Calcário

format_list_bulleted Contenido keyboard_arrow_down

ImprimirCitar

Pedras sedimentares feitas de carbonato de cálcio

Calcário (carbonato de cálcio CaCO₃) é um tipo de rocha sedimentar carbonática que é a principal fonte do material cal. É composto principalmente pelos minerais calcita e aragonita, que são diferentes formas cristalinas de CaCO₃. O calcário se forma quando esses minerais precipitam da água contendo cálcio dissolvido. Isso pode ocorrer por meio de processos biológicos e não biológicos, embora processos biológicos, como o acúmulo de corais e conchas no mar, provavelmente tenham sido mais importantes nos últimos 540 milhões de anos. O calcário geralmente contém fósseis que fornecem aos cientistas informações sobre ambientes antigos e sobre a evolução da vida.

Cerca de 20% a 25% das rochas sedimentares são rochas carbonáticas, e a maior parte é calcário. A rocha carbonática restante é principalmente dolomita, uma rocha intimamente relacionada, que contém uma alta porcentagem do mineral dolomita, CaMg(CO₃)₂. Calcário magnesiano é um termo obsoleto e mal definido usado de forma variada para dolomita, para calcário contendo dolomita significativa (calcário dolomítico) ou para qualquer outro calcário contendo uma porcentagem significativa de magnésio. A maior parte do calcário foi formada em ambientes marinhos rasos, como plataformas ou plataformas continentais, embora quantidades menores tenham sido formadas em muitos outros ambientes. Grande parte da dolomita é dolomita secundária, formada pela alteração química do calcário. O calcário é exposto em grandes regiões da superfície da Terra e, como o calcário é ligeiramente solúvel na água da chuva, essas exposições geralmente são erodidas para se tornarem paisagens cársticas. A maioria dos sistemas de cavernas são encontrados em rocha calcária.

O calcário tem inúmeras utilizações: como matéria-prima química para a produção de cal utilizada no cimento (componente essencial do betão), como agregado para a base de estradas, como pigmento branco ou carga em produtos como pastas dentífricas ou tintas, como um condicionador de solo e como uma adição decorativa popular para jardins de pedra. As formações calcárias contêm cerca de 30% dos reservatórios de petróleo do mundo.

Descrição

Este depósito de calcário no karst de Alpes Dinaric perto de Sinj, Croácia, foi formado no Eoceno.

O calcário é composto principalmente pelos minerais calcita e aragonita, que são diferentes formas cristalinas de carbonato de cálcio (CaCO₃ ). Dolomita, CaMg(CO₃)₂, é um mineral incomum em calcário, e siderita ou outros minerais de carbonato são raros. No entanto, a calcita no calcário geralmente contém uma pequena porcentagem de magnésio. A calcita no calcário é dividida em calcita de baixo teor de magnésio e calcita de alto teor de magnésio, com a linha divisória colocada em uma composição de 4% de magnésio. A calcita com alto teor de magnésio retém a estrutura mineral da calcita, que é distinta da dolomita. A aragonita geralmente não contém magnésio significativo. A maior parte do calcário é quimicamente bastante pura, com sedimentos clásticos (principalmente quartzo de grão fino e minerais argilosos) constituindo menos de 5% a 10% da composição. A matéria orgânica normalmente representa cerca de 0,2% de um calcário e raramente excede 1%.

O calcário geralmente contém quantidades variáveis de sílica na forma de sílex ou fragmentos esqueléticos siliciosos (como espículas de esponja, diatomáceas ou radiolários). Fósseis também são comuns em calcário.

O calcário é geralmente de cor branca a cinza. O calcário que é extraordinariamente rico em matéria orgânica pode ser quase preto, enquanto traços de ferro ou manganês podem dar ao calcário uma cor esbranquiçada a amarela a vermelha. A densidade do calcário depende de sua porosidade, que varia de 0,1% para o calcário mais denso a 40% para o giz. A densidade varia correspondentemente de 1,5 a 2,7 g/cm³. Embora relativamente macio, com uma dureza Mohs de 2 a 4, o calcário denso pode ter uma resistência ao esmagamento de até 180 MPa. Para comparação, o concreto normalmente tem uma resistência ao esmagamento de cerca de 40 MPa.

