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Caliche: Dieses Caliche-Exemplar besteht aus gerundeten Gesteinsfragmenten und feinkörnigen Sedimenten, die mit einem Calciumcarbonat-Zement verbunden sind.
Was ist Caliche?
"Caliche" ist eine flache Boden- oder Sedimentschicht, in der die Partikel durch Ausfällung von Mineralstoffen in ihren Zwischenräumen zusammengeklebt wurden. Der Zement ist normalerweise Calciumcarbonat; Es sind jedoch Zemente aus Magnesiumcarbonat, Gips, Siliciumdioxid, Eisenoxid und einer Kombination dieser Materialien bekannt.
Caliche Horizon: Eine über einen Meter dicke Kaliche mit einer Mineralisierung, die oben am schwersten ist und nach unten abnimmt. USGS-Foto eines Aufschlusses in Mohave County, Arizona.
Caliche ist ein häufiges Merkmal von ariden oder semiariden Gebieten auf der ganzen Welt. In den USA ist Caliche in vielen Teilen des Südwestens eine bekannte Lagerstätte, insbesondere in Arizona, Kalifornien, Nevada, New Mexico und Texas. Dort ist Caliche mit Problemen wie schlechter Bodenentwässerung, schwierigen Bodenbedingungen für das Pflanzenwachstum und Aushubproblemen auf Baustellen verbunden. An einigen Stellen befinden sich mehrere alte Kalichenschichten im Untergrund.
Der Name "Caliche" stammt von einem spanischen Wort für poröse Materialien, die mit Calciumcarbonat zementiert wurden. Der Name bezieht sich auf ein Stück des Materials oder die Schicht, aus der es gebrochen wurde, oder auf den Zement selbst, der die Materialien zusammenhält. Caliche ist unter vielen anderen Namen bekannt, von denen die gebräuchlichsten Calcrete-, Hardpan-, Duricrust- und Calcic-Böden sind.
"Caliche-Konglomerat": Ein konglomeratartiger Felsbrocken, der aus Kalichenzementkies besteht. USGS-Foto eingelassen dem Providence-Gebirgsbereich, San Bernardino County, Kalifornien.
Wie sieht Caliche aus?
Typische Caliche-Farben sind Weiß, Grau, Braun und Rotbraun. Gut entwickelte Kaliche kann ein Aussehen haben, das Konglomerat, Brekzie, Coquina oder Sandstein ähnelt, wenn die zementierten Partikel von der richtigen Art und Größe sind. Caliche kann ein sehr hartes, dichtes, schweres und haltbares Material sein, wenn es durch einen Zement fest gebunden ist, der die Zwischenräume zwischen dem Boden oder den Sedimentpartikeln vollständig ausfüllt. Es kann auch ein schwaches und bröckeliges Material sein, wenn es schlecht zementiert ist.
Bei Ausgrabungen und Aufschlüssen sticht eine gut entwickelte Caliche in der Regel als kompetentes, gut zementiertes Sediment oder als Boden mit lockerem, bröckeligem Material hervor. Manchmal wird es von nicht zementiertem Oberflächenmaterial überzogen. Pflanzenwurzeln dringen möglicherweise nicht in eine gut entwickelte Caliche ein.
"Caliche Terrassen": Kalichenzementierte Kieselsteine bilden die flachen, widerstandsfähigen, waagerechten "Cap Rocks" auf den Terrassen des Pleistozäns am Ufer der modernen Trockenwäsche, die den auf diesem Foto gezeigten Bereich durchquert. Die Berge in der Ferne bestehen hauptsächlich aus paläozoischen Kalksteinen und Dolomiten. Die Verwitterung dieser Gesteine lieferte einen Großteil des Kalziumkarbonats, das die Bildung von Kalichen im Tal ermöglichte.
Wie entsteht Caliche?
Caliche hat eine Vielzahl von Ursprüngen. Der Hauptprozess der Bildung von Kaliche beginnt, wenn Kalziumkarbonat durch nach unten versickernde Lösungen aus den oberen Bodenhorizonten ausgelaugt wird. Gelöstes Kalziumkarbonat kann auch in abfließendem Zustand an die Baustelle abgegeben werden und dann in den Boden sickern. Das Kalziumkarbonat fällt dann in einem tieferen Bodenhorizont aus und bildet die Kalichenschicht.
