Caliza
Las calizas son rocas sedimentarias , como la arenisca o el yeso , fácilmente solubles en el agua (ver karst ), compuestas principalmente por carbonato de calcio, CaCO 3 , pero también carbonato de magnesio MgCO 3 . Estas rocas carbonatadas son de gran importancia desde el punto de vista geológico y económico.
División
Es en Francia , Suiza y Bélgica la roca más común que forma tanto montañas ( Alpes , Jura , Pirineos ) como llanuras ( Champagne ), cuencas ( Cuenca de París ) o mesetas (Jura, Larzac, Poitou-Charentes). La piedra caliza es reconocible por su tinte blanco y, en general, por la presencia de fósiles .
Capacitación
Se forma por acumulación, principalmente en el fondo del mar, pero a veces en un entorno lacustre, a partir de conchas y esqueletos de microalgas y animales marinos. También está formado por precipitación en un ambiente continental.
Precipitación de carbonato de calcio
El carbonato de calcio se forma en ambientes acuáticos (principalmente en agua de mar). Es el resultado de la precipitación de iones disueltos. Esta precipitación sigue a la reacción:
Esta precipitación es facilitada por organismos de concha o concha ( moluscos , erizos de mar , corales , algas planctónicas, etc.), por la respiración de los seres vivos, o por la desgasificación repentina del agua.
Formación de rocas calizas
Las calizas se pueden formar en un ambiente continental ( toba , estalactitas, estalagmitas), lagos o (con mayor frecuencia) en un ambiente oceánico.
Hay varios modos de formación de rocas calizas o rocas carbonatadas:
- por precipitación (caliza química):
- la lenta sedimentación y / o acumulación de elementos microscópicos obtenidos por precipitación (ver párrafo anterior), y su consolidación por diagénesis , resulta en la formación de calizas. Estas calizas son a menudo fosilíferas;
- la desgasificación repentina del agua subterránea que llega al aire libre (cueva, fuente) o se somete a la extracción de CO 2 por parte de las plantas, puede provocar precipitaciones localizadas produciendo, según las circunstancias, travertinos o estalactitas y estalagmitas. Estas calizas formadas en un ambiente continental rara vez son fosilíferas;
- por la acción de los seres vivos (caliza biogénica). Pueden resultar de una fuerte acumulación de conchas o conchas calcáreas (intactas o en escombros), como tiza , toba , o estar bioconstruidas (piedra caliza de arrecife). Todavía son fosilíferos;
- por erosión (caliza detrítica), por ejemplo brechas calizas u oficalcita.
Características físicas
Para usos en edificación y obra pública, las características mecánicas de las calizas son importantes, sobre todo porque son muy variables. Las calizas se pueden adaptar de manera diferente según los usos a los que estén destinadas (no existe una medida común entre una canica y una tiza ). Se someten a diversas pruebas: la resistencia al desgaste por fricción medida por la prueba Micro-Deval en presencia de agua y la prueba de resistencia al impacto (aptitud a la rotura) por la prueba de Los Ángeles. La piedra caliza es a menudo de color blanco.
Caracteristicas quimicas
La piedra caliza se puede identificar porque puede ser atacada por ácidos como el ácido clorhídrico en solución, el ácido etanoico o acético contenido en el vinagre o por el ácido tartárico (luego forma tartrato de calcio y CO 2). Dado que el hidrogenocarbonato es una base , reacciona con ácido clorhídrico en solución de acuerdo con la ecuación:
Composición mineralógica
Por definición, las rocas carbonatadas contienen más del 50% de carbonatos en peso. Las calizas puras se componen de al menos un 90% de calcita . Los otros constituyentes principales son los minerales carbonatos (in) del tipo aragonito "con, en las variedades impuras, dolomita y ankerita (dolomita ferrosa) ... En los tipos que pasan a rocas detríticas , encontramos elementos alogénicos no carbonatos: cuarzo , feldespatos, micas, arcillas; también podemos encontrar minerales autigénicos : feldespatos, glauconia, fosfatos, minerales de hierro ” .
La calcita es el polimorfo de origen geológico secundario del carbonato cálcico. El polimorfo de origen principalmente biogénico es el aragonito (ejemplo de aragonito: el esqueleto de los corales hermatípicos ).
Grado de pureza y colores
En el primer orden, los microcristales de calcita les dan un color blanco. Sin embargo, diversas impurezas pueden darle colores muy diversos (tonos de amarillo, gris, marrón o incluso negro): arcillas que pueden atrapar hidróxidos de hierro y óxidos de hierro según el proceso de adsorción , dando tintes que van desde el ocre claro, el amarillo al rojo, según su nivel de oxidación e hidratación; el óxido de manganeso y el negro caliza de color carbón . Otras impurezas tienen efectos antagónicos: algunas favorecen la disolución de la calcita (elementos metálicos, cloruros), otras aumentan la resistencia a su disolución (presencia de granos de cuarzo).
