次生碳酸鈣

次生碳酸鈣(英語:Calthemite)是一種碳酸鈣沉積物,來自於混凝土石灰砂漿洞穴環境外的其他鈣質材料[1][2]。 次生碳酸鈣生長在人造結構之上,形狀如同洞穴沉積物,例如鐘乳石石筍流石[3]。 地質名詞“speleothem” [4], 由於其定義是指洞穴中的次生碳酸鈣沉積物,不包括洞穴環境外的次生沉積物[3]

從地下停車場的混凝土天花板上長出的次生碳酸鈣鐘乳石
次生碳酸鈣(右側)在其生長期間由於風吹的方向而彎曲

形成

次生碳酸鈣的鐘乳石可以在混凝土結構和襯有混凝土的“人造洞穴”(例如礦山和隧道)上形成,其形成速度快於石灰石大理石白雲石的洞穴[3] [5], 這是因為大多數次生碳酸鈣是由化學反應產生的,這與正常的洞穴沉積物不同。

次生碳酸鈣通常是由高鹼性溶液 (pH 9–14) ,在滲入有石灰質的人工結構后,流出結構后與大氣中的二氧化碳接觸,結果沉積碳酸鈣成為次生礦床CO2是反應物。 這與洞穴沉積物形成的化學反應相反:CO2在次生碳酸鈣是反應物(擴散到溶液中),但CO2在洞穴沉積物是產物(從溶液中脫氣[3]。大部分次生碳酸鈣通常是方解石,但洞穴沉積物的碳酸鈣能形成不太穩定的文石球霰石多晶型礦物[3]

次生碳酸鈣主要呈白色,但由於氧化鐵(來自生鏽的鋼筋)的一起沉積,呈紅色橙色黃色[6]。 銅管中的氧化銅可能導致次生碳酸鈣呈綠色藍色[1]。 次生碳酸鈣也可能含有石膏礦物質[3] [1]。 在人造礦坑和隧道中的次生碳酸鈣,有時來自礦坑璧和隧道璧的天然石灰石白雲石或其他石灰質岩石, 在這種情況下,其化學成分與洞穴沉積物的化學成分相同[7]

 
氧化鐵(來自生鏽的鋼筋)與碳酸鈣 一起沉積呈橙色的次生碳酸鈣 流石
 
混凝土水箱外的次生碳酸鈣流石

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Smith, G.K. (2016). "Calcite straw stalactites growing from concrete structures", Cave and Karst Science 43(1), 4–10. http://bcra.org.uk/pub/candks/index.html?j=127页面存档备份,存于互联网档案馆
  2. ^ Smith, G K., (2015). "Calcite Straw Stalactites Growing From Concrete Structures". Proceedings of the 30th 'Australian Speleological Federation' conference, Exmouth, Western Australia, edited by Moulds, T. pp 93 -108
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Hill, C A and Forti, P, (1997). Cave Minerals of the World, Second Edition. [Huntsville, Alabama: National Speleological Society Inc.] ISBN 1-879961-07-5
  4. ^ Moore, G. W. (1952). "Speleothems – a new cave term". National Speleological Society News, Vol.10(6), p.2.
  5. ^ Sefton, M, (1988). "Manmade" speleothems. South African Speleological Association Bulletin, Vol.28, 5–7
  6. ^ White W.B., (1997), "Color of Speleothems", Cave Minerals of the World, (2nd Edition) Hill C. and Forti P. [Huntsville, Alabama: National Speleological Society Inc.] 239–244
  7. ^ Dixon, Simon J; Viles, Heather A; Garrett, Bradley L (2018). "Ozymandias in the Anthropocene: the city as an emerging landform". Area. 50: 117–125. doi:10.1111/area.12358. ISSN 1475-4762.