kireçtaşı
Kireçtaşı son derece değişken bir kayadır; bu hem oluşumu hem de özellikleri, görünümü ve ekonomik kullanılabilirliği ile ilgilidir. Bu nedenle , jeoloji , karbonat sedimantolojisi içinde , yalnızca çeşitli kireçtaşlarının oluşumu ve özellikleriyle ilgilenen özel bir alan vardır. Kireçtaşlarının çoğu biyojenik kökenlidir (canlılar tarafından oluşturulmuştur), ancak kimyasal olarak çökelmiş ve kırıntılı kireçtaşları da vardır.
Dönüşüm kayalar , örneğin şekilde mermer ve volkanik kaya gibi kalsit carbonatite değildir arasında sayılır kalker dar anlamda , bu da ağırlıklı olarak oluşur, ancak kalsit ya da diğer kalsiyum karbonatlar .
Netleştirme
Kireçtaşı terimi , konuşma dilinde olduğu kadar teknik ve bilimsel terminolojide de kullanılır, ancak farklı bir şekilde kullanılır. Terim, bilimsel dilde nispeten kapsamlı bir şekilde kullanılırken ve kuvvetli bir şekilde konsolide edilmiş kireçtaşlarına ek olarak, kireçtaşlarına tebeşir gibi nispeten ufalanan kayaçlar atanırken , yapı malzemeleri endüstrisindeki terim oldukça sağlamlaştırılmış kireçtaşları ile sınırlıdır.
Ayrıca taş işçiliği ve taş oymacılığı ticaretinde ve doğal taş endüstrisinde cilalanabilir kireçtaşlarına jeolojik anlamda mermer olmamakla birlikte genellikle "mermer" denilmektedir . Mermer, yer bilimlerinde metamorfik bir kayadır .
kompozisyon
Kireçtaşı esas olarak kalsit ve aragonit minerallerinden , kalsiyum karbonatın iki kristalleşme formundan ( kalsiyum CaCO 3 karbonat ) oluşur. Diğer mineraller az çok dalgalanan oranlarda ortaya çıkar. Bunlar arasında kil mineralleri , dolomit (CaMg (CO 3 ) 2 ), kuvars , alçıtaşı ve diğerleri bulunur. Dolomit oranı ağır basarsa, dolomit taşından söz edilir . Kireçtaşı nispeten yüksek oranda kil mineraline sahipse, buna marn denir . Kireçtaşı ayrıca yüzde birkaç organik madde içerebilir ve daha sonra bitümlü kireç olarak adlandırılır ( hidrojen sülfit varsa pis kireç olarak da adlandırılır).
özellikleri
Yoğun (= gözeneksiz) kireçtaşının yoğunluğu 2.6-2.9 kg / dm 3'tür .
Kireçtaşı oluşumu
Kireçtaşı, tortul kayaçlar içinde birkaç türde olabilir . Kireçtaşının çoğunluğu biyojenik kökenlidir, yani canlılar tarafından oluşturulduğu ve biriktirildiği anlamına gelir. Kireçtaşı ayrıca kimyasal işlemlerle sudan da çökeltilebilir (bu da canlılardan etkilenebilir) . Ayrıca, kalsiyum karbonattan (kireçtaşı veya mermer) oluşan bir kaya çıkarılabilir, taşınabilir ve başka bir yerde kırıntılı tortu olarak tekrar biriktirilebilir.
Biyojenik kireçtaşı
Biyojenik kökenli ise, kireç taşı çoğunlukla mikroorganizmalar veya taş mercanlar tarafından biriktirilir. Kireçtaşı da, esas olarak salyangoz , midye veya süngerlerden oluşan ikincil olarak bulunur . Her durumda, kaya, canlıların bir bileşeni olan ve dış veya iç iskeletler oluşturmak için biriktirilen kalsiyum karbonattan oluşur .