“La piedra caliza se considera impura cuando contiene del 10 al 50% de estas impurezas. Si supera el 50%, ya no hablamos de calizas (o de areniscas, margosas, calizas arcillosas, etc.). "
Piedra caliza y agua
La piedra caliza reacciona con ácido clorhídrico diluido para formar cloruro de calcio , una sal que es muy soluble en agua. Esta reacción efervescente es útil para el geólogo que puede, en el campo, reconocer una roca caliza o para el pedólogo para determinar que una tierra contiene caliza libre o activa. Esta efervescencia caracteriza la siguiente reacción ácido-base (evidenciada por la liberación de burbujas de dióxido de carbono que enturbian el agua de cal ):
CaCO 3 + 2 HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2Esta reacción se utiliza con frecuencia en lecciones y trabajos prácticos de biología , geología o química para demostrar la disolución del carbonato de calcio (experiencia del huevo crudo que rebota, efervescencia de piedra caliza, cáscaras, corales y escamas de mejillón, experiencia con una varilla de tiza para escolares que espumas), la presencia de piedra caliza en el suelo.
La concentración de piedra caliza en el agua potable o la dureza se expresa en "grado francés". Uno corresponde la titulación a 4 mg / l de Ca . No existe un contenido máximo reglamentario.
La presencia de cal en el agua no es perjudicial para la salud al beberla, ya que proporciona suplementos de calcio y no causa ningún daño. Sin embargo, tiene un efecto nocivo sobre la piel, que se seca, y constituye una fuente de complicaciones (irritación, incluso eccemas, psoriasis, etc.). Si el agua es demasiado dura, se recomienda instalar un ablandador de agua.
Por otro lado, una dureza demasiado alta puede ser una fuente de inconvenientes en el uso ( incrustaciones , dificultad para hacer espuma en el jabón , ropa gruesa). Las aguas distribuidas en la mayoría de las regiones calizas de Francia son en este caso ( Cuenca de París , Causses du Quercy , Préalpes , Piamonte pirenaico ).
Tipología
Los geólogos han creado clasificaciones basadas principalmente en la estructura de las rocas carbonatadas, que a menudo requiere el uso de un microscopio, o al menos una lupa fuerte. También utilizan una nomenclatura práctica basada en las características más destacadas:
- Dependiendo de las proporciones de calcita y dolomita, la terminología es la siguiente: caliza pura (100% a 95% calcita, dolomita 5% máximo), caliza magnesiana (con 5 a 10% de dolomita), caliza dolomítica (con 10 a 50% dolomita).
- Dependiendo de las proporciones de piedra caliza y arcilla: caliza margosa (5 a 35% de arcilla), marga (35 a 65% de arcilla).
- Según el entorno del depósito: calizas marinas ( pelágicas a neríticas ) y calizas continentales (calizas lacustres, rocas fluviales , costras calizas de determinados suelos . Según el grano: calizas de grano fino o muy fino (micrita, caliza microcristalina con cristales de 20 µm, calizas litográficas o sublitográficas) o calizas de grano más grueso (calizas cristalinas, con cristales> 64 o 100 µm, generalmente debido a recristalizaciones; calizas microgrenus con cristales de 100 a 250 µm; calizas sacáridas, calizas granuladas).
- Dependiendo de las estructuras y texturas: calizas macizas o de lecho, calizas oolíticas, pisolíticas, grava, nodulares, con nódulos o accidentes fosfatados, silíceas.
- Según la importancia de los fósiles o sus escombros la piedra caliza construida o el arrecife de piedra caliza donde las organizaciones están en una posición de vida ( bioherme , biostroma ), caliza coquinoide y concha , caliza y bioclástica biodetrital biosparita, biomicrita ), caliza ammonites ...
- Dependiendo de la presencia de material terrígeno : calizas arenosas, limosas, arcillosas, con paso gradual a rocas calizas detríticas ( calciruditas , calcarenitas ).
Transformación de piedra caliza
Metamorfismo
- La piedra caliza metamorfoseada da mármol .
Caliza mixta
- La piedra caliza mezclada con arcilla da margas .
- La presencia de riñones, bancos de pedernal y chaille atestigua la precipitación de sílice disuelta en agua de mar, que resulta de la diagénesis de esqueletos enterrados durante la formación de calizas.
- La piedra caliza mezclada con serpentina es una oficalcita .
Cal viva
Cuando la piedra caliza se calienta a alrededor de 900 ° C en hornos de calcinación ( hornos de cal ), adquiere la apariencia de piedras en polvo en la superficie, químicamente hablando de óxido de calcio , llamado cal viva . Esta cal viva reacciona vigorosamente con el agua para producir cal apagada o hidróxido de calcio. Las suspensiones de cal en agua (agua de cal ) esparcidas en las paredes (encalado) reabsorben CO 2 aire y cúbralos con una capa de carbonato de calcio.
Erosión
- La erosión marina de los afloramientos de piedra caliza en Haute-Normandie produce relieves huecos (puertas) y agujas.
- La disolución de calizas macizas y macizas forma superficies con formas particulares: el lapiaz .
