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Caliche: Questo esemplare di caliche è composto da frammenti di roccia arrotondati e sedimenti a grana fine, legati insieme con un cemento carbonato di calcio.
Che cos'è Caliche?
"Caliche" è uno strato superficiale di suolo o sedimento in cui le particelle sono state cementate insieme dalla precipitazione della materia minerale nei loro spazi interstiziali. Il cemento è solitamente carbonato di calcio; tuttavia, sono noti cementi di carbonato di magnesio, gesso, silice, ossido di ferro e una combinazione di questi materiali.
Caliche Horizon: Una caliche spessa oltre un metro con mineralizzazione che è più pesante nella parte superiore e diminuisce verso il basso. Foto di USGS di uno sperone nella contea di Mohave, Arizona.
Caliche è una caratteristica comune delle aree aride o semiaride in tutto il mondo. Negli Stati Uniti, la caliche è un deposito familiare in molte parti del sud-ovest, in particolare in Arizona, California, Nevada, New Mexico e Texas. Lì, la caliche è associata a problemi come scarso drenaggio del suolo, condizioni del suolo difficili per la crescita delle piante e problemi di scavo nei cantieri. In alcune località ci sono più strati di caliche antichi nel sottosuolo.
Il nome "caliche" deriva da una parola spagnola per materiali porosi che sono stati cementati dal carbonato di calcio. Il nome viene usato per riferirsi a un pezzo del materiale o allo strato da cui è stato rotto, o al cemento stesso che unisce i materiali. Caliche è conosciuta con molti altri nomi, i più comuni dei quali sono calcrete, hardpan, duricrust e terreno calcico.
"Conglomerato di Caliche": Un masso simile a un conglomerato costituito da ghiaie cementate a caliche. Foto USGS contenuta nell'area delle Montagne della Provvidenza, Contea di San Bernardino, California.
Che aspetto ha Caliche?
I colori tipici di caliche sono bianco, grigio, marrone e marrone rossastro. Le caliche ben sviluppate possono avere un aspetto simile a conglomerato, breccia, coquina o arenaria se le particelle cementate sono del tipo e delle dimensioni appropriate. Caliche può essere un materiale molto duro, denso, pesante e resistente se è saldamente legato da un cemento che riempie completamente i vuoti interstiziali tra il suolo o le particelle di sedimenti. Può anche essere un materiale debole e friabile se è scarsamente cementato.
Negli scavi e negli affioramenti, una caliche ben sviluppata di solito si distingue come un sedimento competente o ben cementato o terreno con materiale friabile sciolto sottostante. A volte è ricoperto da materiale superficiale non cementato. Le radici delle piante potrebbero non penetrare in una caliche ben sviluppata.
"Terrazze di Caliche": Le ghiaie cementate a caliche formano le "roccie" piatte, resistenti e orizzontali sulle terrazze del Pleistocene sulle rive del moderno lavaggio a secco che attraversa l'area mostrata in questa foto. Le montagne in lontananza sono composte principalmente da calcari paleozoici e dolomiti. Le intemperie di queste rocce hanno fornito gran parte del carbonato di calcio che ha permesso la formazione di caliche nella valle.
Come si forma Caliche?
Caliche ha una diversità di origini. Il principale processo di formazione della caliche inizia quando il carbonato di calcio viene lisciviato dagli orizzonti del suolo superiore mediante soluzioni di percolazione verso il basso. Il carbonato di calcio disciolto potrebbe anche essere consegnato al sito in deflusso e quindi percolato nel terreno. Il carbonato di calcio precipita quindi in un orizzonte del suolo più profondo per formare lo strato di caliche.
Inizialmente il carbonato di calcio precipita sotto forma di piccoli granuli o rivestimenti sottili su granuli di sedimenti o particelle di terreno. Man mano che i rivestimenti di grano si addensano, i grani adiacenti verranno cementati insieme e si formeranno noduli costituiti da più granuli e il cemento circostante. Mentre la cementazione continua, potrebbe formarsi uno strato sotterraneo continuo.
In una fase avanzata, può svilupparsi un solido strato di caliche. Questi possono diventare così densi e impermeabili da resistere alla percolazione al ribasso dell'acqua e all'erosione da parte del vento o dell'acqua. Lo strato di caliche ha generalmente una maggiore densità nella parte superiore e diminuisce verso il basso. La formazione di caliche avanzate può produrre uno strato che ha uno spessore di oltre un metro e un'estensione laterale di centinaia di chilometri quadrati o più.
Alcune caliche si formano attraverso il movimento verso l'alto dell'acqua attraverso l'azione capillare. Man mano che l'acqua evapora, i materiali disciolti precipitano e, nel tempo, possono cementare il suolo o i sedimenti.
Caliche può anche formarsi sotto la vegetazione che estrae l'acqua dal terreno e la traspira nell'atmosfera. Man mano che grandi quantità di acqua vengono rimosse dalle piante, i materiali minerali che le piante non rimuovono si concentrano nelle acque sotterranee. Quando la concentrazione diventa abbastanza elevata o si verifica l'evaporazione, iniziano le precipitazioni e possono formare caliche nel tempo.
Affioramento di Caliche: Un affioramento di caliche vicino a Sulphur Springs Draw, Texas. Questo deposito di Pleistocene / Pliocene ospita minerali di uranio-vanadato. Foto USGS di Susan Hall. Ingrandisci l'immagine.
Problemi e usi di Caliche
La presenza di caliche in un suolo o in un sedimento ha molte implicazioni pratiche. Questi potrebbero includere:
- Caliche può essere una barriera per l'infiltrazione verso il basso dell'acqua.
- Caliche può essere una barriera all'erosione causata dal vento o dall'acqua. Quando viene violato, l'erosione verso il basso può essere rapida, incanalata e grave.
- Caliche può essere estremamente durevole e presentare problemi nei cantieri.
Gemme e minerali metallici a Caliche: Caliche può essere una roccia ospite per una varietà di minerali secondari, tra cui minerali metallici e materiali di gemme. Nella foto sopra sono mostrati ossidi gialli di uranio trovati vicino al deposito di uranio Sulphur Springs Draw, Contea di Martin, Texas occidentale. Fotografia dell'indagine geologica degli Stati Uniti.
- Gli strati di caliche nei sedimenti a terrazze possono influenzare fortemente la topografia.
- Gli strati di caliche nelle falde acquifere possono provocare il flusso stratificato delle acque sotterranee.
- Lo sviluppo di Caliche può incorporare oro, pietre preziose e altri minerali preziosi.
- La porosità della caliche può servire come sito di deposizione di preziosi minerali secondari, tra cui minerali di uranio e vanadio, e materiali di gemme come turchese e malachite.
- I depositi di caliche sono talvolta correlati e usati come marker relativi di età e stratigrafia.
- Lo sviluppo di Caliche indica un intervallo di tempo di stabilità tettonica, sedimentaria, erosiva e idrologica.
- Caliche è spesso una sfida per l'agricoltura. Interferisce con il corretto drenaggio del suolo, la formazione di radici delle piante e può anche contenere minerali solubili che non sono benefici per le piante.
- A volte Caliche viene frantumata e utilizzata come materiale di riempimento, aggregato o come materia prima per la produzione di cemento Portland. Di solito viene utilizzato quando non sono disponibili materiali di qualità superiore o quando è sufficiente materiale di qualità minima.