석회암

Limestone
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석회암
퇴적암
ElTorcal0408.jpg
스페인 말라가의 토르칼데안테케라 자연보호구역의 석회암 노두
구성.
탄산칼슘 : 무기결정성 석회석 또는 유기석회질 재료

석회암은 재료 석회의 주요 공급원인 탄산염 퇴적암의 일반적인 유형이다.탄산칼슘의 다른 결정 형태인 미네랄칼사이트와 아라고나이트로 대부분 구성되어 있습니다.석회암은3 용해된 칼슘이 함유된 물에서 이들 미네랄이 침전될 때 형성된다.이것은 지난 5억 4천만 년 [1][2]동안 산호와 조개껍질의 축적과 같은 생물학적 과정이 더 중요했을지라도 생물학적 과정과 비생물학적 과정을 통해 일어날 수 있다.석회암은 종종 화석을 포함하고 있으며, 이것들은 과학자들에게 고대 환경과 생명의 [3]진화에 대한 정보를 제공한다.

퇴적암의 약 20~25%가 탄산암이고, 대부분은 [4][3]석회암이다.남아있는 탄산염 암석은 대부분 돌로마이트로, 돌로마이트라는 미네랄 돌로마이트(CaMg(CO3)2가 많이 함유되어 있다.마그네시안 석회암은 돌로마이트, 돌로마이트(돌로마이트 석회암)를 포함한 석회암, 마그네슘을 [5]많이 함유한 다른 석회암에 다양하게 사용되는 구식 용어이다.대부분의 석회암은 대륙붕이나 플랫폼과 같은 얕은 해양 환경에서 형성되었지만, 다른 많은 환경에서는 적은 양이 형성되었습니다.많은 돌로마이트는 2차 돌로마이트로 [6][7]석회암의 화학적 변화에 의해 형성된다.석회암은 지구 표면의 넓은 지역에 노출되어 있으며, 석회암은 빗물에 약간 녹기 때문에 이러한 노출은 종종 침식되어 카르스트 풍경이 된다.대부분의 동굴 시스템은 석회암 기반암에서 발견됩니다.

석회암은 건축 자재로서 콘크리트(포트랜드 시멘트)의 필수 성분으로서, 도로 기초용 골재로서, 치약이나 페인트와 같은 제품의 백색 안료나 필러로서, 석회 생산을 위한 화학 원료로서, 토양 촉진제로서, 암석 정원의 인기 있는 장식용 첨가물로도 많이 사용됩니다.석회암층은 전 세계 석유 [3]매장량의 약 30%를 차지한다.

묘사

크로아티아 신즈 인근의 디나릭 알프스 카르스트에 있는 이 석회암 퇴적물은 에오세에 형성되었다.

석회암은 대부분 탄산칼슘의 다른 결정 형태인3 칼사이트와 아라고나이트로 구성되어 있습니다.돌로마이트, CaMg(CO3)2는 석회암에서 희귀한 광물이며, 사이더라이트나 다른 탄산염 광물은 드물다.하지만 석회암에 있는 석회암은 종종 마그네슘의 몇 퍼센트를 함유하고 있다.석회암에 있는 칼라이트는 저마그네슘과 고마그네슘 칼라이트로 나뉘며, 분할선은 마그네슘 4%로 구성되어 있습니다.고마그네슘 칼사이트는 돌로마이트와는 다른 칼사이트 광물 구조를 유지합니다.아라곤산염은 [8]보통 마그네슘을 많이 함유하지 않는다.대부분의 석회암은 화학적으로 상당히 순수하며 쇄설 퇴적물(주로 미세한 석영과 점토 광물)이 조성의 5%에서 10% [9][10]미만을 차지한다.유기물은 일반적으로 석회암의 약 0.2%를 차지하며 [11]1%를 넘는 경우는 거의 없습니다.

석회암에는 종종 처트 또는 규소성 골격 조각(스펀지 스파이큘, 규조류 또는 방사 극성 물질)[12]의 형태로 다양한 양의 실리카가 포함되어 있습니다.화석 또한 [3]석회암에서 흔하다.

석회암은 보통 흰색에서 회색으로 변한다.유별나게 유기물이 풍부한 석회암은 거의 검은색일 수 있는 반면, 철분이나 망간의 흔적은 석회암을 오프 화이트에서 옐로우에서 레드 색상으로 만들 수 있습니다.석회암의 밀도는 다공성에 따라 달라지는데, 이 다공성은 가장 밀도가 높은 석회석의 0.1%에서 분필의 40%까지 다양합니다.밀도는 1.5~2.7g/cm3 범위이다.Mohs 경도가 2에서 4인 비교적 부드럽지만, 고밀도 석회암은 [13]최대 180MPa의 파쇄 강도를 가질 수 있습니다.비교를 위해 콘크리트는 일반적으로 약 40MPa의 [14]파쇄 강도를 가집니다.

암석들은 광물 조성에 있어 거의 변화를 보이지 않지만,[15] 질감에는 큰 다양성을 보인다.하지만, 대부분의 석회암은 탄산염 진흙 매트릭스의 모래 크기의 알갱이로 이루어져 있습니다.석회암은 종종 생물학적 기원이며, 대개 형성된 곳 근처에 퇴적된 침전물로 구성되기 때문에, 석회암의 분류는 보통 입자의 종류와 진흙 [9]함량에 기초한다.

곡류.

바하마 주 줄터 케이 해변의 OOID들
유타 남서부 카르멜층(쥐라기 중기) 석회암에 있는 오이드.
미국 유타주 남부에 있는 쥐라기 중기 석회암의 얇은 단면도입니다.둥근 알갱이는 오므라이드이며, 가장 큰 것은 직경 1.2mm(0.05인치)입니다.이 석회암은 우스파리석이다.

석회암에 있는 대부분의 알갱이는 산호나 [16]유충과 같은 해양 유기체의 골격 파편이다.이 유기체들은 아라곤산염이나 석회암으로 만들어진 구조물을 분비하고, 그들이 죽었을 때 이러한 구조물을 남겨둔다.림스톤을 구성하는 다른 탄산염 알갱이는 오미드, 펠로이드, 석회암(내층 및 외층)[17]입니다.

