Innehåll
Caliche: Detta exemplar av kaliche består av rundade bergfragment och finkorniga sediment, bundna tillsammans med en kalciumkarbonatcement.
Vad är Caliche?
"Caliche" är ett grunt skikt av jord eller sediment där partiklarna har cementats samman genom utfällning av mineralämnen i deras mellanrum. Cementet är vanligtvis kalciumkarbonat; emellertid är cement av magnesiumkarbonat, gips, kiseldioxid, järnoxid och en kombination av dessa material kända.
Caliche Horizon: En kaliche över en meter tjock med mineralisering som är tyngst i toppen och minskar nedåt. USGS-foto av en outcrop i Mohave County, Arizona.
Caliche är ett vanligt inslag i torra eller semiarida områden i hela världen. I USA är caliche en bekant insättning i många delar av sydväst, särskilt i Arizona, Kalifornien, Nevada, New Mexico och Texas. Där är kaliche förknippat med problem som dålig dränering av marken, svåra markförhållanden för växttillväxt och utgrävningsproblem på byggplatserna. På vissa platser finns det flera forntida calicheskikt i undergrunden.
Namnet "caliche" har sitt ursprung i ett spanska ord för porösa material som har cementats av kalciumkarbonat. Namnet används för att hänvisa till en del av materialet eller skiktet från vilket det bröts, eller själva cementet som binder materialen samman. Caliche är känt av många andra namn, varav de vanligaste är kalkbetong, hårpan, duricrust och kalkjord.
"Caliche Conglomerate": En konglomeratliknande stenblock bestående av kiselcementerade graveller. USGS foto taget i Providence Mountains-området, San Bernardino County, Kalifornien.
Hur ser Caliche ut?
Typiska kalichfärger är vita, grå, bruna och rödbruna. Välutvecklad kaliche kan ha ett utseende som liknar konglomerat, breccia, coquina eller sandsten om de cementerade partiklarna är av rätt typ och storlek. Caliche kan vara ett mycket hårt, tätt, tungt och hållbart material om det är fast bundet av en cement som helt fyller de mellanliggande håligheterna mellan jorden eller sedimentpartiklarna. Det kan också vara ett svagt och sprött material om det är dåligt cementerat.
Vid utgrävningar och utsprång framträder en välutvecklad kaliche vanligtvis som ett kompetent, välcementerat sediment eller jord med lös sprött material nedan. Ibland är det överlagrat av ocementerat ytmaterial. Växtrötterna kanske inte tränger igenom en välutvecklad kaliche.
"Caliche-terrasser": Caliche-cementerade graveller bildar de plana, resistenta, horisontella "cap-stenarna" på Pleistocene-terrasserna på stranden av den moderna torra tvätten som korsar området som visas på detta foto. Fjällen i fjärran består huvudsakligen av paleosoiska kalkstenar och dolomiter. Väderträning av dessa stenar gav mycket av kalciumkarbonatet som möjliggjorde kalichbildning i dalen.
Hur bildas Caliche?
Caliche har en mångfald av ursprung. Den huvudsakliga processen för att bilda kaliche börjar när kalciumkarbonat lakas ut från övre jordhorisonter genom nedåtriktade lösningar. Löst kalciumkarbonat kan också levereras till platsen i avrinning och sedan kolla in i jorden. Kalciumkarbonatet fälls sedan ut i en djupare jordhorisont för att bilda kalichskiktet.
Först utfaller kalciumkarbonatet som små korn eller tunna beläggningar på sedimentkorn eller jordpartiklar. När kornbeläggningen tjocknar kommer intilliggande korn att cementeras tillsammans och knölar bestående av flera korn och deras omgivande cement bildas. När cementeringen fortsätter kan det bildas ett kontinuerligt underlag.
I ett avancerat stadium kan ett solid kalicheskikt utvecklas. Dessa kan bli så täta och ogenomträngliga att de kan motstå den nedåtriktade perkolationen av vatten och erosion av vind eller vatten. Kalichskiktet har i allmänhet en högre densitet i toppen och minskar nedåt. Avancerad kalicheformation kan producera ett lager som är över en meter tjockt och har en lateral utsträckning på hundratals kvadratkilometer eller mer.
Vissa kalichor bildas genom uppåtgående rörelse av vatten genom kapillärverkan. När vattnet förångas fälls lösta material ut och kan med tiden cementera marken eller sedimentet.
Caliche kan också bildas under vegetation som extraherar vatten från marken och transporterar det ut i atmosfären. Eftersom stora mängder vatten avlägsnas av växterna, blir mineralmaterial som växterna inte tar bort koncentrerade i ytvattnet. När koncentrationen blir tillräckligt hög, eller indunstning inträffar, börjar nederbörden och kan bilda kaliche över tid.
Caliche Outcrop: En caliche outcrop nära Sulphur Springs Draw, Texas. Denna pleistocen / pliocenavlagring är uran-vanadatmineraler. USGS-foto av Susan Hall. Förstora bild.
Caliche-problem och användningsområden
Förekomsten av kaliche i en jord eller ett sediment har många praktiska konsekvenser. Dessa kan inkludera:
- Caliche kan vara ett hinder för infiltrering av vatten nedåt.
- Caliche kan vara en hinder för erosion av vind eller vatten. När den bryts kan erosion nedåt vara snabb, kanaliserad och allvarlig.
- Caliche kan vara extremt hållbar och ge problem på byggarbetsplatser.
Ädelstenar och metallmalmer i Caliche: Caliche kan vara en värdrock för olika sekundära mineraler, inklusive metallmalmer och pärlematerial. På bilden ovan visas gula oxider av uran som finns nära Sulphur Springs Draw uranium deposit, Martin County, västra Texas. Fotografi av Förenta staternas geologiska undersökning.
- Kalichskikt i terrasserade sediment kan starkt påverka topografin.
- Kalichskikt i akviferer kan resultera i det stratifierade flödet av grundvatten.
- Caliche-utveckling kan innehålla guld, ädelstenar och andra värdefulla mineraler.
- Caliche-porositet kan tjäna som avsättningsplats för värdefulla sekundära mineraler, inklusive malm av uran och vanadin, och pärlematerial som turkos och malakit.
- Caliche-avlagringar är ibland korrelerade och används som relativ ålder och stratigrafiska markörer.
- Kalicheutveckling indikerar ett tidsintervall av tektonisk, sedimentär, erosional och hydrologisk stabilitet.
- Caliche är ofta en utmaning för jordbruket. Det stör den korrekta markdreneringen, bildandet av växtrötterna, och den kan också innehålla lösliga mineraler som inte är till nytta för växterna.
- Caliche krossas ibland och används som fyllning, aggregat eller som råmaterial för framställning av portlandcement. Det används vanligtvis när material av högre kvalitet inte finns tillgängliga eller när material av minimal kvalitet är tillräckligt.