по теме Марла .
Найдите мергель в Викисловаре, бесплатном словаре.
Мел Кента, автор К.С. Харрис
Палеоэкологическая интерпретация раннепостледниковой осадочной летописи Мергелевого озера