Calcar

Cele Calcarele sunt roci sedimentare , cum ar fi gresie sau gips , ușor solubil în apă ( a se vedea carstice ), compus în principal din carbonat de calciu, CaCO 3 , dar , de asemenea , carbonat de magneziu MgCO 3 . Aceste roci carbonatate au o mare importanță din punct de vedere geologic și economic.

Divizia

Este în Franța , Elveția și Belgia cea mai comună stâncă care alcătuiește atât de mulți munți ( Alpi , Jura , Pirinei ), cât câmpiile ( Șampania ), bazinele ( bazinul Parisului ) sau platourile (Jura, Larzac, Poitou-Charentes). Calcarul este recunoscut prin nuanța sa albă și, în general, prin prezența fosilelor .

Instruire

Se formează prin acumulare, în principal la fundul mării, dar uneori într-un mediu lacustru, din scoicile și scheletele micro-algelor și animalelor marine. De asemenea, se formează prin precipitații într-un mediu continental.

Precipitații de carbonat de calciu

Carbonatul de calciu se formează în mediul acvatic ( în special în apa de mare). Rezultă din precipitarea ionilor dizolvați. Această precipitație urmează reacției:

VSla2++2(HVSO3-)↔VSlaVSO3+VSO2+H2O{\ displaystyle \ mathrm {Ca ^ {2 +} + 2 \, (HCO_ {3} ^ {-}) \ leftrightarrow CaCO_ {3} + CO_ {2} + H_ {2} O}}

Această precipitație este facilitată de organisme de coajă sau de coajă ( moluște , arici de mare , corali , alge planctonice etc.), de respirația ființelor vii sau de degazarea bruscă a apei.

Formarea rocilor de calcar

Calcarele se pot forma într-un mediu continental ( tuf , stalactite, stalagmite), lacuri sau (cel mai adesea) într-un mediu oceanic.

Există mai multe moduri de formare a rocilor de calcar sau a rocilor carbonatice:

• prin precipitații (calcar chimic):
  • sedimentarea lentă și / sau acumularea de elemente microscopice obținute prin precipitare (a se vedea paragraful anterior) și consolidarea lor prin diageneză , are ca rezultat formarea calcarului. Aceste calcare sunt adesea fosilifere;
  • degazarea bruscă a apei subterane care ajunge în aer liber (peșteră, sursă) sau supusă captării de CO 2 de către plante, poate provoca precipitații localizate producând, în funcție de circumstanțe, travertine sau stalactite și stalagmite. Aceste calcare formate într-un mediu continental sunt rareori fosilifere;
• prin acțiunea ființelor vii (calcar biogen). Acestea pot rezulta dintr-o acumulare puternică de cochilii sau cochilii calcaroase (intacte sau în resturi), cum ar fi creta , tuful sau pot fi bioconstruite (calcar de recif). Sunt încă fosilifere;
• prin eroziune (calcar detritic), de exemplu brecii de calcar sau ofical.

Caracteristici fizice

Pentru utilizări în construcții și lucrări publice, caracteristicile mecanice ale calcarelor sunt importante, mai ales că sunt foarte variabile. Calcarele pot fi adaptate diferit în funcție de utilizările pentru care sunt destinate (nu există o măsură comună între o marmură și o cretă ). Acestea sunt supuse la diferite teste: rezistența la uzura de frecare măsurată prin testul Micro-Deval în prezența apei și testul de rezistență la impact (aptitudinea de rupere) prin testul Los Angeles. Calcarul este adesea de culoare albă.

Caracteristici chimice

Calcarul poate fi identificat deoarece poate fi atacat de acizi precum acidul clorhidric în soluție, acid etanoic sau acetic conținut în oțet sau de acid tartric (formează apoi tartrat de calciu și CO 2). Deoarece hidrogencarbonatul este o bază , acesta reacționează cu acidul clorhidric în soluție conform ecuației:

H3O++HVSO3-↔VSO2+2H2O{\ displaystyle \ mathrm {H_ {3} O ^ {+} + HCO_ {3} ^ {-} \ leftrightarrow CO_ {2} +2 \, H_ {2} O}}

Compoziție mineralogică

Prin definiție, rocile carbonatate conțin mai mult de 50% în greutate carbonate. Calcarele pure sunt compuse din cel puțin 90% calcit . Principalii alți constituenți sunt mineralele carbonatice  (în) de tip aragonit "cu, în soiurile impure, dolomita și ankerita (dolomita feroasă) ... În tipurile care trec la roci detritice , găsim elemente alogene necarbonatate: cuarț , feldspati, micas, argile; putem găsi și minerale autigenice  : feldspati, glauconie, fosfați, minereuri de fier ” .