Das Calciumcarbonat fällt zunächst als kleine Körner oder dünne Schichten auf Sedimentkörnern oder Bodenpartikeln aus. Wenn sich die Kornbeschichtungen verdicken, werden benachbarte Körner zusammengeklebt, und es bilden sich Knötchen, die aus mehreren Körnern bestehen, und ihr umgebender Zement. Wenn das Zementieren fortgesetzt wird, kann sich eine kontinuierliche Untergrundschicht bilden.
In einem fortgeschrittenen Stadium kann sich eine feste Kalichenschicht entwickeln. Diese können so dicht und undurchlässig werden, dass sie dem Eindringen von Wasser und der Erosion durch Wind oder Wasser widerstehen können. Die Kalichenschicht hat im Allgemeinen oben eine höhere Dichte und nimmt nach unten ab. Fortgeschrittene Kalichenbildung kann eine Schicht erzeugen, die über einen Meter dick ist und eine laterale Ausdehnung von Hunderten von Quadratkilometern oder mehr aufweist.
Einige Kaliche bilden sich durch die Aufwärtsbewegung von Wasser durch Kapillarwirkung. Während das Wasser verdunstet, fallen gelöste Stoffe aus und können mit der Zeit den Boden oder das Sediment zementieren.
Caliche kann sich auch unter der Vegetation bilden, die dem Boden Wasser entzieht und es in die Atmosphäre abgibt. Da die Pflanzen große Mengen an Wasser entfernen, konzentrieren sich mineralische Stoffe, die die Pflanzen nicht entfernen, in den unterirdischen Gewässern. Wenn die Konzentration hoch genug wird oder eine Verdunstung auftritt, beginnt die Ausfällung und kann sich im Laufe der Zeit niederschlagen.
Caliche-Aufschluss: Ein Caliche-Aufschluss in der Nähe von Sulphur Springs Draw, Texas. Diese Pleistozän / Pliozän-Lagerstätte beherbergt Uran-Vanadat-Mineralien. USGS Foto von Susan Hall. Bild vergrößern.
Caliche Probleme und Verwendungen
Das Vorhandensein von Caliche in einem Boden oder Sediment hat viele praktische Auswirkungen. Dies können sein:
- Caliche kann ein Hindernis für das Eindringen von Wasser nach unten sein.
- Caliche kann eine Barriere gegen Erosion durch Wind oder Wasser sein. Wenn es verletzt wird, kann die Abwärtserosion schnell, kanalisiert und schwerwiegend sein.
- Caliche kann extrem langlebig sein und auf Baustellen Probleme bereiten.
Edelsteine und Metallerze in Caliche: Caliche kann ein Wirtsgestein für eine Vielzahl von Sekundärmineralien sein, einschließlich metallischer Erze und Edelsteinmaterialien. Auf dem Foto oben sind gelbe Uranoxide zu sehen, die in der Nähe der Uranlagerstätte Sulphur Springs Draw, Martin County, West-Texas, gefunden wurden. Foto von der United States Geological Survey.
- Kalichenschichten in terrassierten Sedimenten können die Topographie stark beeinflussen.
- Kalichenschichten in Grundwasserleitern können zu einem geschichteten Grundwasserfluss führen.
- Die Caliche-Entwicklung kann Gold, Edelsteine und andere wertvolle Mineralien enthalten.
- Die Caliche-Porosität kann als Ablagerungsort für wertvolle Sekundärmineralien wie Uran- und Vanadiumerze und Edelsteinmaterialien wie Türkis und Malachit dienen.
- Caliche-Ablagerungen werden manchmal korreliert und als relatives Alter und stratigraphische Marker verwendet.
- Die Caliche-Entwicklung weist auf ein Zeitintervall von tektonischer, sedimentärer, erosionaler und hydrologischer Stabilität hin.
- Caliche ist oft eine Herausforderung für die Landwirtschaft. Es beeinträchtigt die ordnungsgemäße Entwässerung des Bodens, die Bildung von Pflanzenwurzeln und kann auch lösliche Mineralien enthalten, die für die Pflanzen nicht vorteilhaft sind.
- Caliche wird manchmal zerkleinert und als Füllstoff, Zuschlagstoff oder Rohstoff für die Herstellung von Portlandzement verwendet. Es wird normalerweise verwendet, wenn hochwertigere Materialien nicht verfügbar sind oder wenn Material von minimaler Qualität ausreicht.