Embora os calcários mostrem pouca variabilidade na composição mineral, eles apresentam grande diversidade na textura. No entanto, a maior parte do calcário consiste em grãos do tamanho de areia em uma matriz de lama carbonática. Como os calcários geralmente são de origem biológica e geralmente são compostos de sedimentos depositados perto de onde se formaram, a classificação do calcário geralmente é baseada em seu tipo de grão e teor de lama.

Grãos

Oóides de uma praia em Joulter's Cay, As Bahamas

Oóides em calcário da Formação do Carmelo (Jurássico Médio) do sudoeste de Utah.

Vista de seção fina de um calcário jurássico médio no sul de Utah, EUA Os grãos redondos são oóides; o maior é de 1,2 mm (0,05 pol) de diâmetro. Esta pedra calcária é oosparita.

A maioria dos grãos no calcário são fragmentos do esqueleto de organismos marinhos, como corais ou foraminíferos. Esses organismos secretam estruturas feitas de aragonita ou calcita e deixam essas estruturas para trás quando morrem. Outros grãos de carbonato que compõem os calcários são oóides, peloóides e limeclastos (intraclastos e extraclastos [ca]).

Os grãos do esqueleto têm uma composição que reflete os organismos que os produziram e o ambiente em que foram produzidos. Grãos esqueléticos de calcita com baixo teor de magnésio são típicos de braquiópodes articulados, foraminíferos planctônicos (flutuantes) e cocólitos. Grãos esqueléticos de calcita com alto teor de magnésio são típicos de foraminíferos bentônicos (que habitam o fundo), equinodermos e algas coralinas. Os grãos esqueléticos de aragonita são típicos de moluscos, algas verdes calcárias, estromatoporóides, corais e vermes tubulares. Os grãos do esqueleto também refletem períodos e ambientes geológicos específicos. Por exemplo, os grãos de coral são mais comuns em ambientes de alta energia (caracterizados por fortes correntes e turbulência), enquanto os grãos de briozoários são mais comuns em ambientes de baixa energia (caracterizados por águas calmas).

Oóides (às vezes chamados de oólitos) são grãos do tamanho de areia (menos de 2 mm de diâmetro) que consistem em uma ou mais camadas de calcita ou aragonita ao redor de um grão central de quartzo ou fragmento mineral de carbonato. Estes provavelmente se formam por precipitação direta de carbonato de cálcio no oóide. Os Pisolitos são semelhantes aos oóides, mas têm mais de 2 mm de diâmetro e tendem a ter uma forma mais irregular. O calcário composto principalmente por oóides é chamado de oolito ou, às vezes, de calcário oolítico. Os oóides se formam em ambientes de alta energia, como a plataforma Bahama, e os oólitos geralmente apresentam estratificação cruzada e outras características associadas à deposição em correntes fortes.

Oncoliths se assemelham a ooids, mas mostram uma estrutura interna radial em vez de em camadas, indicando que eles foram formados por algas em um ambiente marinho normal.

Peloides são grãos sem estrutura de carbonato microcristalino, provavelmente produzidos por uma variedade de processos. Muitos são considerados pellets fecais produzidos por organismos marinhos. Outros podem ser produzidos por algas endolíticas (chatas) ou outros microorganismos ou pela quebra de conchas de moluscos. Eles são difíceis de ver em uma amostra de calcário, exceto em seção fina e são menos comuns em calcários antigos, possivelmente porque a compactação de sedimentos de carbonato os interrompe.

Limeclastos são fragmentos de calcário existente ou sedimentos carbonáticos parcialmente litificados. Os intraclastos são limeclastos que se originam perto de onde são depositados no calcário, enquanto os extraclastos vêm de fora da área de deposição. Intraclastos incluem grapestone, que são aglomerados de peloids cimentados por material orgânico ou cimento mineral. Extraclastos são incomuns, geralmente acompanhados por outros sedimentos clásticos e indicam deposição em uma área tectonicamente ativa ou como parte de uma corrente de turbidez.