골격 입자는 골격 입자를 생산한 유기체와 골격 입자가 [18]생산된 환경을 반영하는 구성을 가지고 있습니다.저마그네슘 석회암 골격 입자는 관절 완족동물, 플랑크톤(자유 부유성) 유공체, 그리고 콕콜리스를 대표합니다.고마그네슘 석회암 골격 입자는 해저(바닥에 사는) 유공체, 극피조류, 산호조류의 전형적인 형태입니다.아라곤산 골격 입자는 연체동물, 석회질 녹조류, 스트로마토로이드, 산호, 관충의 전형입니다.골격 입자는 또한 특정한 지질 시대와 환경을 반영한다.예를 들어, 산호 알갱이는 높은 에너지 환경(강한 조류와 난류로 특징지어짐)에서 더 흔하지만, 브리오조 알갱이는 낮은 에너지 환경(고요한 [19]물로 특징지어짐)에서 더 흔합니다.

오이드(oids)는 중심 석영 입자 또는 탄산염 광물 조각 주위에 하나 이상의 석회암 또는 아라곤산염 층으로 구성된 모래 크기의 입자(지름 2mm 미만)입니다.이것들은 탄산칼슘이 직접 OOID에 침전됨으로써 형성될 가능성이 있다.피시석은 OOID와 비슷하지만 지름이 2mm 이상 크고 모양이 불규칙한 경향이 있다.대부분 OOID로 이루어진 석회암은 oolite 또는 oolitic 석회암이라고 불린다.우라이트는 바하마 플랫폼과 같은 고에너지 환경에서 형성되며, 우라이트는 일반적으로 크로스베딩 및 강한 [20][21]조류 퇴적과 관련된 기타 특징을 보인다.

온콜리스는 OOID와 비슷하지만 층층이 아닌 방사형 내부 구조를 보여 일반적인 해양 [20]환경에서 조류에 의해 형성되었음을 나타냅니다.

펠로이드는 구조성이 없는 미세결정 탄산염 입자로 다양한 과정에 [22]의해 생성될 수 있습니다.많은 것들이 해양 유기체에 의해 생성된 분뇨 알갱이로 생각된다.다른 것들은 내석기(보링) 조류나[23] 다른 미생물에[24] 의해 또는 연체동물 [25]껍데기의 분해를 통해 생산될 수 있다.그것들은 얇은 단면을 제외하고는 석회암 샘플에서 보기 어렵고, 아마도 탄산염 퇴적물의 압축이 [23]그것들을 방해하기 때문에 고대 석회암에서 덜 흔하다.

석회암은 기존 석회암 또는 부분적으로 석화된 탄산염 퇴적물의 파편이다.인트라클라스트는 석회암에서 퇴적된 곳 근처에서 발생하는 석회암이며, 엑스트라스트(exterlast)는 퇴적 영역 밖에서 발생합니다.세포 내에는 유기 물질이나 미네랄 시멘트로 함께 접착된 펠로이드 군집인 그래피스톤이 포함됩니다.엑스트라스트(extrast)는 드물고, 보통 다른 쇄설성 퇴적물을 동반하며, 구조적으로 활동적인 영역 또는 탁류의 [26]일부로서 퇴적을 나타낸다.

진흙

대부분의 석회암 입자는 탄산염 진흙의 매트릭스 안에 박혀 있다.이것은 일반적으로 고대 탄산염 [23]암석 중 가장 큰 부분입니다.길이가 5미크론 미만인 개별 결정으로 구성된 진흙을 마이크로라이트라고 [27]합니다.신선한 탄산염 진흙에서 마이크로라이트는 대부분 작은 아라고나이트 바늘로 [28]해수에서 직접 침전되거나,[29] 조류에 의해 분비되거나, 고에너지 환경에서 [30]탄산염 곡물의 마모에 의해 생성될 수 있습니다.이것은 퇴적 후 몇백만 년 안에 석회암으로 변환된다.마이크로라이트의 추가 재결정화는 [28]직경 5~15미크론의 입자를 가진 미세스파르를 생성한다.spar)를 생성한다.

석회암은 종종 0.02에서 0.1mm 사이즈의 더 큰 결정체를 포함하고 있는데, 이 결정들은 스파리 칼사이트 또는 스파라이트로 묘사됩니다.스파라이트는 입자 크기가 20미크론 이상인 마이크로라이트와 구별되며, 흰색 또는 투명한 결정으로 손렌즈 아래 또는 얇은 부분에서 스파라이트가 두드러지기 때문이다.스파라이트는 내부 구조의 결여와 특징적인 결정 형상으로 탄산염 입자와 구별된다.[31]

지질학자들은 시멘트로 퇴적된 스파라이트와 마이크로라이트 또는 탄산염 입자의 재결정화에 의해 형성된 스파라이트를 구별하는 데 주의를 기울인다.스파라이트 시멘트는 알갱이 사이의 공극 공간에 퇴적된 것으로 보이며 탄산염 진흙을 제거하는 고에너지 퇴적 환경을 시사한다.재결정 스파라이트는 퇴적 환경을 [31]진단하지 않습니다.

기타 특징

도버의 하얀 절벽은 분필로 이루어져 있다.

석회암 노두의 부드러움(석회암과 아라고나이트 모두 Moh 경도가 4 이하이며, 일반적인 규산염 광물보다 훨씬 낮음)과 석회암이 묽은 염산을 떨어뜨렸을 때 거품이 강하게 발생하기 때문에 현장에서 인식된다.돌로마이트는 또한 부드럽지만 묽은 염산과만 약하게 반응하며, 보통 철의 존재로 인해 칙칙한 황갈색으로 풍화된다.이것은 돌로마이트의 [9]풍화에 따라 방출되고 산화된다.불순물(예: 점토, 모래, 유기 잔류물, 산화철 및 기타 물질)은 특히 풍화된 표면에서 다양한 색상을 나타낼 수 있습니다.

