Roches

Calcaire



Qu'est-ce que le calcaire et comment est-il utilisé?


Calcaire: Le spécimen montré mesure environ deux pouces (cinq centimètres) de diamètre.

Qu'est-ce que le calcaire?

Le calcaire est une roche sédimentaire composée principalement de carbonate de calcium (CaCO3) sous forme de calcite minérale. Il se forme le plus souvent dans des eaux marines claires, chaudes et peu profondes. Il s'agit généralement d'une roche sédimentaire organique qui se forme à partir de l'accumulation de coquilles, de coraux, d'algues et de débris fécaux. Il peut également s'agir d'une roche sédimentaire chimique formée par la précipitation du carbonate de calcium des eaux des lacs ou des océans.

Un environnement de formation de calcaire: Une vue sous-marine d'un système de récifs coralliens des îles Kerama dans la mer de Chine orientale au sud-ouest d'Okinawa. Ici, tout le fond marin est couvert par une grande variété de coraux qui produisent des squelettes de carbonate de calcium. Une image de la Commission géologique des États-Unis par Curt Storlazzi.

Environnement de formation de calcaire: marin

La plupart des calcaires se forment dans les eaux marines peu profondes, calmes et chaudes. Ce type d'environnement est l'endroit où les organismes capables de former des coquilles et des squelettes de carbonate de calcium peuvent facilement extraire les ingrédients nécessaires de l'eau de l'océan. Lorsque ces animaux meurent, leur coquille et leurs débris squelettiques s'accumulent sous forme de sédiments qui pourraient être lithifiés en calcaire. Leurs déchets peuvent également contribuer à la masse sédimentaire. Les calcaires formés à partir de ce type de sédiments sont des roches sédimentaires biologiques. Leur origine biologique est souvent révélée dans la roche par la présence de fossiles.

Certains calcaires peuvent se former par précipitation directe du carbonate de calcium des eaux marines ou douces. Les calcaires ainsi formés sont des roches sédimentaires chimiques. On pense qu'ils sont moins abondants que les calcaires biologiques.

Aujourd'hui, la Terre possède de nombreux environnements de formation de calcaire. La plupart d'entre eux se trouvent dans des zones d'eaux peu profondes entre 30 degrés de latitude nord et 30 degrés de latitude sud. Le calcaire se forme dans la mer des Caraïbes, l'océan Indien, le golfe Persique, le golfe du Mexique, autour des îles de l'océan Pacifique et dans l'archipel indonésien.

L'une de ces zones est la plate-forme des Bahamas, située dans l'océan Atlantique à environ 100 miles au sud-est du sud de la Floride (voir image satellite). Là, d'abondants coraux, crustacés, algues et autres organismes produisent de grandes quantités de débris squelettiques de carbonate de calcium qui recouvrent complètement la plate-forme. Cela produit un vaste gisement de calcaire.

La plateforme des Bahamas: Une image satellite de la NASA de la plate-forme des Bahamas où la formation de calcaire actif se produit aujourd'hui. La plate-forme principale mesure plus de 160 kilomètres de large et une grande épaisseur de sédiments de carbonate de calcium s'y est accumulée. Sur cette image, les zones bleu foncé sont les eaux profondes de l'océan. La plate-forme peu profonde des Bahamas apparaît en bleu clair. Agrandir l'image.

Environnement de formation de calcaire: évaporatif


Stalactite calcaire: Une goutte d'eau pend et s'évapore au bout d'une stalactite. Image du National Park Service.

Le calcaire peut également se former par évaporation. Les stalactites, stalagmites et autres formations de grottes (souvent appelées «spéléothèmes») sont des exemples de calcaire qui se sont formés par évaporation. Dans une grotte, des gouttelettes d'eau s'infiltrant par le haut pénètrent dans la grotte par le biais de fractures ou d'autres espaces poreux dans le plafond de la grotte. Là, ils pourraient s'évaporer avant de tomber sur le sol de la grotte. Lorsque l'eau s'évapore, tout carbonate de calcium qui a été dissous dans l'eau sera déposé sur le plafond de la grotte. Au fil du temps, ce processus d'évaporation peut entraîner une accumulation de carbonate de calcium en forme de glaçon sur le plafond de la grotte. Ces dépôts sont connus sous le nom de stalactites. Si la gouttelette tombe au sol et s'y évapore, une stalagmite pourrait se développer vers le haut à partir du sol de la grotte.