Lama

Os grãos da maioria dos calcários estão embutidos em uma matriz de lama carbonática. Esta é tipicamente a maior fração de uma rocha carbonática antiga. A lama que consiste em cristais individuais com menos de 5 μm (0,20 mils) de comprimento é descrita como micrita. Na lama fresca de carbonato, a micrita é principalmente pequenas agulhas de aragonita, que podem precipitar diretamente da água do mar, ser secretadas por algas ou produzidas pela abrasão de grãos de carbonato em um ambiente de alta energia. Isso é convertido em calcita dentro de alguns milhões de anos de deposição. A recristalização adicional de micrita produz microespato, com grãos de 5 a 15 μm (0,20 a 0,59 mils) de diâmetro.

O calcário geralmente contém cristais maiores de calcita, variando em tamanho de 0,02 a 0,1 mm (0,79 a 3,94 mils), que são descritos como sparry calcite ou esparite. A esparita se distingue da micrita por um tamanho de grão de mais de 20 μm (0,79 mils) e porque a esparita se destaca sob uma lente de mão ou em seção fina como cristais brancos ou transparentes. A esparita se distingue dos grãos de carbonato por sua falta de estrutura interna e suas formas cristalinas características.

Os geólogos têm o cuidado de distinguir entre esparita depositada como cimento e esparita formada por recristalização de grãos de micrita ou carbonato. O cimento esparítico provavelmente foi depositado no espaço poroso entre os grãos, sugerindo um ambiente deposicional de alta energia que removeu a lama carbonática. Esparita recristalizada não é diagnóstico de ambiente deposicional.

Outras características

Os penhascos brancos de Dover são compostos de giz.

Os afloramentos de calcário são reconhecidos no campo por sua suavidade (a calcita e a aragonita têm dureza Mohs inferior a 4, bem abaixo dos minerais de silicato comuns) e porque o calcário borbulha vigorosamente quando uma gota de ácido clorídrico diluído é jogado sobre ele. A dolomita também é macia, mas reage apenas fracamente com ácido clorídrico diluído, e geralmente se transforma em uma cor amarelo-marrom opaca característica devido à presença de ferro ferroso. Isso é liberado e oxidado à medida que a dolomita se desgasta. Impurezas (como argila, areia, restos orgânicos, óxido de ferro e outros materiais) farão com que os calcários exibam cores diferentes, especialmente com superfícies desgastadas.

A composição de um afloramento de rocha carbonática pode ser estimada no campo, atacando a superfície com ácido clorídrico diluído. Isso remove a calcita e a aragonita, deixando para trás quaisquer grãos de sílica ou dolomita. Estes últimos podem ser identificados por sua forma romboédrica.

Cristais de calcita, quartzo, dolomita ou barita podem revestir pequenas cavidades (vugs) na rocha. Vugs são uma forma de porosidade secundária, formada no calcário existente por uma mudança no ambiente que aumenta a solubilidade da calcita.

O calcário denso e maciço às vezes é descrito como "mármore". Por exemplo, o famoso "mármore" da Itália é na verdade um denso calcário preto. O verdadeiro mármore é produzido pela recristalização do calcário durante o metamorfismo regional que acompanha o processo de construção da montanha (orogenia). Distingue-se do calcário denso por sua textura cristalina grosseira e pela formação de minerais distintos da sílica e da argila presentes no calcário original.

Classificação

Terraços de calcário travertino de Pamukkale, Turquia.

Formações de calcário de cavernas nas cavernas de Luray do Vale de Shenandoah norte

Dois esquemas de classificação principais, Folk e Dunham, são usados para identificar os tipos de rochas carbonáticas conhecidas coletivamente como calcário.