Mikroorganizmalar tarafından biriktirilen kireçtaşı
Mikroorganizmalar tarafından çökeltilen kireçtaşları - tebeşir dahil - genellikle fosil mikroorganizmaların kabuklarının , özellikle kokolitoforların kokolitlerinin ve foraminifer kabuklarının birikmesiyle oluşan ince, mikrokristalin tortul kayalardır . Kireç ayıran algler ve bakteriler ( stromatolitler ) de kaya oluşturabilir. Genellikle masif yapıları nedeniyle, kütle kireçtaşı olarak da bilinirler . Kayaçta çökelmiş kalsit de bulabilirsiniz , böylece çökelmiş kireçtaşına akan geçişler olur. Makrofosiller çıplak gözle görülebilmektedir, az ya da çok sıklıkta ve genellikle dar bir şekilde tanımlanmış yerlere bağlanarak fosil kireçtaşına geçiş aşamalarını göstermektedir.
Kaya, canlı canlının ölümünden sonra kabuklar dibe battığında ve başlangıçta kireç çamuru olarak bilinen şeyi oluşturduğunda oluşur. Açık okyanusta kireç çamuru ancak belirli bir derinliğe kadar oluşabilir. Sözde karbonat dengeleme hattının altında, kalsiyum karbonat su basıncı nedeniyle tamamen çözülür, böylece bu çizginin altındaki tortular her zaman karbonat içermez. Karbonat dengeleme hattının derinliği değişir; örneğin tropik bölgelerde 4500 ile 5000 metre su derinliği arasındadır.
Diyajenezi çamur daha sonra katı kireç oluşturur. Katılaşma sırasında yeni kalsit kristalleri oluşur. Başlangıçta mevcut aragonitin çoğu kalsite dönüşür. Boşluklar daha sonra (ikincil) oluşan kristallerle doldurulabilir veya mevcut tortu yapıları güçlü yeniden kristalleştirme ile az çok tamamen bulanıklaşabilir.
Fosil kireçtaşı
Fosil kireçtaşı, çoğunlukla çıplak gözle görülebilen fosillerden oluşan masif kireçtaşlarının içindeki kayalara veya katmanlara verilen addır. Mercan kireçtaşları , mercan resiflerindeki büyümeleri önemli kaya kalınlıklarına neden olabileceğinden dünya çapında en yaygın olanlardır . Diğer, sıklıkla bulunan Fosilkalke, (ana) Kaya oluşturucuları Molluskenkalk , foraminous (ayrıca nummulite ) Brachiopodenkalk , Bryozoan , Goniatitenkalk , Crinoidenkalk veya diğer hayvan gruplarından sonra adlandırılır. Nullipore kireç , kireç ayırıcı, çok hücreli algler tarafından üretilir. Midye kabuğundan yapılan kayaya midye kireçtaşı veya yapı çok net görülüyorsa midye şili denir .
Kireçtaşında korunan fosiller ile topluluklar ve mezar toplulukları arasında bir ayrım yapılır . Biyolojik topluluklar, olay yerinde meydana gelen organizmaları temsil eder ve ölümlerinden hemen sonra çökeltiye gömülürler veya zaten yerde yaşayan canlılar olarak gömülüdürler. Mezar toplulukları, akıntılar ve diğer taşıma mekanizmaları tarafından taşınır ve uygun bir yere (örneğin dere gölgesi) yeniden bırakılır. İçerdiği canlılar çoğunlukla bir biyotop yaşamamıştır .
Mercan ve diğer resif kireçtaşları zaten oldukça katı kireçtaşları iken , diğer fosil kireçtaşı ilk önce yukarıda tartışılan kütlesel kireçtaşına benzer bir diyajenetik sertleşmeye maruz kalır. Sonraki yeniden kristalleşme, resif kireçtaşı dahil olmak üzere tüm fosil kireçtaşını önemli ölçüde değiştirebilir.