탄산암 노두의 구성은 현장에서 묽은 염산으로 표면을 식각함으로써 추정할 수 있다.이것은 실리카나 돌로마이트 알갱이를 남기지 않고 칼칼라이트나 아라고나이트를 식각한다.후자는 그들의 마름모꼴로 [9]식별할 수 있다.

석회석, 석영, 돌로마이트 또는 바라이트의 결정체는 암석의 작은 공동(버그)을 형성할 수 있습니다.벌레는 석회암에서 [32]석회암의 용해도를 증가시키는 환경의 변화에 의해 형성된 2차 다공성의 한 형태입니다.

조밀하고 거대한 석회암은 때때로 "대리석"으로 묘사된다.예를 들어, 이탈리아의 유명한 포르토로 "대리석"은 사실 밀도가 높은 검은 석회암입니다.[33]진정한 대리석은 산악 건축 과정(조성)에 수반되는 지역적 변성 작용 동안 석회석의 재결정화에 의해 생성됩니다.그것은 거친 결정질 질감과 원래의 [34]석회암에 존재하는 실리카와 점토로부터 특징적인 광물의 형성을 통해 조밀한 석회암과 구별된다.

분류

다음 항목도 참조하십시오.석회암 종류 목록
터키 파묵칼레의 트라베르틴 석회암 계단.
북부 셰난도아 계곡의 루레이 동굴에 있는 동굴 석회암층

두 가지 주요 분류 체계인 포크암과 던햄은 총칭하여 석회암으로 알려진 탄산염 암석의 종류를 확인하는 데 사용됩니다.

민속 분류

주요 기사:민속 탄산염 분류

로버트 L.민속은 탄산염 [35]암석에 있는 곡물과 간질성 물질의 상세한 구성을 주로 강조하는 분류 체계를 개발했다.조성에 따라 알로헴(곡자), 매트릭스(대부분 마이크로라이트), 시멘트(스파라이트)의 3가지 주요 구성요소가 있습니다.민속 체계는 두 부분으로 된 이름을 사용합니다; 첫 번째 이름은 곡식을 의미하고 두 번째 이름은 시멘트를 의미합니다.예를 들어, 결정질 기질을 가진 주로 OOID로 구성된 석회암을 Oosparite라고 합니다.포크 [36]스킴을 사용할 때는 각 샘플에 포함된 성분을 쉽게 확인할 수 있으므로 석유 현미경을 사용하는 것이 유용합니다.

던햄 분류

주요 기사:던햄 분류

Robert J. Dunham은 1962년에 석회암에 대한 그의 체계를 발표했다.그것은 탄산염 암석의 퇴적 구조에 초점을 맞추고 있다.던햄은 암석이 원래 서로 접촉해 스스로 지탱하고 있는지, 뼈대 구축자와 녹조 매트의 존재로 특징지어지는지와 같은 기준에 따라 암석을 4개의 주요 그룹으로 나눕니다.포크 스킴과는 달리 던햄은 바위의 원래 다공성을 다룹니다.Dunham 계획은 [37]표본의 입자가 아닌 질감을 기반으로 하므로 손 표본에 더 유용합니다.

개정된 분류는 라이트(1992)에 의해 제안되었다.분류방식에 [38]몇 가지 진단패턴이 추가됩니다.

기타 설명용어

트라버틴은 담수 환경, 특히 온천에서 형성되는 탄산칼슘 퇴적물에 적용되는 용어이다.이러한 퇴적물은 일반적으로 거대하고, 밀도가 높고, 띠가 있다.퇴적물이 매우 다공성이어서 스폰지 같은 질감을 가지고 있는 경우, 일반적으로 tufa라고 합니다.동굴의 과포화 운석(지하수)에 의해 퇴적된 2차 석회암은 때때로 트라베르틴으로 묘사되기도 한다.이것은 석순이나 [39]종유석과 같은 스피어피질을 생산한다.

코키나는 마모된 산호, 조개껍데기 또는 다른 화석 파편들로 이루어진 잘 굳어지지 않은 석회암이다.더 잘 통합될 경우, 이는 [40]동일하다고 설명됩니다.

분필은 유라미네이트와 같은 플랑크톤 미생물의 테스트로 이루어진 부드럽고 흙 같은 미세한 질감의 석회석이고, 말리는 탄산염과 규산염 [40]침전물의 흙 혼합물이다.

형성

석회암은 생물학적 과정과 비생물학적 [41]과정 모두에서 발생할 수 있는 용해된 칼슘을 포함한 물에서 석회암 또는 아라곤석이 침전될 때 형성됩니다.탄산칼슘(CaCO3)의 용해도는 주로 물 속에 용해된 이산화탄소(CO2)의 양에 의해 제어됩니다.이는 반응으로 요약됩니다.

CaCO3 + HO2 + CO2 → Ca2+ + 2HCO-3

온도 상승 또는 압력 감소는 용해된2 CO의 양을 감소시키고 CaCO를3 침전시키는 경향이 있습니다.염도의 감소는 또한 담수 대 바닷물에3 대한 CaCO의 용해도를 몇 배나 감소시킨다.[42]

지구 해양의 근표면 물은 [43]6배3 이상 CaCO로 과포화된다.CaCO가3 이 물 밖으로 빠르게 침전하지 못하는 것은 용존 마그네슘 이온과 석회석 결정의 핵 형성(강수 시 필요한 첫 단계)에 의한 간섭 때문일 수 있다.아라곤산염의 침전은 물 중에 자연적으로 발생하는 유기인산염의 존재에 의해 억제될 수 있다.비록 오이드가 순수하게 무기적인 과정을 통해 형성될 수 있지만, 바다에 있는 CaCO3 침전물의 대부분은 생물학적 [44]활동의 결과입니다.이것의 대부분은 탄산염 플랫폼에서 일어난다.

온타리오 호수에 있는 희뿌연 강수구름의 항공사진.