Classificação popular

Robert L. Folk desenvolveu um sistema de classificação que coloca ênfase primária na composição detalhada de grãos e material intersticial em rochas carbonáticas. Com base na composição, existem três componentes principais: aloquimas (grãos), matriz (principalmente micrita) e cimento (esparita). O sistema Folk usa nomes de duas partes; a primeira refere-se aos grãos e a segunda ao cimento. Por exemplo, um calcário consistindo principalmente de oóides, com uma matriz cristalina, seria denominado oosparita. É útil ter um microscópio petrográfico ao usar o esquema de Folk, porque é mais fácil determinar os componentes presentes em cada amostra.

Classificação de Dunham

Robert J. Dunham publicou seu sistema para calcário em 1962. Ele se concentra no tecido deposicional de rochas carbonáticas. Dunham divide as rochas em quatro grupos principais com base nas proporções relativas de partículas clásticas mais grossas, com base em critérios como se os grãos estavam originalmente em contato mútuo e, portanto, autossustentáveis, ou se a rocha é caracterizada pela presença de construtores de estrutura e tapetes de algas. Ao contrário do esquema Folk, Dunham lida com a porosidade original da rocha. O esquema de Dunham é mais útil para amostras manuais porque é baseado na textura, não nos grãos da amostra.

Uma classificação revisada foi proposta por Wright (1992). Acrescenta alguns padrões diagenéticos ao esquema de classificação.

Outros termos descritivos

Travertino é um termo aplicado a depósitos de carbonato de cálcio formados em ambientes de água doce, particularmente cachoeiras, cascatas e fontes termais. Tais depósitos são tipicamente maciços, densos e em faixas. Quando os depósitos são altamente porosos, de modo que tenham uma textura esponjosa, eles são normalmente descritos como tufo. A calcita secundária depositada por águas meteóricas supersaturadas (águas subterrâneas) em cavernas também é às vezes descrita como travertino. Isso produz espeleotemas, como estalagmites e estalactites.

Coquina é um calcário mal consolidado composto de pedaços desgastados de coral, conchas ou outros detritos fósseis. Quando melhor consolidada, é descrita como coquinita.

Chalk é um calcário macio, terroso e de textura fina, composto pelos testes de microorganismos planctônicos, como foraminíferos, enquanto marga é uma mistura terrosa de carbonatos e sedimentos de silicato.

Formação

O calcário se forma quando calcita ou aragonita precipitam da água contendo cálcio dissolvido, o que pode ocorrer por meio de processos biológicos e não biológicos. A solubilidade do carbonato de cálcio (CaCO₃) é amplamente controlada pela quantidade de dióxido de carbono dissolvido (CO₂) na água. Isso é resumido na reação:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca²⁺ + 2HCO- Sim.3

Aumentos na temperatura ou diminuições na pressão tendem a reduzir a quantidade de CO₂ dissolvido e precipitar CaCO₃. A redução da salinidade também reduz a solubilidade do CaCO₃, em várias ordens de magnitude para água doce versus água do mar.

A água próxima à superfície dos oceanos da Terra está supersaturada com CaCO₃ em um fator de mais de seis. A falha de CaCO₃ para precipitar rapidamente dessas águas é provavelmente devido à interferência de íons de magnésio dissolvidos com nucleação de cristais de calcita, o primeiro passo necessário na precipitação. A precipitação de aragonita pode ser suprimida pela presença de fosfatos orgânicos que ocorrem naturalmente na água. Embora os oóides provavelmente se formem por meio de processos puramente inorgânicos, a maior parte da precipitação de CaCO₃ nos oceanos é o resultado de atividade biológica. Muito disso ocorre em plataformas carbonáticas.

Uma visão aérea de uma nuvem de precipitação do evento de chicoteamento no Lago Ontário.