Le calcaire qui compose ces formations de grottes est appelé «travertin» et est une roche sédimentaire chimique. Une roche connue sous le nom de «tuf» est un calcaire formé par évaporation dans une source chaude, une rive de lac ou une autre zone.

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Composition de calcaire

Le calcaire est par définition une roche qui contient au moins 50% de carbonate de calcium sous forme de calcite en poids. Tous les calcaires contiennent au moins quelques pour cent d'autres matériaux. Il peut s'agir de petites particules de quartz, de feldspath, de minéraux argileux, de pyrite, de sidérite et d'autres minéraux. Il peut également contenir de gros nodules de chert, de pyrite ou de sidérite.

La teneur en carbonate de calcium du calcaire lui confère une propriété qui est souvent utilisée dans l'identification des roches - il effervoie au contact d'une solution froide d'acide chlorhydrique à 5%.

Craie: Calcaire à grain fin de couleur claire formé à partir des restes squelettiques de carbonate de calcium de minuscules organismes marins.

Coquina: Cette photo montre le hachage de coquille connu sous le nom de coquina. La roche représentée ici mesure environ deux pouces (cinq centimètres) de diamètre.

Tuf: Un calcaire poreux qui se forme à partir de la précipitation de carbonate de calcium, souvent à une source chaude ou le long du rivage d'un lac où les eaux sont saturées de carbonate de calcium.

Variétés de calcaire

Il existe de nombreux noms différents utilisés pour le calcaire. Ces noms sont basés sur la façon dont la roche s'est formée, son apparence ou sa composition et d'autres facteurs. Voici quelques-unes des variétés les plus couramment utilisées.

Craie: Un calcaire tendre avec une texture très fine qui est généralement de couleur blanche ou gris clair. Il est formé principalement à partir des restes de coquilles calcaires d'organismes marins microscopiques tels que les foraminifères, ou des restes calcaires de nombreux types d'algues marines.
Coquina: calcaire mal cimenté composé principalement de débris de coquille cassés. Il se forme souvent sur les plages où l'action des vagues sépare les fragments de coquille de taille similaire.
Calcaire fossilifère: Un calcaire qui contient des fossiles évidents et abondants. Ce sont normalement des fossiles de coquille et de squelette des organismes qui ont produit le calcaire.
Calcaire lithographique: Un calcaire dense avec une granulométrie très fine et très uniforme qui se produit dans des lits minces qui se séparent facilement pour former une surface très lisse. À la fin des années 1700, un processus d'impression (lithographie) a été développé pour reproduire les images en les dessinant sur la pierre avec une encre à base d'huile, puis en utilisant cette pierre pour imprimer plusieurs copies de l'image.
Calcaire oolithique: Un calcaire composé principalement de carbonates de calcium "oolites", de petites sphères formées par la précipitation concentrique de carbonate de calcium sur un grain de sable ou un fragment de coquille.
Travertin: Un calcaire qui se forme par précipitation par évaporation, souvent dans une grotte, pour produire des formations telles que des stalactites, des stalagmites et des coulées.
Tuf: Calcaire produit par la précipitation d'eaux chargées en calcium dans une source chaude, une rive de lac ou un autre endroit.

Calcaire crinoïde: Un calcaire qui contient une quantité importante de fossiles de crinoïdes. Les crinoïdes sont des organismes qui ont la morphologie d'une plante à tige mais qui sont en réalité des animaux. Rarement, les crinoïdes et autres types de calcaire ont la capacité d'accepter un poli brillant et ont des couleurs intéressantes. Ces spécimens peuvent être transformés en gemmes organiques inhabituelles. Ce cabochon mesure environ 39 millimètres carrés et a été coupé à partir de matériaux trouvés en Chine.

Calcaire arénacé: Cette image est une vue microscopique d'une surface polie du calcaire Loyalhanna du comté de Fayette, en Pennsylvanie. Le Loyalhanna est un grès calcaire du Mississippien supérieur à calcaire arénacé, composé de grains de sable siliceux noyés dans une matrice de carbonate de calcium ou liés par un ciment de carbonate de calcium. Il est recouvert de caractéristiques qui ont poussé les géologues à se demander s'il s'agit d'une barre marine ou d'une dune éolienne. Cette vue montre environ un centimètre de roche entre les coins opposés de la photo avec des grains de sable mesurant environ 1/2 millimètre de diamètre. Le Loyalhanna est évalué comme un agrégat antidérapant. Lorsqu'il est utilisé pour fabriquer des pavés en béton, les grains de sable dans les particules d'agrégats exposés sur une surface de chaussée mouillée assurent la traction des pneus, conférant au pavé une qualité antidérapante.