탄산염 [30]머드의 기원과 마이크로라이트로 [45]변환되는 과정은 계속 연구 대상이다.현대의 탄산염 진흙은 대부분 5미크론 정도의 아라곤석 침엽으로 이루어져 있다.이 모양과 조성의 바늘은 페니실러스 등 석회질 해조류에 의해 만들어지기 때문에 [46]진흙의 공급원이 될 수 있다.또 다른 가능성은 물에서 직접 내리는 것이다.미백현상으로 알려진 현상은 수심이 얕은 곳에서 발생하는데, 수면에 분산된 마이크로라이트를 포함한 흰 줄무늬가 나타난다.이것이 갓 침전된 아라고나이트인지 아니면 단순히 바닥에서 휘저은 물질인지는 확실하지 않지만, 시아노박테리아나 [47]미세조류의 꽃의 일부로서 아라고나이트의 생물학적 침전에 의해 흰색이 발생한다는 증거가 있다.그러나 현대의 탄산염 진흙에서 안정적인 동위원소 비율은 이러한 메커니즘 중 하나와 일치하지 않는 것으로 보이며, 고에너지 환경에서의 탄산염 입자의 마모가 세 번째 [30]가능성으로 제시되었다.

석회암의 형성은 지구 역사의 마지막 5억 4천만 년인 판네로생대 내내 생물학적 과정에 의해 지배되어 왔을 것이다.석회암은 5억 4천만 년 전에 선캄브리아 시대의 미생물에 의해 퇴적되었을지도 모르지만, 무기적 과정은 아마도 오늘날의 [48]바다보다 탄산칼슘이 과포화된 바다에서 더 중요했고 일어났을 것이다.

진단법제네시스

디아제네시스는 퇴적물이 압축되어 단단한 암석으로 변하는 과정이다.탄산염 퇴적물의 생성 과정 동안, 중요한 화학적, 조직적 변화가 일어난다.예를 들어 아라고나이트는 저마그네슘 칼사이트로 변환된다.디아제네시스(diagenesis)는 일부 석회암에서 발견되는 직경 1~10mm(0.039~0.394인치)의 동심원 층 입자인 피석(pisolith)의 기원이 될 수 있습니다.피석류는 겉으로 보기엔 난모상과 비슷하지만, 이물질의 핵이 없고, 단단하게 맞아떨어져 있으며,[49] 퇴적물이 원래 퇴적된 후에 형성된 다른 징후를 보인다.

부드러운 석회암 속의 아카코카 체르트 결절
석회암에 있는 마크로스틸롤라이트.

규화 작용은 다이제네시스 초기에 낮은 pH와 온도에서 일어나며 [50]화석 보존에 기여한다.규화는 다음 반응을 [50]통해 이루어집니다.

CaCO3 + HO2 + CO2 + HSiO44 → SiO2 + Ca2+ + 2 HCO-3 + 2 HO2

화석은 종종 [50][51]처트처럼 정교하게 보존된다.

시멘트는 탄산염 퇴적물에서 빠르게 일어나며, 일반적으로 퇴적된 지 백만 년도 안 됩니다.침전물이 아직 물 속에 잠겨 단단한 지반을 형성할 때 일부 시멘트가 발생합니다.시멘트는 퇴적환경에서 바다가 후퇴한 후 빗물이 침전층으로 침투하기 때문에, 종종 불과 몇 천년 이내에 가속됩니다.빗물이 지하수와 섞이면서 아라고나이트와 고마그네슘 칼사이트가 저칼슘 칼사이트로 변환된다.빗물이 대륙붕 [52]아래 퇴적물로 100km 이상 침투할 수 있기 때문에 빗물에 의한 두꺼운 탄산염 침전물의 접착은 바닷물이 물러가기 전부터 시작될 수 있다.

탄산염 퇴적물이 젊은 퇴적물 아래에 점점 더 깊이 매장됨에 따라 퇴적물의 화학적, 기계적 압축이 증가합니다.화학적 압축은 퇴적물의 압력 용액에 의해 발생합니다.이 과정은 곡물 사이의 접촉점에서 광물을 용해하고 이를 모공 공간에서 재침투함으로써 석회석의 다공성을 초기 높은 값의 40%에서 80%에서 10% [53]미만으로 감소시킵니다.압력 용액은 석회암 내에 규소가 풍부한 퇴적물이 축적되는 독특한 기질석, 불규칙한 표면을 생성합니다.이는 석회암 층의 상당 부분의 용해와 손실을 반영할 수 있다.1km(0.62mi)가 넘는 깊이에서는 매립 석출이 석화 과정을 완료한다.매장 석출은 기질라이트를 [54]생성하지 않는다.

지표면에 석회석을 가까이 가져가면서, 위에 깔린 지층이 침식되면, 마지막 단계의 다이제네시스가 일어납니다.시멘트의 일부가 침상에 스며든 빗물에 의해 용해되기 때문에 2차 다공성이 발생합니다.이것은 [54]석회암 안에 있는 결정으로 된 공동인 독의 형성을 포함할 수 있다.

디아제네시스는 마그네슘이 풍부한 액체에 의해 석회암에서 돌로마이트로 변환되는 것을 포함할 수 있다.석회석이 돌로마이트로 대체되었다는 증거가 상당히 있는데,[55] 여기에는 침상을 가로지르는 날카로운 대체 경계선이 포함되어 있습니다.돌로미트화 프로세스는 여전히 활발한 [56]연구 분야이지만, 가능한 메커니즘으로는 뜨거운 환경에서 농축된 브라인에 노출되거나(증발 환류), 델타 또는 하구 환경에서 희석된 바닷물에 노출되는(Dorag 돌로미트화)[57] 메커니즘이 있습니다.그러나 Dorag Dolomitization은 Dolomitization의 메커니즘으로 인기가 떨어졌고 2004년 리뷰 페이퍼에서는 이를 "신화"[58][56]라고 단도직입적으로 묘사했다.일반 바닷물은 조수의 간만과 조수의 흐름(조수 펌프)[55]에 의해 정기적으로 바닷물이 바위를 통해 흘러내리면 석회암을 돌로마이트로 바꿀 수 있다.돌로미트가 시작되면 빠르게 진행되기 때문에 석회암과 돌로미트가 혼합된 탄산암은 거의 없습니다.탄산염 암석은 거의 모든 석회암/[57]아라곤암이거나 거의 모든 돌로마이트인 경향이 있다.