A origem da lama carbonática e os processos pelos quais ela é convertida em micrita continuam sendo objeto de pesquisa. A lama carbonática moderna é composta principalmente por agulhas de aragonita com cerca de 5 μm (0,20 mils) de comprimento. Agulhas com esta forma e composição são produzidas por algas calcárias como Penicillus, tornando-as uma fonte plausível de lama. Outra possibilidade é a precipitação direta da água. Um fenômeno conhecido como whintings ocorre em águas rasas, nas quais listras brancas contendo micrita dispersa aparecem na superfície da água. É incerto se isso é aragonita recém-precipitada ou simplesmente material levantado do fundo, mas há algumas evidências de que badejos são causados pela precipitação biológica de aragonita como parte de uma proliferação de cianobactérias ou microalgas. No entanto, as proporções isotópicas estáveis na lama carbonática moderna parecem ser inconsistentes com qualquer um desses mecanismos, e a abrasão de grãos de carbonato em ambientes de alta energia foi apresentada como uma terceira possibilidade.

A formação de calcário provavelmente foi dominada por processos biológicos ao longo do Fanerozóico, os últimos 540 milhões de anos da história da Terra. O calcário pode ter sido depositado por microorganismos no Pré-cambriano, antes de 540 milhões de anos atrás, mas os processos inorgânicos foram provavelmente mais importantes e provavelmente ocorreram em um oceano altamente supersaturado em carbonato de cálcio do que o oceano moderno.

Diagênese

A diagênese é o processo no qual os sedimentos são compactados e transformados em rocha sólida. Durante a diagênese de sedimentos carbonáticos, ocorrem mudanças químicas e texturais significativas. Por exemplo, a aragonita é convertida em calcita com baixo teor de magnésio. A diagênese é a provável origem dos pisólitos, partículas em camadas concêntricas que variam de 1 a 10 mm (0,039 a 0,394 polegadas) de diâmetro encontradas em alguns calcários. Pisolitos superficialmente se assemelham a oóides, mas não possuem núcleo de matéria estranha, se encaixam firmemente e mostram outros sinais de que se formaram após a deposição original dos sedimentos.

nódulos de chert Akcakoca dentro de calcário macio

Macrostylolites em uma pedra calcária.

A silicificação ocorre no início da diagênese, em pH e temperatura baixos, e contribui para a preservação dos fósseis. A silicificação ocorre através da reação:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ + H₄SiO₄ → SiO₂ + Ca²⁺ + 2HCO- Sim.3 + 2 H₂O

Fósseis são frequentemente preservados em detalhes requintados como chert.

A cimentação ocorre rapidamente em sedimentos carbonáticos, normalmente em menos de um milhão de anos após a deposição. Alguma cimentação ocorre enquanto os sedimentos ainda estão debaixo d'água, formando hardgrounds. A cimentação acelera após o recuo do mar do ambiente deposicional, à medida que a água da chuva se infiltra nos leitos de sedimentos, geralmente em apenas alguns milhares de anos. À medida que a água da chuva se mistura com as águas subterrâneas, a aragonita e a calcita com alto teor de magnésio são convertidas em calcita com baixo teor de cálcio. A cimentação de depósitos espessos de carbonato pela água da chuva pode começar antes mesmo do recuo do mar, já que a água da chuva pode se infiltrar por mais de 100 km (60 milhas) em sedimentos abaixo da plataforma continental.

Como os sedimentos carbonáticos estão cada vez mais profundamente enterrados sob sedimentos mais jovens, a compactação química e mecânica dos sedimentos aumenta. A compactação química ocorre por solução sob pressão dos sedimentos. Esse processo dissolve os minerais dos pontos de contato entre os grãos e os redeposita no espaço poroso, reduzindo a porosidade do calcário de um alto valor inicial de 40% para 80% para menos de 10%. A solução de pressão produz estilólitos distintos, superfícies irregulares dentro do calcário em que os sedimentos ricos em sílica se acumulam. Estes podem refletir a dissolução e perda de uma fração considerável do leito de calcário. Em profundidades superiores a 1 km (0,62 milhas), a cimentação enterrada completa o processo de litificação. A cimentação enterrada não produz estilólitos.