Kimyasal ve biyojenik olarak çöktürülmüş kireçtaşı
Doğal olarak oluşan su (hem deniz hem de tatlı su) her zaman az çok büyük miktarlarda kalsiyum hidrojen karbonat içerir . Bu maddeyle ilgili bağlantılı makalede anlatıldığı gibi, kalsiyum karbonat, karbondioksit ve su ile kimyasal denge içindedir. Suya daha fazla kalsiyum karbonat girerse (ancak hidrojen karbonatın oluşumu için bir ön koşul olan karbondioksit daha fazla olmazsa), denge kalsiyum karbonatın düşük suda çözünürlüğü nedeniyle çöken tarafına kayar . Bu şekilde üretilen kalsiyum karbonat, daha önce canlıların bir bileşeni değildi. Kireçtaşı bu nedenle evaporit serisinin bir parçası olabilir . Kireçtaşı, kaya dizilerinin tabanında nispeten düşük kalsiyum karbonat çözünürlüğü nedeniyle buharlaşma dizisi içinde oluşur. Yatırılan ilk kişi o. Bunu genellikle alçıtaşı takip eder ve bunun üzerinde, örneğin kaya tuzu gibi kolayca çözülebilen tuz kayaları gelir . Denizde kalsit kristalleri, artan su basıncı nedeniyle karbondioksit için çözünürlük daha büyük derinliklerde arttığı ve yukarıda bahsedilen kimyasal denge tamamen kolayca çözülebilen kalsiyum hidrojenin yan tarafına kaydığı için en üstteki 200 metrede birikebilir. karbonat. Bununla birlikte, kalsit kristalleri bu şekilde tanımlanan karbonat dengeleme hattına batabilir.
Kalsiyum karbonatın çökelmesi tamamen canlıların katılımı olmadan gerçekleşebilir, ancak çoğunlukla canlıların (özellikle tatlı suda yosun ve yosunların) aktivitesiyle desteklenir. Fotosentez bitkiler tüketir karbondioksit yukarıda belirtilen kimyasal denge de artık giderek kalsit olarak çözeltiden dışarı çöker, kalsiyum karbonat, yan kaydırılır, böylece su içinde.
Kalsitin çökelmesi hem su kolonunda hem de su kütlelerinin dibinde doğrudan yer altı üzerinde gerçekleşir. İlk durumda, su kütlesinde dibe batan ve orada kireç çamuru oluşturan mikroskobik kristaller oluşur . Diyajenezleri daha sonra katı bir kireçtaşı ile sonuçlanır. İkinci durumda, kalsit kristalleri doğrudan suyun dibindeki diğer kristallerin üzerinde büyür, böylece akan suya da yerleşebilirler. Bu mekanizma traverten veya kalker tüf oluşumu için gereklidir.
Kimyasal olarak çökelmiş kireçtaşları ayrıca , karbonat birikiminin kristalleşme çekirdekleri etrafında eş merkezli olarak meydana geldiği kalkerli oolitleri de içerir .
Kırıntılı kireçtaşları
Belirli koşullar altında, kırıntılı tortul kayaçlar neredeyse tamamen kalsiyum karbonattan oluşabilir ve daha sonra genellikle kireçtaşı olarak adlandırılır. Kesin olarak, kırıntılı çökeltiler kategorilerinden birine sınıflandırılmalıdırlar. Genellikle bu çökeltiler büyük bir tane boyutuna sahiptir, çünkü daha küçük parçacıklar karbonatı hızla tahrip eder. Aynı şekilde, düşük mekanik ve kimyasal direnç nedeniyle, tahıllar genellikle yalnızca kısa mesafelerde taşınırdı. En yaygın olanı, bir mercan resifinin dibinde kırık, çoğunlukla köşeli resif malzemesinin biriktiği, resif eğimi breşleridir. Petrografik, bir daha fazlasıdır breş bir kireçtaşı daha. Özel bir durum, fosil parçalarının deniz sığ su bölgelerinde oluşan diğer kireçtaşı parçalarıyla karıştırıldığı kalkarenittir . Bazı durumlarda, daha da ince bir mikritik kütle, küçük kırıntıları bağlar .
Kırıntılı kireçtaşlarının sınıflandırılması (ortalama tane büyüklüğüne göre):
Görünüm
Çoğu durumda kireçtaşları açık, gri ila gri-sarı renktedir. Diğer minerallerin (örneğin demir bileşikleri) eklenmesinden dolayı, daha güçlü, özellikle kırmızı renkler oldukça sık görünür. Bitümlü kireçtaşları koyu gri ila siyah renkte de olabilir. Mikroorganizmalar tarafından çökeltilen kimyasal olarak çökelmiş kireçtaşları veya kireçtaşları genellikle ince taneli ve yoğundur. Oluşum koşullarına bağlı olarak, fosiller az ya da çok orada bulunabilir. Fosil kireçtaşının ise kolayca tanınabilir çok sayıda fosili vardır. Bu kireçtaşları genellikle gözenekleri ve diğer boşlukları içerir. Son derece büyük oyuklar tatlı su kireçtaşı, traverten veya tüf içerir.