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Utilisations du calcaire

Le calcaire est un rocher avec une énorme diversité d'utilisations. Ce pourrait être la seule pierre qui soit utilisée de plus de façons que n'importe quelle autre. La plupart du calcaire est transformé en pierre concassée et utilisé comme matériau de construction. Il est utilisé comme pierre concassée pour la base de la route et le ballast ferroviaire. Il est utilisé comme agrégat dans le béton. Il est cuit dans un four avec du schiste concassé pour faire du ciment.

Certaines variétés de calcaire fonctionnent bien dans ces utilisations car ce sont des roches denses et denses avec peu d'espaces de pores. Ces propriétés leur permettent de bien résister à l'abrasion et au gel-dégel. Bien que le calcaire ne fonctionne pas aussi bien dans ces utilisations que certaines des roches de silicate les plus dures, il est beaucoup plus facile à extraire et n'exerce pas le même niveau d'usure sur l'équipement minier, les concasseurs, les tamis et les lits des véhicules qui le transportent. .

Certaines utilisations supplémentaires mais également importantes du calcaire comprennent:

Pierre de dimension: Le calcaire est souvent coupé en blocs et en dalles de dimensions spécifiques pour une utilisation dans la construction et l'architecture. Il est utilisé pour le revêtement de pierre, les carreaux de sol, les marches d'escalier, les appuis de fenêtre et de nombreuses autres utilisations.
Granules de toiture: Concassé à une granulométrie fine, le calcaire concassé est utilisé comme revêtement résistant aux intempéries et à la chaleur sur les bardeaux et les toitures imprégnés d'asphalte. Il est également utilisé comme couche de finition sur les toits construits.
Pierre de flux: Le calcaire concassé est utilisé dans la fusion et d'autres procédés d'affinage des métaux. Dans la chaleur de la fusion, le calcaire se combine avec les impuretés et peut être retiré du processus comme un laitier.
Ciment Portland: Le calcaire est chauffé dans un four avec du schiste, du sable et d'autres matériaux et broyé en une poudre qui durcira après avoir été mélangée à de l'eau.
AgLime: Le carbonate de calcium est l'un des agents neutralisants d'acide les plus économiques. Lorsqu'il est broyé en particules de sable ou plus petites, le calcaire devient un matériau efficace pour le traitement des sols acides. Il est largement utilisé dans les fermes du monde entier.
Citron vert: Si le carbonate de calcium (CaC03) est chauffé à haute température dans un four, les produits seront un dégagement de gaz carbonique (CO2) et d'oxyde de calcium (CaO). L'oxyde de calcium est un puissant agent de neutralisation de l'acide. Il est largement utilisé comme agent de traitement des sols (à action plus rapide que l'aglime) en agriculture et comme agent de neutralisation des acides par l'industrie chimique.
Remplisseur d'alimentation animale: Les poulets ont besoin de carbonate de calcium pour produire des coquilles d'œufs solides, donc le carbonate de calcium leur est souvent offert comme complément alimentaire sous la forme de "gruau de poulet". Il est également ajouté à l'alimentation de certains bovins laitiers qui doivent remplacer de grandes quantités de calcium perdues lors de la traite de l'animal.
Poussière de sécurité minière: Également connu sous le nom de «poussière de roche». Le calcaire pulvérisé est une poudre blanche qui peut être pulvérisée sur les surfaces de charbon exposées dans une mine souterraine. Ce revêtement améliore l'éclairage et réduit la quantité de poussière de charbon que l'activité remue et libère dans l'air. Cela améliore l'air respirable et réduit également le risque d'explosion produit par les particules en suspension de poussière de charbon inflammable dans l'air.

Le calcaire a de nombreuses autres utilisations. Le calcaire en poudre est utilisé comme charge dans le papier, la peinture, le caoutchouc et les plastiques. Le calcaire concassé est utilisé comme pierre filtrante dans les systèmes d'évacuation des eaux usées sur place. Le calcaire en poudre est également utilisé comme sorbant (une substance qui absorbe les polluants) dans de nombreuses installations de combustion de charbon.

Le calcaire ne se trouve pas partout. Il ne se produit que dans les zones reposant sur des roches sédimentaires. Le calcaire est nécessaire dans d'autres domaines et est si important que les acheteurs paieront cinq fois la valeur de la pierre en frais de livraison afin que le calcaire puisse être utilisé dans leur projet ou processus.


Voir la vidéo: Enlever le calcaire - Recettes naturelles (Juin 2021).