Duurzaamheid

 

Vorming van steen

Na de initiële sedimentatie, worden carbonaatsedimenten in gestaag tempo bedekt door nieuwe sedimenten. In geologische termen wordt kalksteen gevormd uit zand en slib via processen die duizenden tot wel miljoenen jaren nodig hebben. Dolomiet ontstaat uit kalksteen door een chemisch proces dat na afzetting van carbonaatsedimenten optreedt.

 

 

 

 

 


 

Er zijn veel van deze processen:

VERDICHTING

Verdichting reduceert de porositeit van het carbonaatsediment aanmerkelijk. Dit kan in eerste instantie wel 50% groter zijn. In carbonaten vindt chemische en mechanische verdichting tegelijkertijd plaats, gestimuleerd door cementatie van het sediment (zie afbeeldingen hieronder).

CEMENTATIE EN HERKRISTALLISATIE

Cementatie kan beginnen op de zeebodem, maar het wordt meestal afgerond tijdens het begravingsproces. Zacht sediment verhardt stap voor stap tot een harde steen. Tijdens het proces bezinkt calciumcarbonaat in de poriën die ook gevuld kunnen worden door andere chemische typen die in het water aanwezig zijn (ionen).

In sommige gevallen stopt het proces eerder en daardoor ontstaat een zachte kalksteen.

Diepere begraving kan leiden tot volledige herkristallisatie van de carbonaatsteen; de steen lost op op een microscopisch niveau. Meestal groeien en vernietigen grotere kristallen alle originele structuren, zoals fossielen. Geologen noemen deze steen 'marmer'. Het kan ook gevormd worden wanneer kalksteen in aanraking komt met hete, vulkanische magma.

BREUKVORMING

Door het bewegen van continentale platen kunnen gesteenten naar het aardoppervlak worden gebracht en daar ook worden vervormd (tektoniek). Carbonaatafzettingen zijn meestal horizontaal, maar kunnen door tektoniek kantelen, vervormd of zelfs gebroken worden. Hierdoor is het selectief ontginnen van pure gesteentelagen moeilijker en soms zelfs te duur.

Breukvorming in gesteenten, en vooral carbonaten, is belangrijk. Deze laten water toe tot het systeem dat oorspronkelijk afgesloten was door cementatie.

OPLOSSEN 

In carbonaten kan dit leiden tot het oplossen van de steen (karstvorming), vooral dicht aan het aardoppervlak, waardoor grotten kunnen ontstaan.

In kalksteenafzettingen worden deze grotten meestal gevuld met grondmateriaal (klei of zand). Hierdoor treedt verontreiniging van de steen op in de bovenste banken van groeves.

In sommige gevallen leidt dit tot 'bijproducten'. Dit proces verklaart ook de noodzaak in de kalkindustrie van het grondig wassen van stenen voordat ze gecalcineerd worden.

CHEMISCHE VERANDERING

Breukvorming kan ook nieuwe onzuiverheden in de afzetting introduceren. Vloeistoffen gebruiken breuken om carbonaatsteen te bereiken en hiermee te reageren. Hierbij ontstaat een serie nieuwe mineralen, zoals ijzer- en mangaanoxides, schitterende pyriet of 'narrengoud' en paarse fluoriet. 

Deze mineralen verontreinigen de carbonaatsteen die dan moet worden verwijderd bij de productie van pure kalk.

In dit stadium kan ook dolomiet ontstaan (zie link hieronder). Soms worden in dezelfde afzetting kalksteen en dolomietsteen gevonden die geschikt zijn voor de productie van gecalcineerde dolomiet. Meestal verontreinigen dolomietinsluitingen echter kalksteenafzettingen, waardoor ontginning nog complexer wordt.

Zie details in FOTOGALERIJ CHEMISCHE VERANDERING