Calcit este forma polimorfă de origine geologică secundară de carbonat de calciu. Polimorful de in primul rand biogene origine este aragonit (exemplu de aragonit: scheletul corali hermatypic ).

Gradul de puritate și culori

La primul ordin, microcristalele de calcit le dau o culoare albă. Diverse impurități îi pot oferi totuși culori foarte diverse (nuanțe de galben, gri, maro sau chiar negru): argile care pot prinde hidroxizii de fier și oxizii de fier în funcție de procesul de adsorbție , dând nuanțe variate de la ocru deschis, galben la roșu, în funcție de nivelul lor de oxidare și hidratare; oxidul de mangan și cărbune negru calcar colorat. Alte impurități au efecte antagonice: unele favorizează dizolvarea calcitului (elemente metalice, cloruri), altele cresc rezistența la dizolvarea acestuia (prezența boabelor de cuarț).

„Calcarul este considerat impur atunci când conține 10-50% din aceste impurități. Dacă acest lucru depășește 50%, nu mai vorbim de calcare (cam așa de gresie, marno, calcare argiloase etc.). "

Calcar și apă

Calcarul reacționează cu acidul clorhidric diluat pentru a forma clorură de calciu , o sare care este foarte solubilă în apă. Această reacție efervescentă este utilă geologului care poate, pe teren, să recunoască o rocă de calcar sau pedologului pentru a determina că un pământ conține calcar liber sau activ. Această efervescență caracterizează următoarea reacție acid-bazică (evidențiată prin eliberarea de bule de dioxid de carbon care tulbure apa de var ):

CaCO 3 + 2 HCI → CaCl 2 + H 2 O + CO 2

Această reacție este frecvent utilizată în lecții și lucrări practice în biologie , geologie sau chimie pentru a demonstra dizolvarea carbonatului de calciu (experiența oului crud care răsare, efervescența calcarului, a cochiliilor, corali și coji de midii, experiența cu un baston de cretă al școlarilor care spume), prezența calcarului în sol.

Concentrația de calcar în apa potabilă sau duritatea este exprimată în „grad francez”. Unul corespunde gradul de 4  mg / l de Ca . Nu există conținut maxim reglementat.

Prezența varului în apă nu dăunează sănătății atunci când o bei, deoarece furnizează suplimente de calciu și altfel nu dăunează. Cu toate acestea, are un efect nociv asupra pielii, pe care îl usucă și constituie o sursă de complicații (iritații, chiar eczeme, psoriazis etc.). Dacă apa este prea dură, atunci se recomandă instalarea unui dedurizator de apă.

Pe de altă parte, o duritate prea mare poate fi o sursă de neplăceri în utilizare ( scalare , dificultate în spumarea săpunului , rufe grosiere). Apele distribuite în majoritatea regiunilor de calcar din Franța sunt în acest caz ( bazinul Parisului , Causses du Quercy , Préalpes , Piemontul Pirineilor ).

Tipologie

Geologii au creat clasificări bazate în cea mai mare parte pe structura rocilor carbonatice, care deseori necesită utilizarea unui microscop sau cel puțin a unei lupe puternice. De asemenea, utilizează o nomenclatură practică bazată pe cele mai proeminente caracteristici:

