Indhold
caliche: Dette eksemplar af caliche er sammensat af afrundede stenfragmenter og finkornede sedimenter bundet sammen med en calciumcarbonatcement.
Hvad er Caliche?
"Caliche" er et lavt lag jord eller sediment, hvor partiklerne er blevet cementeret sammen ved udfældning af mineralstof i deres mellemliggende rum. Cementen er normalt calciumcarbonat; kendte cement af magnesiumcarbonat, gips, silica, jernoxid og en kombination af disse materialer.
Caliche Horizon: En caliche over en meter tyk med mineralisering, der er tungest øverst og falder nedad. USGS-foto af et udråb i Mohave County, Arizona.
Caliche er et almindeligt træk i tørre eller semiaride områder i hele verden. I USA er caliche et velkendt depositum i mange dele af det sydvestlige USA, især i Arizona, Californien, Nevada, New Mexico og Texas. Der er caliche forbundet med problemer som dårlig jordafvanding, vanskelige jordforhold for plantevækst og udgravningsproblemer på byggepladser. Nogle steder er der flere gamle, caliche lag i undergrunden.
Navnet "caliche" stammer fra et spansk ord for porøse materialer, der er blevet cementeret med calciumcarbonat. Navnet bruges til at henvise til et stykke materiale eller det lag, hvorfra det blev brudt, eller selve cementen, der binder materialerne sammen. Caliche er kendt af mange andre navne, hvoraf de mere almindelige er kalkbeton, hårdpan, hårdhår og kalkjord.
"Caliche Conglomerate": En konglomeratlignende sten, der består af caliche-cementerede graveller. USGS-foto taget i området Providence Mountains, San Bernardino County, Californien.
Hvordan ser Caliche ud?
Typiske caliche-farver er hvid, grå, brun og rødbrun. Veludviklet caliche kan have et udseende, der ligner konglomerat, breccia, coquina eller sandsten, hvis de cementerede partikler er af den rette type og størrelse. Caliche kan være et meget hårdt, tæt, tungt og holdbart materiale, hvis det er fast bundet af en cement, der fuldstændigt fylder de mellemliggende hulrum mellem jorden eller sedimentpartiklerne. Det kan også være et svagt og sprødt materiale, hvis det er dårligt cementeret.
Ved udgravninger og udkrop skiller sig en veludviklet caliche normalt ud som et kompetent, godt cementeret sediment eller jord med løs sprød materiale nedenfor. Nogle gange overklages det af ucementeret overflademateriale. Planterødder trænger muligvis ikke ind i en veludviklet caliche.
"Caliche-terrasser": Caliche-cementerede graveller udgør de flade, resistente, vandrette "cap-klipper" på Pleistocene-terrasserne på bredden af den moderne tørvask, der krydser det område, der er vist på dette foto. Bjerge i det fjerne er hovedsageligt sammensat af Paleozoic kalksten og dolomitter. Forvitring af disse klipper leverede meget af calciumcarbonatet, som muliggjorde dannelse af caliche i dalen.
Hvordan dannes Caliche?
Caliche har en mangfoldighed af oprindelser. Den vigtigste proces til dannelse af caliche begynder, når calciumcarbonat udvaskes fra overjordiske horisonter ved nedad-perkolerende opløsninger. Opløst calciumcarbonat kan også leveres til stedet i afstrømning og derefter sive ned i jorden. Calciumcarbonatet udfældes derefter i en dybere jordhorisont for at danne calichelaget.
Først udfældes calciumcarbonatet som små korn eller tynde belægninger på sedimentkorn eller jordpartikler. Når kornbelægningen tykner, vil tilstødende korn cementeres sammen, og knuder bestående af flere korn og deres omgivende cement dannes. Når cementeringen fortsætter, kan der dannes et kontinuerligt underlag.
I et avanceret trin kan et solidt calichelag udvikle sig. Disse kan blive så tætte og uigennemtrængelige, at de kan modstå den nedadgående perkolering af vand og erosion med vind eller vand. Calichelaget har generelt en højere tæthed øverst og falder nedad. Avanceret caliche-dannelse kan producere et lag, der er over en meter tykt og har et lateralt omfang på hundreder af kvadratkilometer eller mere.
Nogle caliche dannes ved vandets opadgående bevægelse gennem kapillærvirkning. Når vandet fordamper, udfældes opløste materialer og kan med tiden cementere jorden eller sedimentet.
Caliche kan også dannes under vegetation, der udtrækker vand fra jorden og transporterer det ud i atmosfæren. Da store mængder vand fjernes af planterne, bliver mineralmaterialer, som planterne ikke fjerner, koncentreret i undergrunden. Når koncentrationen bliver høj nok, eller fordampning finder sted, begynder nedbør og kan danne caliche over tid.
Caliche Outcrop: En caliche outcrop nær Sulphur Springs Draw, Texas. Denne Pleistocene / Pliocen-aflejring er vært for uran-vanadatmineraler. USGS-foto af Susan Hall. Forstør billede.
Caliche problemer og anvendelser
Tilstedeværelsen af caliche i en jord eller et sediment har mange praktiske konsekvenser. Disse kan omfatte:
- Caliche kan være en barriere for den nedadgående infiltrering af vand.
- Caliche kan være en barriere for erosion ved vind eller vand. Når den er brudt, kan nedadgående erosion være hurtig, kanaliseret og alvorlig.
- Caliche kan være ekstremt holdbar og give problemer på byggepladser.
Ædelstene og metalmalme i Caliche: Caliche kan være en værtsrock for en række sekundære mineraler, herunder metalmalme og perlematerialer. På billedet ovenfor er gule uroxider fundet nær Sulphur Springs Draw Uranium depositum, Martin County, vest for Texas. Foto af USAs geologiske undersøgelse.
- Caliche lag i terrasserede sedimenter kan påvirke topografien stærkt.
- Caliche lag i akviferer kan resultere i den lagdelte strøm af grundvand.
- Caliche-udvikling kan inkorporere guld, ædelstene og andre værdifulde mineraler.
- Caliche-porøsitet kan tjene som afsætningssted for værdifulde sekundære mineraler, herunder malm af uran og vanadium, og perlematerialer såsom turkis og malachit.
- Caliche-aflejringer er undertiden korrelerede og bruges som relativ alder og stratigrafiske markører.
- Caliche-udvikling indikerer et tidsinterval af tektonisk, sedimentær, erosionel og hydrologisk stabilitet.
- Caliche er ofte en udfordring for landbruget. Det forstyrrer korrekt jorddrenering, dannelse af planterødder, og det kan også indeholde opløselige mineraler, der ikke er gavnlige for planterne.
- Caliche knuses undertiden og bruges som fyld, samlet eller som et råmateriale til fremstilling af portlandcement. Det bruges normalt, når materialer af højere kvalitet ikke er tilgængelige, eller når materiale af minimal kvalitet er tilstrækkeligt.