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Los acantilados de Étretat ( Seine-Maritime , Francia ) están hechos de tiza , un tipo particular de piedra caliza.
Modelos kársticos
Según el tipo de piedra caliza, es más o menos resistente y más o menos soluble en aguas ácidas. Estos fenómenos de disolución de la piedra caliza, a través de la circulación de fluidos en las distintas fracturas y roturas, se denominan fenómenos kársticos ( cuevas , sumideros , pérdidas, fondo de pozo , etc. ). La piedra caliza disuelta puede volver a precipitar en forma de estalactitas y estalagmitas en las cuevas.
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Formas de corrosión en la Cueva de Palestina, Nueva Cajamarca, Rioja , San Martín , Perú .
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Estalactitas en Gardner's Gut Cave, Waikato , Nueva Zelanda .
Usos
Se utilizan rocas calizas:
En la construccion
- como material en escultura (técnica de talla directa);
- como roca de construcción utilizada en la construcción: por ejemplo, la piedra de Caen se usó para construir muchos edificios religiosos en la Edad Media o simplemente para construir casas . Este uso es ahora marginal en la construcción. La piedra es una restauración profesional de monumentos históricos;
- como material de carretera: macadán , grava, calizas, balasto , de uso muy frecuente;
- como materia prima utilizada en la fabricación de cemento;
- como arena y áridos en la fabricación de hormigón, más raramente en mezclas bituminosas, para las calizas más duras;
- como “ blanc de Meudon ”, “ blanc d'Espagne ”, Toulouse o incluso Champagne ( Troyes ).
En la industria
- producir carbonato de sodio y cloruro de calcio según el proceso Solvay ;
- como carga mineral en polvo en diversos productos industriales (plásticos, pinturas, colas, productos recurrentes, etc.);
- como un fundente en la fusión del vidrio (en arena ) y en la fusión de metales ferrosos (en piedra caliza );
- como enmienda de calcio agrícola para combatir la acidificación del suelo;
- como suministro de calcio, en la alimentación de los animales de granja;
- como capa de acabado de papel (una tonelada de papel contiene 250-300 kg de piedra caliza);
- como tratamiento de aguas, lodos y residuos domésticos.
Un m³ de agua potable requiere de 50 a 200 gramos de cal para precipitar metales pesados y lodos.
En decoración de interiores
- para crear bajorrelieves mediante la técnica de incrustaciones en molduras, como en las Fuentes Petrificantes de Saint-Nectaire
- para cristalizar objetos (cubrir estos objetos con piedra caliza) utilizando fuentes termominerales
- para reproducir cualquier objeto, utilizando una moldura , utilizando escalas de petrificación , una herramienta utilizada por Jean Serre en Saint-Nectaire o por De Vigni en Bagni San Filippo, Italia .
- áridos de piedra caliza de canteras: 101.700.000 toneladas en 2004;
- piedra caliza industrial: 3.170.800 toneladas en 2005;
- enmiendas de calcio: 1.400.000 toneladas en 2003;
- blanco de Meudon y blanco de España (piedra caliza reducida a un polvo fino generalmente 40 micrómetros).
La piedra caliza calcinada produce cal que tiene muchos usos.
Calendario republicano
- En el calendario republicano , la piedra caliza fue el nombre asignado a la 18 ª jornada de nivoso , 7 de enero.
Notas y referencias
- Mecánica de rocas y suelos
- André Vatan, Manual de sedimentología , ediciones TECHNIP,1967( leer en línea ) , pág. 233-234.
- Jean-Noël Salomon, Precis de karstologie , Presses Universitaires de Bordeaux,2006( leer en línea ) , pág. 21-22.
- Jean-Noël Salomon, op. cit. , pág.21
- G. Lannoy, Mi gran libro de experiencias , Chantecler,1977, p. 84.
- " ¿Cómo puede rebotar un huevo crudo?" » , En wikidebrouillard.org ,12 de julio de 2014.
- El experimento consiste en colocar la concha, coral, escamas de mejillón o tiza en un vaso lleno de vinagre. Todos estos objetos emiten CO 2que " agua de cal turbia ".
- Alain Foucault, Jean-François Raoult, Diccionario de geología , Masson,1997, p. 49.
- " Inlays on moulding - Petrifying Fountains of Saint Nectaire " , en fontaines-petrifiantes.fr (consultado el 28 de octubre de 2020 )
- " Descubriendo las fuentes petrificantes de Saint-Nectaire " , en LCI (consultado el 28 de octubre de 2020 )
- " Toscana, paraíso termal " , en voyages.michelin.fr ,22 de septiembre de 2017(consultado el 28 de octubre de 2020 )
- Unicem:
- ANPEA - Asociación Nacional Profesional de Fertilizantes y Enmiendas
- Ph. P. Na. Fabre d'Églantine , Informe presentado a la Convención Nacional en la sesión del 3 del segundo mes del segundo año de la República Francesa , p. 22 .
- [1] , AGAR (Asociación Geológica de Alès y su Región)