• În funcție de proporțiile de calcit și dolomit, terminologia este următoarea: calcar pur (100% până la 95% calcit, dolomit 5% maxim), calcar magnezian (cu 5 până la 10% dolomit), calcar dolomitic (cu 10 până la 50% dolomită).
• În funcție de proporțiile de calcar și argilă: calcar marnos (5 până la 35% argilă), marnă (35 până la 65% argilă).
• În funcție de mediul de depozit: calcar marin ( pelagic până la neritic ) și calcar continental (calcar lacustrin, roci fluviale , cruste de calcar ale anumitor soluri . În funcție de boabe: calcar cu granulație fină sau foarte fină (micrit, calcar microcristalin cu cristale de 20 µm, calcar litografic sau sublitografic) sau calcar cu granulatie mai grosieră (calcar cristalin, cu cristale> 64 sau 100 µm, în general datorită recristalizărilor; calcare microgrene cu cristale de 100 până la 250 µm; calcare zaharoide, calcare grosiere).
• În funcție de structuri și texturi: calcar masiv sau de pat, calcar oolitic, pisolitic, pietriș, nodular, cu noduli sau accidente fosfatice, silicioase.
• În funcție de importanța fosilelor sau a resturilor lor de calcar construit sau recif de calcar în care organizațiile se află într-o poziție de viață ( bioherm , biostrom ), calcar coquinoid și cochiliu , calcar și bioclastic biodetrital biosparit, biomicrit ), amoniți de calcar ...
• În funcție de prezența materialului terigen  : calcar nisipos, argilos, argilos, cu trecere treptată către rocile calcaroase detritice ( calcirudite , calcarenite ).

Transformarea calcarului

Metamorfism

• Calcarul metamorfozat dă marmură .

Calcar mixt

• Calcarul amestecat cu lut dă marna .
• Prezența rinichilor, a băncilor de silex și a șilei mărturisește precipitarea silicei dizolvate în apa de mare, care rezultă din diagenesia scheletelor îngropate în timpul formării calcarului.
• Calcarul amestecat cu serpentină este un ofical .

Varul viu

Când calcarul este încălzit la aproximativ 900  ° C în cuptoarele de calcinare ( cuptoare de var ), acesta capătă aspectul de pietre pulverulente la suprafață - chimic vorbind de oxid de calciu  - numit var rapid . Acest var viu reacționează energic cu apa pentru a produce var stins sau hidroxid de calciu. Suspensiile de var în apă (apă de var ) răspândite pe pereți (calcarea) reabsorb CO 2 aerisiti-le si acoperiti-le cu un strat de carbonat de calciu.

Eroziune

• Eroziunea marină a aflorimentelor de calcar din Normandia Superioară dă reliefuri goale (uși) și ace.
• Dizolvarea calcarelor solide și masive formează suprafețe cu forme particulare: lapiazul .

• Stâncile din Étretat ( Seine-Maritime , Franța ) sunt realizate din cretă , un anumit tip de calcar.

• Lapiaz de l'Alto de Brenas, Cantabria , Spania .

Modele carstice

În funcție de tipul de calcar, acesta este mai mult sau mai puțin rezistent și mai mult sau mai puțin solubil în apele acide. Aceste fenomene de dizolvare a calcarului, prin circulația fluidelor în diferitele fracturi și rupturi, se numesc fenomene carstice ( peșteri , doline , pierderi, puț ,  etc. ). Calcarul dizolvat poate precipita din nou sub formă de stalactite și stalagmite în peșteri.

• Reliefurile din Torcal de Antequera, Malaga , Spania .

• Forme de coroziune în Cueva de Palestina, Nueva Cajamarca, Rioja , San Martin , Peru .

• Stalactite în peștera Gut Gardner, Waikato , Noua Zeelandă .

Utilizări

Se folosesc roci calcaroase:

În construcție

• ca material în sculptură (tehnică de sculptură directă);
• ca piatră de construcție folosită în construcții: de exemplu, piatra Caen a fost folosită pentru a construi multe clădiri religioase în Evul Mediu sau pur și simplu pentru a construi case . Această utilizare este acum marginală în construcții. Piatra este o restaurare profesională a monumentelor istorice;
• ca material rutier: macadam , pietre calcaroase, balast , de utilizare foarte frecventă;
• ca materie primă utilizată la fabricarea cimentului;
• ca nisip și agregat în fabricarea betonului, mai rar în amestecuri bituminoase, pentru cele mai dure calcare;
• precum „  blanc de Meudon  ”, „  blanc d'Espagne  ”, Toulouse sau chiar Champagne ( Troyes ).