발생.

퇴적암의 약 20~25%가 탄산암이고,[3] 대부분은 [17][3]석회암이다.석회암은 27억 [59]년 전의 퇴적물로 발견됩니다.그러나 탄산염 암석의 조성은 지질 기록에서 시간의 불균일한 분포를 보인다.현대 탄산염의 약 95%는 마그네슘 칼사이트와 아라고나이트로 구성되어 [60]있습니다.탄산염 진흙에 있는 아라곤산염 바늘은 몇 백만 년 안에 저마그네슘 칼사이트로 전환되는데,[28] 이는 탄산칼슘의 가장 안정적인 형태이기 때문입니다.선캄브리아기와 고생대의 고대 탄산염 층은 풍부한 돌로마이트를 포함하고 있지만, 석회석은 중생대와 신생대의 탄산염 층을 지배한다.현대의 돌로마이트는 매우 희귀합니다.현대의 바다는 아라고나이트의 강수를 선호하지만, 고생대 바다와 중후기 신생대 바다는 석회암 강수를 선호한다는 증거가 있다.이는 당시 [61]바닷물의 Mg/Ca 비율이 낮음을 나타낼 수 있다.이 마그네슘의 고갈은 해수에서 마그네슘을 제거하는 더 빠른 해저 확산의 결과일 수 있다.현대의 바다와 중생대의 바다는 "아라곤석 바다"[62]로 묘사되어 왔다.

대부분의 석회암은 대륙붕이나 플랫폼과 같은 얕은 해양 환경에서 형성되었습니다.이러한 환경은 해양 분지의 5%에 불과하지만, 대륙 경사면이나 심해 환경에서는 석회석이 거의 보존되지 않습니다.증착에 가장 적합한 환경은 온수이며, 높은 유기 생산성과 낮은 농도의 이산화탄소로 인해 탄산칼슘의 포화도가 높아집니다.현대의 석회암 퇴적물은 대부분의 석회암들의 상대적 순도에 반영되어 실리카가 풍부한 침전이 거의 없는 지역에 거의 항상 존재한다.암초 생물들은 진흙탕, 기수가 많은 강물에 의해 파괴되고, 탄산염 알갱이는 훨씬 더 단단한 규산염 [63]알갱이에 의해 분쇄된다.쇄설 퇴적암과 달리, 석회암은 거의 전적으로 [64]퇴적 장소 또는 그 근처에서 발생하는 퇴적물에서 생산된다.

고대 석회암 암초인 엘 카피탄

석회암 층은 급격한 두께 변화를 보이는 경향이 있다.석회암 형성의 큰 봉분 같은 특징들은 고대 암초로 해석되는데, 지질학적 기록에 그것들이 나타나면 생물 암초라고 불립니다.많은 것들이 화석이 풍부하지만, 대부분은 현대의 암초에서 볼 수 있는 것과 같은 유기적인 뼈대가 없다.화석 유적은 넉넉한 진흙 매트릭스에 파편처럼 박혀 있다.침전물의 대부분은 조간대 또는 조간대에서 발생하는 징후를 나타내며, 이는 침전물이 선반 또는 플랫폼의 [65]사용 가능한 수용 공간을 빠르게 채웠음을 시사한다.퇴적물은 또한 유기 생산성을 높이는 영양소가 풍부한 깊은 바닷물이 있는 선반과 플랫폼의 바다 가장자리에서도 선호된다.이곳에서는 암초가 흔하지만, 부족하면 대신 진드기 떼가 발견됩니다.고운 퇴적물이 [66]해안 가까이 퇴적된다.

심해 암반의 부족은 부분적으로 해양 지각의 빠른 침하 때문이기도 하지만, 깊은 곳에서 탄산칼슘이 용해된 결과입니다.탄산칼슘의 용해도는 압력에 따라 증가하며 이산화탄소의 농도가 높을수록 높아지는데, 이산화탄소는 깊은 바다에서 광합성에 의해 제거되지 않은 유기물을 분해하여 생성된다.그 결과 탄산칼슘 포화수에서 탄산칼슘 불포화수인 리소크린으로 상당히 급격한 변화가 일어나며, 이는 4,000~7,000m(13,000~23,000ft)의 칼사이트 보상깊이에서 발생한다.이 깊이 아래에서는 유공 시험 등의 골격 입자가 급속히 용해되어 유공과 구석류가 풍부한 탄산염 배액에서 [67]탄산염이 부족한 규질 진흙(글로비게리나 배액)으로 갑자기 이행한다.

Mönsted는 세계에서 가장 큰 석회암 광산이다.

드문 경우지만, 탁암이나 실리카가 풍부한 다른 퇴적물이 해저 탄산염 퇴적물을 묻고 보존합니다.고대 해저 암석들은 미세 결정체이며 그들의 구조적인 환경에 의해 확인된다.화석은 전형적으로 유공과 구균석이다.쥬라기 이전의 해저 암석은 알려져 있지 않은데, 아마도 탄산 플랑크톤이 아직 [68]진화하지 않았기 때문일 것이다.

리미스톤은 담수 [69]환경에서도 형성된다.이 석회암은 해양 석회암과 다르지 않지만, 유기체의 다양성이 낮고, 석회암 특유의 실리카와 점토 광물의 비율이 높다.그린 리버 층은 수많은 석회암 [70]층을 포함하는 뛰어난 담수 퇴적 층의 한 예이다.담수 석회암은 전형적으로 미세암이다.민물 녹조의 한 형태인 카로피트의 화석은 카로피트가 [71]탄산을 생산하고 가두는 이러한 환경의 특징이다.

림스톤은 증발암 퇴적 [72][73]환경에서도 형성될 수 있다.칼사이트는 해양 증발물에서 [74]가장 먼저 침전되는 광물 중 하나이다.