İD
Uygulamada, karbonat testinde (kireç testi) % 10 hidroklorik asit kullanılarak kireçtaşı tespit edilir. Bir kireçtaşı üzerine bir damla hidroklorik asit konursa, güçlü bir şekilde kaynayacaktır. Karbondioksit açığa çıkar. Dolomit durumunda , aynı deney herhangi bir köpürme getirmez. Dolomitte kabarcık oluşumu sadece bir büyüteç altında görülebilir. Dolomite hidroklorik asit eklenirse o da kükrer. Bununla kireçtaşı, basit bir yöntemle doğadaki dolomitten ayrılabilir ve kireçtaşı net bir şekilde tanımlanabilir. Bir tortul kayanın (veya kalkerli toprağın) toplam kalsiyum karbonat içeriği laboratuvarda özel ekipmanla Scheibler'e göre karbonat tayini ile belirlenebilir.
Kireçtaşının ayrışması
Karst ve tatlı su kireçtaşı
Karbonatın nispeten iyi çözünürlüğü nedeniyle kireç taşı, kimyasal aşınmaya nispeten duyarlı olan ve bu nedenle özel çözelti formları oluşturan bir kayadır . Bununla birlikte, bunun tersine, çözünmüş karbonat tekrar çökeltilebilir ve ayrıca özel kayalar ve şekiller (tüf, kireçtaşı , traverten) üretebilir. Her ikisi de karst veya karst terimi altında özetlenmiştir.
Ayrışmaya maruz kalan kireçtaşı rendzina üzerinde karakteristik bir toprak tipi gelişir . Kireçtaşı yeraltında yıpranırsa mağaralar oluşur . Sarkıt mağaraları , çeşitli faktörlerin etkileşimi sonucu oluşur . Sarkıtlar bu mağaralara olarak büyümeye kireçtaşı sinter .
Fiziksel ayrışma
Kireçtaşı, yarı arktik ve arktik iklimlerde ve ayrıca yüksek dağlarda don patlaması ile kolayca hava alır ve daha sonra kataklastik breşler oluşturur. Kırılgan taş, değişen donlara ve yüksek neme karşı hassastır. Son zamanlarda kireçtaşı yüksek dağlarında ve daha nadiren arktik enlemlerdeki düz alanlarda bulundukları için buzul çevresi katmanlarına doğru hava alır. Buzul çevresi kireçtaşı döküntüleri kuzey yamaçlarında veya gölgeli oyuklarda toplanır; köşelidir ve iklim nedeniyle neredeyse hiç kimyasal aşınma belirtisi göstermez. Yüksek dağlardaki kireç döküntüleri, ancak sakinleştiğinde bitkiler tarafından kolonize edilir. Bunlar, Alpler'de ya kireçtaşı molozu ya da kireçtaşı kar vadisi florası üzerinden espalier çalılar üzerinden dağ çamı çalılarına uzanan bir ardışık sırayı takip ediyor.
Ekonomik kullanım
Özelliklerine bağlı olarak, kireçtaşları son derece çok yönlüdür. Her şeyden önce yoğun kireçtaşları işlenmesi kolay doğal taş olarak kullanılmaktadır .
Kireçtaşı, yapı malzemeleri endüstrisi için en önemli hammaddelerden biridir. Bunu yapmak için kireç işlerinde işlenir ve sönmemiş kirece dönüştürülür . Yatağa bağlı olarak, kalker kinetik, enerji tüketimi ve sonuçta ortaya çıkan sönmemiş kireç kalitesi açısından yandığında farklı davranır. Veya beton üretimi için bağlayıcı madde olan çimentoya yakılmış killi malzemelerle (çimento, su ve kum, çakıl gibi agregaların karışımı) öğütülür ve karıştırılır . Kireçtaşı, cam eriyiğine kalsiyum kattığı için cam endüstrisinde de kullanılır.