În industrie

• să producă carbonat de sodiu și clorură de calciu conform procesului Solvay  ;
• ca umplutură minerală pulverulentă în diverse produse industriale (materiale plastice, vopsele, cleiuri, produse recurente etc.);
• ca flux în topirea sticlei (în nisip ) și în topirea metalelor feroase (în calcar );
• ca amendament agricol de calciu pentru combaterea acidificării solului;
• ca sursă de calciu, în hrana animalelor de fermă;
• ca strat de finisare a hârtiei (o tonă de hârtie conține 250-300  kg de calcar);
• ca tratament al apei, nămolului și deșeurilor menajere.

Un m³ de apă potabilă necesită 50 până la 200 de grame de var pentru a precipita metale grele și nămol.

În decorațiuni interioare

• pentru a crea basoreliefuri folosind tehnica incrustării pe turnare, ca la Fântânile Petrifiante din Saint-Nectaire
• pentru a cristaliza obiecte (acoperi aceste obiecte cu calcar) folosind surse termo-minerale
• pentru a reproduce orice obiect, folosind o matriță , folosind cântare de petrificare , un instrument folosit de Jean Serre în Saint-Nectaire sau de De Vigni în Bagni San Filippo, Italia .

Producțiile din Franța sunt

• agregate de calcar din cariere: 101.700.000 tone în 2004;
• calcar industrial: 3.170.800 tone în 2005;
• modificări de calciu: 1.400.000 tone în 2003;
• alb din Meudon și alb din Spania (calcar redus la o pulbere fină de obicei 40 micrometri).

Calcarul calcinat produce var care are multe utilizări.

Calendar republican

• În calendarul republican , Calcarul era numele atribuit celei de-a 18- a  zile a Nivose , 7 ianuarie.

Note și referințe

1. Mecanica rocii și a solului
2. André Vatan, Manual de sedimentologie , ediții TECHNIP,1967( citiți online ) , p.  233-234.
3. Jean-Noël Salomon, Precis de karstologie , Presses Universitaires de Bordeaux,2006( citiți online ) , p.  21-22.
4. Jean-Noël Salomon, op. cit. , p.21
5. G. Lannoy, Marea mea carte de experiențe , Chantecler,1977, p.  84.
6. „  Cum poate să sară un ou crud?”  » , Pe wikidebrouillard.org ,12 iulie 2014.
7. Experimentul constă în plasarea cochiliei, coralului, solzilor de midii sau crete într-un pahar umplut cu oțet. Toate aceste obiecte degajă CO 2care „tulbure apa de tei  ”.
8. Alain Foucault, Jean-François Raoult, Dicționar de geologie , Masson,1997, p.  49.
9. „  Inlays on turning - Petrifying Fountains of Saint Nectaire  ” , pe fontaines-petrifiantes.fr (accesat la 28 octombrie 2020 )
10. „  Descoperirea fântânilor pietrificante din Saint-Nectaire  ” , pe LCI (accesat la 28 octombrie 2020 )
11. „  Toscana, paradisul termal  ” , pe voyages.michelin.fr ,22 septembrie 2017(accesat la 28 octombrie 2020 )
12. Unicem:
13. ANPEA - Asociația Națională Profesională a Îngrășămintelor și Amendamentelor
14. Ph. Pr. Na. Fabre d'Églantine , Raport făcut la Convenția Națională în sesiunea din data de 3 a lunii a doua a celui de-al doilea an al Republicii Franceze , p.  22 .

• [1] , AGAR (Asociația Geologică din Alès și regiunea sa)

Articole similare

Balsam de apă Choin Calcar asteroid Calcar de coajă Calcar de corali Calcar Greenbrier Calcarul Sfântului Ludovic Calcarul din Sainte Geneviève Calcar Solnhofen

Quiou calcar Calcar lutezian sau calcar grosier Cariera de calcar Clasificări ale poporului Clasificări Dunham Gazon de calcar Piatra albastra (calcar) Pierre d'Euville Pierre de Jaumont Piatra Ierusalimului (calcar) Tartrul în apă

linkuri externe

• Dosar multidisciplinar pe calcar