석회암 및 생물

인도네시아 발리 누사 렘봉간 산호초

대부분의 석회암은 암초 근처의 생물들의 활동에 의해 형성되지만, 암초 형성에 책임이 있는 생물들은 지질학적인 시간에 따라 변화해 왔다.예를 들어 스트로마톨라이트는 고대 석회암에서는 탄산염 퇴적물이 축적된 시아노박테리아 군락으로 해석되는 봉분 모양의 구조물이지만 젊은 [75]석회암에서는 스트로마톨라이트가 드물다.유기체는 직접 석회암을 골격의 일부로 침전시키고, 광합성에 의해 물에서 이산화탄소를 제거하여 [71]탄산칼슘의 용해성을 감소시킴으로써 간접적으로 석회암을 침전시킨다.

석회암은 다른 퇴적암에서 볼 수 있는 퇴적구조와 같은 범위를 보여준다.그러나 적층 같은 미세한 구조는 종종 유기체의 굴 속 활동에 의해 파괴된다.미세한 적층 현상은 플라야 호수에서 형성되는 석회석의 특징이며, 이 석회암에는 굴 속 [76]유기체가 없다.림스톤은 또한 곡면 껍질이 오목면을 아래로 향하게 하여 바닥에 가라앉을 때 형성되는 지질구조와 같은 독특한 특징을 보인다.이것은 나중에 스파라이트로 채워질 수 있는 빈 공간을 가둡니다.지질학자들은 지질학적 구조를 이용하여 퇴적 당시 어느 방향이 위로 올라갔는지를 판단하는데, 이것은 매우 변형된 석회암 [77]형성을 통해 항상 명백하지는 않다.

시아노박테리움 혜라 발라니는 석회암을 뚫을 수 있습니다.녹조류 유자만티아낭큘라타와 진균류인 아웃룩솔라바 [78]임플렉스가 뚫릴 수 있습니다.

미크라이트 머드먼지

미세석 흙무더기는 내부 구조가 결여된 미세석회암으로 이루어진 아원형의 돔이다.현대의 예는 두께가 수백 미터, 폭이 1 킬로미터에 달하며 가파른 경사면(경사각 약 50도)을 가지고 있다.해류에 휩쓸려 타라시아 풀이나 맹그로브 숲에 의해 안정화된 펠로이드로 구성될 수 있다.브리오조아는 퇴적물을 [79]가두는 데 도움을 줌으로써 말뚝 형성에 기여할 수도 있다.

진흙더미는 지질학 기록 전반에 걸쳐 발견되며, 초기 오르도비스기 이전에는 깊은 물이나 얕은 물 모두에서 지배적인 암초 형태였다.이 흙무더기들은 아마도 미생물의 기원이었을 것이다.뼈대를 쌓는 암초 생물이 출현한 후, 흙더미는 주로 깊은 [80]물에 제한되었다.

유기 암초

유기 암초는 수심 몇 미터 이하의 얕은 물의 낮은 위도에서 형성된다.그것들은 화석 기록에서 발견되는 복잡하고 다양한 구조물이다.유기 암초 형성을 담당하는 골격 형성 유기체는 지질학적 시기가 다르다.고세포류는 초기 캄브리아기에 나타났고, 이것들은 후기 캄브리아기에 스폰지로 대체되었다; 이후 계속된 것은 스트로마토포르이드, 산호, 조류, 브리오조아, 그리고 루디스트(이매패류 연체동물의 [81][82][83]일종)를 포함한다.유기 암초의 범위는 지질학적 시간에 따라 다양했으며, 그것들은 아마도 5백만 평방 킬로미터로 추정되는 지역을 덮었던 데본기 중기에 가장 광범위했을 것이다.이것은 현대 암초의 대략 10배 크기이다.데본기 암초는 주로 스트로마토포로이드와 표상 산호로 만들어졌는데, 이들은 데본기 [84]말기 멸종으로 황폐해졌다.

유기 암초는 일반적으로 복잡한 내부 구조를 가지고 있다.전신 화석은 대개 풍부하지만, 암초 내에서는 난모류와 쇄설류가 드물다.암초의 핵은 전형적으로 거대하고 매립되지 않았으며, 핵보다 부피가 더 큰 발톱으로 둘러싸여 있다.탈루에는 풍부한 내부층이 포함되어 있으며, 일반적으로 2mm 이상의 입자가 풍부한 기질에 10% 이상 박혀 있는 플로트스톤 또는 기질이 희박한 큰 입자인 루드스톤입니다.이 발톱은 플랑크톤처럼 미세한 탄산염 진흙으로 등급이 매겨지고 [81]암초에서 떨어진 비탄산 진흙으로 등급이 매겨집니다.

석회암 풍경

주요 기사: 카르스트 지형
폴란드의 높은 석회암 바위인 헤라클레스의 쿠겔(배경에는 피에스코와 스카와 성)
멕시코 유카탄 바야돌리드의 사물 세노테
루마니아 피아트라 크레이울루이 산맥의 라 자플라즈 지층.

석회암은 부분적으로 녹으며, 특히 산에 녹기 때문에 많은 침식 지형을 형성합니다.여기에는 석회암 보도, 화분 구멍, 세노테, 동굴, 협곡이 포함됩니다.그러한 침식 풍경은 카르스트라고 알려져 있다.석회암은 대부분의 화성암보다 침식에 덜 강하지만 대부분의 다른 퇴적암보다 더 강하다.그러므로 그것은 보통 언덕과 하류와 관련이 있으며,[85][86] 일반적으로 점토와 같은 다른 퇴적암들이 있는 지역에서 발생한다.

석회암 기반 위에 있는 카르스트 지역은 지표수가 석회암 접합부를 통해 쉽게 아래로 배출되기 때문에 지상의 가시적인 원천(못과 하천)이 적은 경향이 있다.배출되는 동안, 토양에서 물과 유기산은 천천히 (수천 년 또는 수백만 년에 걸쳐) 이러한 균열을 확대하여 탄산칼슘을 용해시키고 용액에 담아 운반합니다.대부분의 동굴 시스템은 석회암 기반암을 통과한다.지하수를 냉각하거나 다른 지하수를 혼합하는 것도 동굴 [85]형성에 적합한 조건을 만들어 낼 것이다.

