Speleothem

Speleoteemit (ˈspiːliːəθɛm dr. kreikka: "luolaesiintymä"), jotka tunnetaan yleisesti luolamuodostelmina, ovat luolaan muodostuneita toissijaisia ​​mineraaliesiintymiä. Speleoteemit muodostuvat yleensä kalkkikivi- tai dolomiittiluoliin. Termin "speleothem" esitteli ensimmäisenä Moore (1952) [1] Se tulee kreikan sanasta spēlaion "luola" + théma "talletus". "Speleotemin" määritelmä useimmissa julkaisuissa sulkee pois nimenomaan toissijaiset mineraaliesiintymät kaivoksissa, tunneleissa ja ihmisen rakentamissa rakenteissa. [2] Hill and Forty määritteli ytimekkäämmin "toissijaiset mineraalit", jotka luovat muodostumia luolissa:

"Toissijainen" mineraali on mineraali, joka saadaan fysikaalis-kemiallisella reaktiolla primäärikivessä tai -luokassa olevasta primäärimineraalista ja/tai laskeutuu luolan ainutlaatuisten olosuhteiden vuoksi; eli luolan ympäristö vaikutti mineraalin laskeutumiseen. [3]

Alkuperä ja koostumus

Luolan mineraaliesiintymistä on tunnistettu 319 muunnelmaa. [4] Suurin osa muodostumista on kalkkipitoisia, ja ne koostuvat kalsiumkarbonaatista kalsiitin tai aragoniitin muodossa tai kalsiumsulfaatista kipsin muodossa. Kalkkimuodostelmia muodostuu karbonaatin liukenemisreaktioiden seurauksena. [5] [6] [7] Maaperän sadevesi reagoi maaperässä olevan CO2:n kanssa muodostaen reaktion kautta lievästi hapanta vettä:

H2O + CO2 → H2CO3

Kun alhaisemman pH-arvon vesi kulkee kalsiumkarbonaatin läpi luolan pinnasta kattoon, se liuottaa emäksen reaktion kautta:

CaCO3 + H2CO3 → Ca2 + + 2 HCO3-

Kun liuos saavuttaa luolan, alemman pCO2-luolan aiheuttama kaasunpoisto saa aikaan CaCO3:n saostumisen:

Ca2 + + 2 HCO3- → CaCO3 + H2O + CO2

Ajan myötä näiden sedimenttien kerääntyminen tuottaa stalagmiitteja, tippukivikiviä ja kalvoja, jotka muodostavat muodostumien pääluokat.

Betonirakenteissa esiintyvät kaltemiitit syntyvät täysin erilaisesta kemiasta kuin speleoteemit.

Tyypit ja luokat

Speleoteemit saavat eri muotoja riippuen siitä, tippuuko, tihkuu, tiivistyy, virtaa vai seisoo vesi. Monet muodostelmat on nimetty niiden samankaltaisuuksien perusteella, joita ne ovat ihmisen tekemiä tai luonnollisia piirteitä. Muodostelutyyppejä ovat: [2]