Kireçtaşı, baca gazı kükürt giderme için karbonat olarak kullanılır . İnce öğütülmüş kireç taşı, toprak ve suyun asitlenmesini önlemek için tarımda ve su yönetiminde kullanılır . Kalsiyum bileşiği, cam endüstrisinde ve metalürji endüstrisinde cüruf oluşumu için katkı maddesi olarak kullanılır. Bu bileşim nedeniyle kalker aynı zamanda gübre olarak da kullanılmaktadır .
Çok saf kireçtaşları (beyaz kireç) kimya endüstrisi için hammaddelerdir veya terrazzo (Ulmer beyaz kireç) olarak işlenir.
Gözenekli kireçtaşları, özellikle fosil kireçtaşı, ham petrol ve doğal gaz için en önemli depolama kayalarından biridir . Arap Yarımadası'nda yeryüzündeki en zengin petrol yatakları , Jura ve Kretase dönemlerinde oluşan resif kireçtaşlarında bulunmaktadır . Bu nedenle kireçtaşı, mevduat ararken bir gösterge olarak kullanılır.
Normalde atık ürün olarak kabul edilen düşük kaliteli kireç taşı, son yıllarda taş kağıt üretiminde giderek daha fazla kullanılmaktadır .
Oluşum
Genel olarak
Kireçtaşı, kıtalarda ve raflarda çok yaygın kayalardır. Paul Williams ve Derek Ford'a göre, karbonat taşları buzsuz kara alanının% 10-15'ini kaplıyor. Hem nispeten eski jeolojik masalarda hem de jeolojik olarak genç dağlarda bulunabilirler . Ancak, çok eski kalkanlar ve derin deniz havzalarında çekilirler. Kireçtaşının çoğu başlangıçta (sığ) denizde oluşmuş ve tektonik süreçlerle deniz seviyesinin üzerine yükseltilmiştir. Karasal kireçtaşları (anakarada oluşan) hemen hemen her zaman civarda kalsiyum için bir dağıtım alanı olarak gerekli olan daha eski kireçtaşı birikintileri gerektirir. Örneğin, Türingiya'daki tüf yatakları her zaman kabuk kireçtaşından gelen kireçtaşlarının varlığıyla bağlantılıdır.
Kireçtaşları özellikle kuzey yarımkürede yaygındır, eski Gondwana kıtaları ise Avustralya'daki Nullarbor Ovası gibi daha yeni Kretase kireçtaşı serilerinin de bulunduğu kenarları dışında nispeten küçük tortulara sahiptir. Karbonatlar, kuzey Sibirya ve Arktik Kanada Kalkanı'ndan Everest Dağı'na, Florida ve Papua Yeni Gine'ye kadar dünyanın yüzeyinin tüm enlemlerinde ve tüm yüksekliklerinde bulunabilir. Everest Dağı'nın zirvesi esas olarak kireçtaşından yapılmıştır.
Avrupa
Orta Avrupa'da Almanya'nın orta ve güney kesimlerinde (esas olarak Muschelkalk ve Yukarı Jura'dan gelen kireçtaşları ), İsviçre ve Fransız Jura'da ve kuzey ve güney Alplerde büyük kireçtaşı yatakları vardır . Ayrıca, kireçtaşları Kuzey Almanya'da Buz Devri kalıntıları olarak da çok sık bulunabilir. Kireçtaşı döküntüleri çoğunlukla güney ve orta İsveç'in yanı sıra orta ve kuzey Baltık Denizi havzasından gelmektedir.
Ağırlıklı olarak kireçtaşı ile karakterize edilen geniş manzaralar, örneğin, Swabian ve Franconian Alb ile kuzey kireçtaşı Alpleri veya Dalmaçya kıyılarıdır . Almanya'daki en ünlü maden bölgesi, Solnhofen kireçtaşı ve Jura kireç taşı ile Altmühltal'dadır .