해안의 암석은 종종 다양한 방법으로 바위에 구멍을 뚫은 유기체에 의해 침식된다.이 과정은 생물 파괴라고 알려져 있다.그것은 열대지방에서 가장 흔하며 화석 [87]기록 전반에 걸쳐 알려져 있다.

석회암 띠는 종종 장관을 이루는 암석 돌출부와 섬들에서 지구 표면에서 나타납니다.예는 락 Gibraltar,[88]의 Burren 클래어 주, 아일랜드에서;[89]Malham 코브 노스 요크셔에 있었고, 그 아일 Wight,[90]영국의 그레이트 Orme 웨일즈에서;[91]포뢰섬에 Gotland,[92]는 나이아가라 단층애의 Canada/United 미국 스웨덴 섬 근처에서;[93]노치 피크 유타에;[94]은 하롱베이 국립 공원 베트남에;[95]을 포함한다.그 Lijia 주변 언덕.중국의 [96]ng강과 구이린시.

플로리다 남쪽 해안의 섬인 플로리다 키스는 해수면이 [97]현재보다 높았던 간빙기 동안 이 지역에서 번성했던 황석회암과 산호초의 탄산염 골격으로 주로 구성되어 있다.

독특한 서식지는 얇은 흙 망토를 가진 극도로 평평한 석회암 지대인 알바르에서 발견됩니다.유럽에서 가장 큰 넓이는 스웨덴의 [98]욜란드 섬에 있는 Stora Alvaret이다.많은 양의 석회암이 있는 또 다른 지역은 스웨덴의 [99]고틀란드 섬이다.세인트피터 산(벨기에/네덜란드)과 같은 북서유럽의 거대한 채석장은 100킬로미터 [100]이상 뻗어 있다.

사용하다

차아르킴과 같은 몰타의 거석 신전은 전적으로 석회암으로 지어졌다.그것들은 현존하는 [101]가장 오래된 건물들 중 하나이다.
고대 세계 7대 불가사의 중 하나인 기자의 피라미드는 완전히 석회암으로 만들어진 외부 덮개를 가지고 있었다.

석회암은 건설, 농업, 산업용 [102]자재를 포함한 다양한 방법으로 세계적으로 사용되는 원료이다.석회암은 특히 유럽과 북미에서 건축에서 매우 흔하다.이집트 기자에 있는 피라미드와 그와 관련된 복합단지를 포함한 전 세계의 많은 랜드마크들은 석회암으로 만들어졌다.캐나다 온타리오 주 킹스턴의 많은 건물들은 '림스톤 시티'[103]라는 별명을 얻을 정도로 지금도 여전히 그것들로 지어졌다.열과 압력에 의해 변형된 석회암은 많은 동상, 건물, 돌 테이블 [104]상판에 사용되어 온 대리석을 생산한다.몰타 섬에서는 오랫동안 글로비게리나 석회암이라고 불리는 다양한 석회암이 사용 가능한 유일한 건축 재료였고, 여전히 모든 종류의 건물과 [105]조각에 자주 사용되고 있다.

석회암은 벽돌, 시멘트, 분말/파쇄 또는 [106]필러로 다양한 형태로 가공될 수 있습니다.석회암은 쉽게 구할 수 있고 블록이나 더 정교한 [101]조각으로 자르기도 비교적 쉽습니다.고대 미국 조각가들은 석회석이 작업하기 쉽고 섬세한 디테일에 좋기 때문에 석회석을 중시했다.후기 고전 시대로 거슬러 올라가면, 마야 문명(고대 멕시코)은 이러한 뛰어난 조각 특성 때문에 석회석을 사용하여 정교한 조각품을 만들었습니다.마야인들은 그들의 신성한 건물의 천장을 꾸미고 벽을 석회암 판넬로 덮었다.이 조각품들에는 정치적이고 사회적인 이야기들이 새겨져 있었고, 이것은 왕의 메시지를 [107]백성들에게 전달하는 데 도움을 주었다.석회암은 오래 지속되고 노출되기 쉬운데, 이것이 많은 석회암 폐허들이 살아남는 이유를 설명해준다.그러나 매우 무겁기 때문에(밀도 2[108].6), 고층 건물에는 실용적이지 않고 건축 자재로서는 비교적 비쌉니다.

석회암은 19세기 말과 20세기 초에 가장 인기가 있었다.그 시대의 철도역, 둑, 그리고 다른 구조물들은 일부 지역에서는 석회암으로 만들어졌다.일부 고층 건물에서는 외관으로 사용되지만, 단단한 블록보다는 덮개를 위한 얇은 판에만 사용됩니다.미국에서 인디애나, 특히 블루밍턴 지역은 오랫동안 인디애나 석회암이라고 불리는 고품질 석회암의 원천이었다.런던의 많은 유명한 건물들은 포틀랜드 석회암으로 지어졌다.19세기에 우크라이나의 오데사에 지어진 집들은 대부분 석회암으로 지어졌고 광대한 광산 잔해는 현재 오데사 카타콤스를 [109]형성하고 있다.

석회암은 단단하고 내구성이 뛰어나며 쉽게 접근할 수 있는 표면 노출에서 흔히 발생하기 때문에 중세시대에도 매우 인기 있는 건축 블록이었다.유럽의 많은 중세 교회와 성들은 석회암으로 만들어졌다.맥주석은 영국 [110]남부에서 중세 건축물의 인기 있는 종류의 석회암이었다.

  • Limestone quarry at Cedar Creek, Virginia, USA

    미국 버지니아 주 시더 크릭의 석회석 채석장

  • Nordkalk's limestone quarry in Pargas, Finland

    핀란드 파르가스에 있는 노르드칼크의 석회석 채석장

  • Cutting limestone blocks at a quarry in Gozo, Malta

    몰타 고조 채석장에서 석회암 블록 절단

  • Limestone as building material

    건축자재로 석회암을 사용

  • Limestone is used worldwide as building material.