• Teardrop on kalsiumkarbonaattia tippukivikivinä.
  • Tipukivipuikkoja ovat teräviä jääpuikkoja, jotka riippuvat sen luolan katosta, josta ne kasvavat.
    • Soodapillit ovat hyvin ohuita, mutta pitkiä tippukivikiviä, joilla on pitkänomainen lieriömäinen muoto pikemminkin kuin tavanomaisen kartiomaisemman muodon.
    • Heliktiitit ovat tippukivikiviä, joiden keskellä on haarautuneita tai kierteisiä reunuksia, jotka näyttävät uhmaavan painovoimaa.
      • Sisältää muodot, jotka tunnetaan nimellä nauhaheliktiitit, sahat, tangot, perhoset, kädet, kiharat perunat ja "madot".
    • Kattokruunut ovat monimutkaisia ​​kattokoristeita.
    • Nauha-stalaktiitit tai yksinkertaisesti "nauhat" on muotoiltu sopivaksi.
  • Stalagmiitit ovat tippukivikivikivien "jauhettuja" vastineita, usein tylsiä kumpuja.
    • Luutastalagmiitit ovat erittäin korkeita ja ohuita
    • Toteemikentän stalagmiitit ovat myös korkeita ja muodoltaan samanlaisia ​​kuin niiden nimi.
    • Pylväät ilmestyvät, kun tippukivipylväiset kohtaavat tai kun tippukivipylväät saavuttavat luolan pohjan
• Spillstone on luolan lattioista ja seinistä löytyvä kerrosmateriaali.
  • Verhot tai verhot ovat ohuita, aaltoilevia kalsiittilevyjä, jotka riippuvat alas
    • Pekoni on verho, jonka lehden sisällä on monivärisiä raitoja.
  • Padot tai kivikaaret muodostuvat jokien aaltoille ja muodostavat esteitä, jotka voivat sisältää vettä
  • Kiviputousmuodostelmat jäljittelevät jäätyneitä vesiputouksia
• luolakiteitä
  • Koiran hampaita ovat suuria kalsiittikiteitä, joita esiintyy usein vuodenaikojen altaiden läheisyydessä.
  • Huurteinen kuvio on neulamaisia ​​kalsiitin tai aragoniitin kasvaimia
  • Kuumaito on valkoista ja juustomaista
  • Antodiidit ovat kukkamaisia ​​aragoniittikiteiden klustereita.
  • Kryogeeniset kalsiittikiteet ovat irtonaisia ​​kalsiittirakeita, joita löytyy luolan lattioista ja jotka muodostuvat liuenneiden aineiden erottumisen seurauksena veden jäätyessä [8]
• Speleogeenit (teknisesti eroavat speleoteemeista) ovat luolissa olevia muodostumia, jotka syntyvät poistamalla kallioperää sekundaaristen kerrostumien sijaan.
• Muut
  • Luolapopcornit, jotka tunnetaan myös nimellä "koralli" tai "luolakoralli", ovat pieniä, epätasaisia ​​kalsiittipaakkuja.
  • Luolahelmet ovat seurausta korkealta tippuvasta vedestä, mikä saa pienet "siemenkiteet" kääntymään niin usein, että ne muuttuvat lähes täydellisiksi kalsiumkarbonaattipalloiksi.
  • Mikrobimatot ovat pääasiassa rikkiä hapettavien bakteerien pesäkkeitä, ja niiden koostumus on "räkä" tai lima [9]
  • Kalsiittilautat ovat ohuita kalsiittikertymiä, jotka ilmestyvät luola-altaiden pinnalle.

Joissakin laavaputkissa esiintyy sulfaattien, karbonaattien, mirabiliitin tai opaalin speleoteemeja. [10] Vaikka laavakivilaatat ovat joskus samanlaisia ​​kuin speleoteemit luolissa, jotka muodostuvat liukenemisesta, ne muodostuvat jäähtyessään laavaputkeen.

1. ↑ Moore, G W. Speleothems - uusi luolatermi. — Osa 10 (6). - National Speleological Society News, 1952. - S. 2.
2. ↑ 1 2 Hill, CA ja Forti, P. Cave Minerals of the World. – 2. painos. - Huntsville, Alabama: National Speleological Society Inc, 1997. - S. 217, 225.
3. ↑ Hill, CA, ja Forti, P. Cave Minerals of the World. – 2. painos. - Huntsville, Alabama: National Speleological Society Inc., 1997. - s. 13.
4. ↑ Onac, Bogdan; Forti, Paolo. Luolan mineraalitutkimusten huippua ja haasteita. - Studia Universitatis Babes-Bolyai, Geologia, 2011. - S. 33–42. — ISBN 1937-8602.
5. ↑ Hendy, CH Speleoteemien isotooppigeokemia – I. Erilaisten muodostumistapojen vaikutusten laskeminen speleoteemien isotooppikoostumukseen ja niiden soveltuvuus paleoklimaattisiin indikaattoreihin. - Geochimica et Cosmochimica Acta, 1971-08-01. — S. 801–824.
6. ↑ Valkoinen, William. Speleotheemin mikrorakenne/speleoteemin ontogeny: katsaus länsimaisiin panoksiin. - International Journal of Speleology, 2012. - S. 329-358. — ISBN 0392-6672.
7. ↑ Valkoinen, William. Kemia ja Karsti. - Acta Carsologica, 2016-02-09. — ISBN 0583-6050.
8. ↑ Zak Karel, Karel; Urban, Jan; Cilek Vaclav, Cilek; Hercman, Helena. Kryogeeninen luolakalsiitti useista Keski-Euroopan luolista: ikä, hiili- ja happi-isotoopit sekä geneettinen muoto. — Speleogenesis Scientific Network.
9. ↑ Macalady, Jones ja Lyon. ympäristömikrobiologia. - 2008. - S. 1402-1414.
10. ↑ Larson, Charles V. Lavaputken ominaisuuksien nimikkeistö. - Sixth International Symposium on Vulcanospeleology, National Speleological Society, 1992. - S. 246.