石灰华

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August 10, 2022

石灰华(TRAV-ər-teen)是一种沉积在矿泉,尤其是温泉周围的陆地石灰岩。它通常具有纤维状或同心的外观,存在于白色、棕褐色、奶油色,甚至生锈的品种中。它是由碳酸钙快速沉淀形成的,通常在温泉口或石灰岩洞穴中。在后者中,它可以形成钟乳石、石笋和其他洞穴。它经常在意大利和其他地方用作建筑材料。 由环境温度的水形成的类似(但更柔软且多孔性极强)的沉积物被称为凝灰岩。

定义

石灰华是一种沉积岩,由淡水中的碳酸钙矿物化学沉淀而成,通常在泉水、河流和湖泊中;也就是说,来自地表水和地下水。在最广泛的意义上,石灰华包括温泉和冷泉中的沉积物,包括被称为凝灰岩的多孔海绵状岩石,以及被称为洞穴的洞穴特征(包括钟乳石和石笋)。钙质是沉积在土壤剖面中的钙矿物质,不被认为是钙华的一种形式。钙华通常在更狭义的意义上被定义为致密的岩石,有时是块状的,但更常见的是带状或具有纤维内部结构,沉积在温泉中。在这个更狭义的意义上,石灰华不同于石斑和凝灰岩。石灰华有时也由其起源方式定义,作为在大气和地下水之间进行二氧化碳交换后,碳酸钙矿物无机沉淀到表面上形成的岩石。该定义不包括钙质、湖泥灰和湖礁,但包括洞穴和凝灰岩。新鲜石灰华的孔隙率差异很大,从 10% 到 70% 不等。由于原始孔隙空间中的次生方解石结晶,古代的孔隙率可能低至2%,而猛犸温泉的一些新鲜文石钙华的孔隙率大于80%。冷泉钙华的典型孔隙率约为 50%,而温泉钙华的平均孔隙率约为 26%。 Speleothems 具有低于 15% 的低孔隙率。

地貌

石灰华形成独特的地貌: 弹簧丘是石灰华圆顶,高度从不到一米到超过 100 米(330 英尺)不等,围绕着一个弹簧孔。由于泉口位于地面以上,陆丘的形成需要自流泉或间歇泉。石灰华土丘也出现在水下,通常在盐碱湖中。 裂缝脊由沿节理或断层的弹簧排放形成。它们的高度可以超过 15 米(49 英尺),长度可以超过 0.5 公里(0.31 英里)。这些通常显示裂缝逐渐变宽的迹象,通过钙华在裂缝壁上的沉积来平衡。 梯级沉积物由一系列瀑布形成。 大坝沉积物类似于瀑布,但具有局部垂直堆积的石灰华,在石灰华堆积物后面形成了一个池塘或湖泊。 石灰华形成各种河流和湖泊沉积物。 Paludal(沼泽)沉积物是排水不良地区的浅层堆积物。 Speleothems是洞穴的特征“构造”。

词源

“石灰华”这个词来源于意大利语 travertino,它本身是拉丁语 tiburtinus 的派生词,意思是“蒂布尔的”,现在被称为 Tivoli,位于意大利罗马附近。

地球化学

当含有高浓度溶解二氧化碳 (CO2) 的地下水 (H2O) 与石灰石或其他含有碳酸钙 (CaCO3) 的岩石接触时,钙华就开始形成。溶解的二氧化碳作为弱酸,碳酸,将一些石灰石溶解为可溶性碳酸氢钙 (Ca+2 + 2HCO−3): CaCO3 + H2O + CO2 ⇌ Ca2+ + 2HCO−3 这是一个可逆反应,这意味着随着溶解的浓度