    석회암은 전 세계적으로 건축 자재로 사용되고 있다.

석회암은 주로 토양 처리, 정수, 구리 제련으로 알려진 석회 생산의 원료입니다.석회는 화학공업에서 [111]사용되는 중요한 성분이다.석회암과 대리석은 산성 용액에 반응하기 때문에 산성비가 이 돌로 만든 유물의 보존에 큰 문제가 됩니다.많은 석회암 조각상들과 건물 표면들이 [112][113]산성비로 인해 심각한 피해를 입었다.마찬가지로 석회암 자갈은 산성비에 취약한 호수를 보호하는 데 사용되어 pH 완충제 [114]역할을 한다.산성 기반 세척 화학물질도 석회암을 부식시킬 수 있습니다. 석회암은 중성 또는 약한 알칼리 기반 [115]세척제로만 세척해야 합니다.

바이에른의 무스부르크의 네거티브 지도가 그려진 석회암 판은 석판 인쇄를 위해 준비되었습니다.
비닐봉투 "주로 석회암으로 제조"

그 외의 용도에는 다음이 있습니다.

  • 퀵 석회(산화칼슘), 소석회(수산화칼슘), 시멘트 및 [59]모르타르를 제조하는 원료입니다.
  • 분쇄 석회암은 산성 토양(농업용 석회)[116]을 중화시키는 토양 촉진제로 사용된다.
  • 아스팔트 [59]콘크리트뿐만 아니라 많은 도로의 견고한 기반인 골재로 사용하기 위해 분쇄됩니다.
  • 연도 가스 탈황 시 시약으로서 대기 오염을 [117]억제하기 위해 이산화황과 반응한다.
  • 유리 제조, 특히 소다 석회 [118]유리 제조에서.
  • 첨가 치약, 종이, 플라스틱, 페인트, 타일 및 백색 안료와 저렴한 [119]필러로서도 사용할 수 있습니다.
  • 지하 탄광의 [120]메탄 폭발을 억제하기 위한 암석 분진입니다.
  • 정제된, 그것은 [121]칼슘의 공급원으로 빵과 곡물에 첨가된다.
  • 가금류(분쇄 시)[122]와 같은 가축 사료에서 칼슘 보충제로 사용됩니다.
  • 정제수의 알칼리도를 높여 파이프 부식을 방지하고 필수영양소를 [123]회복하기 위한 것이다.
  • 용광로에서는 석회암이 실리카 및 기타 불순물과 결합하여 [124]철에서 제거합니다.
  • 그것은 석탄 연소 플랜트와 오염된 용융 [125]금속 층에서 생성된 독성 성분을 제거하는 데 도움을 줄 수 있다.

많은 석회암 층은 다공질이고 투과성이 있어 중요한 석유 [126]매장지가 된다.북미 탄화수소 매장량의 약 20%가 탄산암에서 발견됩니다.탄산염 저장고는 석유가 풍부한 [59]중동에서 매우 흔하며,[127] 탄산염 저장고는 전 세계 석유 매장량의 약 3분의 1을 보유하고 있다.석회암 형성은 또한 금속 광석의 흔한 원천인데, 그 이유는 다공성과 투과성이 화학 활동과 함께 석회암 내 광석 증착을 촉진하기 때문입니다.미주리주와 노스웨스트 준주의 납-아연 매장량은 [59]석회암에 축적된 광상의 예입니다.

희소성

석회암은 지속적인 수요가 있는 주요 산업 원료이다.이 원재료는 [128]19세기 이후 철강 산업에서 필수적이었습니다.기업들은 석회석이 부족했던 적이 없었지만, 수요가 계속[129] 증가하고 있고 오늘날에도 [130]여전히 높은 수요를 유지하고 있기 때문에 이 문제는 우려의 대상이 되고 있습니다.19세기에 공급될 수 있는 주요 잠재적 위협은 지역의 가용성과 [128]접근성이었다.두 가지 주요 접근성 문제는 운송과 재산권이었다.다른 문제는 환경 규제와 조닝 및 광업 [104]허가 요구로 인한 플랜트 및 시설의 높은 자본 비용이었다.이 두 가지 주요 요인은 경제적인 [128]수요에 맞는 석회암 대체물을 설계하기 위해 만들어지고 형성된 다른 재료의 적응과 선택으로 이어졌다.

석회암은 중요한 원료로 분류되었고, 잠재적인 부족 위험과 함께, 산업체들은 새로운 대체 재료와 기술 시스템을 찾게 되었다.이로 인해 석회암은 더 이상 중요한 물질로 분류되지 않게 되었습니다. 예를 들어,[128] 미네트 광석은 일반적인 대체 물질입니다.

산업안전보건

NFPA 704
화마름
석회암

식품첨가물로서의 분말 석회석은 일반적으로 안전한 것으로[132] 인식되며 석회석은 유해물질로 간주되지 않는다.그러나 석회암 먼지는 가벼운 호흡기와 피부 자극이 될 수 있으며 눈에 들어간 먼지는 각막 찰과상을 일으킬 수 있다.석회암은 소량의 실리카를 함유하고 있기 때문에 석회암 먼지를 흡입하면 규폐증이나 [131]암을 일으킬 수 있다.

미국

산업안전보건국(OSHA)은 작업장 내 석회석 노출에 대한 법적 한계(허용 노출 한도)를 8시간 근무일 동안 총 노출량 15mg3/m와 호흡 노출량 5mg/m로3 설정했다.국립산업안전보건연구소(NIOSH)는 권장 노출 한도([133]REL)를 8시간 근무일에 걸쳐 총 노출 10mg/m와3 5mg/m3 호흡 노출로 설정했다.

그래피티

풍화된 석회암에서 낙서를 제거하는 것은 다공질이고 투과성이 있는 물질이기 때문에 어렵습니다.표면이 깨지기 쉬우므로 일반적인 마모 방법은 심각한 표면 손실의 위험을 수반합니다.산에 민감한 결석이기 때문에 부작용으로 인해 일부 [134]세정제를 사용할 수 없습니다.

갤러리

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

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