Kireçtaşı adasında örneğin Roma antik çağlardan beri en az mayınlı olmuştur Brač (malzeme bina Diocletian Sarayı içinde , Split ). Almanya'daki en eski kireçtaşı ocaklarından biri , Brandenburg'daki tarihi Rüdersdorf kireçtaşı ocağıdır ve geçmişi 13. yüzyılda Kisterikalıların çalışmalarına kadar uzanmaktadır.
Mısır
Eski Mısır'da kireçtaşı, ilk hanedandan beri mastaba mezarlarında ve üçüncü ila altıncı hanedanlarda piramitlerde yapı malzemesi olarak kullanılmıştır . Daha az iyi, çoğunlukla gözenekli kireçtaşı temeller ve çekirdek yapılar için kullanıldı, çoğunlukla beyaz, ince kireçtaşı, Mokkatam ve Tura'dan Nil'in doğu kıyısından dış cephe kaplaması için kullanıldı. Eski Mısır kireçtaşı ocaklarının ayrıntılı bir tespiti Dietrich Klemm ve Rosemarie Klemm tarafından yapıldı .
Özel kireç taşı formları
Özel çeşitler:
Tatlı su kireçtaşı:
- Sarkıt
- Taş oluk
- Ay sütü
- Kireç teraslar sinterlenmiş de Pamukkale , Mammoth Kaplıca ve Plitvice Gölleri Milli Parkı
Doğal taş çeşitleri
- Adneter Kalkstein (Avusturya)
- Kaiserstein
- Jurassic Kireçtaşı (Bavyera)
- Solnhofen kireçtaşı (Bavyera)
- Elmkalkstein (Aşağı Saksonya)
- Cannstatter Traverten (Baden-Wuerttemberg)
- Blaustein (doğal taş) (Kuzey Ren-Vestfalya)
- Belçika granit veya küçük granit (Belçika)
- İrlanda Kireçtaşı (İrlanda)
- Marès (Mallorca)
- Meleke (İsrail)
- Savonnières (Fransa)
- Urgonia (Fransa)
Ayrıca bakınız
- Kayaların listesi
- Oluşumuna göre kayaların listesi
- Kireç ölçeği
- Kireç işleri
- Doğal taş yüzeyler
- Kalkeifel
Edebiyat
- Walter Maresch, Olaf Medenbach: Rocks. (= Steinbach'ın doğa rehberi. ). Mosaik, Münih 1996, ISBN 3-576-10699-5 .
- Rosemarie Klemm, Dietrich Klemm: Eski Mısır'daki Taşlar ve Taş Ocakları. Springer, Berlin 1993, ISBN 3-540-54685-5 .
Bireysel kanıt
- Kireçtaşı mineral profili steine-und-minerale.de, 10 Ekim 2018'de erişildi.
- Hartmut Kainer: Doğal karbonatların ayrışmasında kimyasal kinetik ile ısı ve malzeme değişiminin birleştirilmesi. Tez. Clausthal Teknoloji Üniversitesi, Aralık 1982.
- Gerçekten harika olan kağıt. on: taz.de , 7 Temmuz 2014'te erişildi.
- Paul W. Williams, Derek C. Ford: Karbonat kayalarının küresel dağılımı. İçinde: Karl-Heinz Pfeffer (Ed.): Karst Sheets 18–21. Uluslararası Karst Olgu Atlası (= Jeomorfoloji Dergisi. Ek Cilt 147). Gebrüder Bornträger, Berlin ve diğerleri 2006, ISBN 3-443-21147-X , ss. 1-2.
- Paul W. Williams, Derek C. Ford: Karbonat kayalarının küresel dağılımı. İçinde: Karl-Heinz Pfeffer (Ed.): Karst Sheets 18–21. Uluslararası Karst Olgu Atlası (= Jeomorfoloji Dergisi. Ek Cilt 147). Gebrüder Bornträger, Berlin ve diğerleri 2006, ISBN 3-443-21147-X , sayfa 1–2, burada s.2.
- Dieter Arnold : Mısır mimarisi sözlüğü. Artemis & Winkler, Münih 1997, ISBN 3-7608-1099-3 , s.119 .
- Rosemarie Klemm, Dietrich D. Klemm: Eski Mısır'daki taşlar ve taş ocakları. Springer, Berlin 1993, ISBN 3-540-54685-5 , s. 29-198.