Quando os leitos sobrejacentes são erodidos, trazendo o calcário para mais perto da superfície, ocorre o estágio final da diagênese. Isso produz porosidade secundária, pois parte do cimento é dissolvida pela água da chuva que se infiltra nos leitos. Isso pode incluir a formação de vugs, que são cavidades revestidas de cristal dentro do calcário.

A diagênese pode incluir a conversão de calcário em dolomita por fluidos ricos em magnésio. Há evidências consideráveis de substituição de calcário por dolomita, incluindo limites de substituição nítidos que atravessam a estratificação. O processo de dolomitização continua sendo uma área de pesquisa ativa, mas possíveis mecanismos incluem exposição a salmouras concentradas em ambientes quentes (refluxo evaporativo) ou exposição à água do mar diluída em ambientes de delta ou estuários (dolomitização Dorag). No entanto, a dolomitização de Dorag caiu em desuso como mecanismo de dolomitização, com um artigo de revisão de 2004 descrevendo-o sem rodeios como "um mito". A água do mar comum é capaz de converter calcita em dolomita, se a água do mar for regularmente liberada através da rocha, como pela vazante e vazante das marés (bombeamento das marés). Uma vez que a dolomitização começa, ela prossegue rapidamente, de modo que há muito pouca rocha carbonática contendo mistura de calcita e dolomita. A rocha carbonática tende a ser quase toda calcita/aragonita ou quase toda dolomita.

Ocorrência

Cerca de 20% a 25% das rochas sedimentares são rochas carbonáticas, e a maior parte é calcário. O calcário é encontrado em sequências sedimentares de até 2,7 bilhões de anos. No entanto, as composições das rochas carbonáticas apresentam uma distribuição temporal desigual no registro geológico. Cerca de 95% dos carbonatos modernos são compostos de calcita e aragonita com alto teor de magnésio. As agulhas de aragonita na lama de carbonato são convertidas em calcita com baixo teor de magnésio em alguns milhões de anos, pois esta é a forma mais estável de carbonato de cálcio. Antigas formações carbonáticas do Pré-Cambriano e Paleozóico contêm dolomita abundante, mas o calcário domina os leitos carbonáticos do Mesozóico e Cenozóico. A dolomita moderna é bastante rara. Há evidências de que, enquanto o oceano moderno favorece a precipitação de aragonita, os oceanos do Paleozóico e do meio ao final do Cenozóico favoreceram a precipitação de calcita. Isso pode indicar uma relação Mg/Ca mais baixa na água do mar daquela época. Esse esgotamento de magnésio pode ser uma consequência da expansão mais rápida do fundo do mar, que remove o magnésio da água do oceano. O oceano moderno e o oceano do Mesozóico foram descritos como "mares de aragonita".

A maior parte do calcário foi formada em ambientes marinhos rasos, como plataformas ou plataformas continentais. Tais ambientes formam apenas cerca de 5% das bacias oceânicas, mas o calcário raramente é preservado em taludes continentais e ambientes marinhos profundos. Os melhores ambientes para deposição são as águas quentes, que apresentam alta produtividade orgânica e maior saturação de carbonato de cálcio devido a menores concentrações de dióxido de carbono dissolvido. Os depósitos modernos de calcário estão quase sempre em áreas com muito pouca sedimentação rica em sílica, refletida na pureza relativa da maioria dos calcários. Os organismos dos recifes são destruídos pela água lamacenta e salobra do rio, e os grãos de carbonato são triturados por grãos de silicato muito mais duros. Ao contrário da rocha sedimentar clástica, o calcário é produzido quase inteiramente a partir de sedimentos originados no local de deposição ou próximo a ele.

El Capitan, um antigo recife de calcário

As formações calcárias tendem a apresentar mudanças bruscas de espessura. Grandes feições semelhantes a montes em uma formação de calcário são interpretadas como recifes antigos, que quando aparecem no registro geológico são chamados de bioermas. Muitos são ricos em fósseis, mas a maioria carece de qualquer estrutura orgânica conectada como a vista nos recifes modernos. Os restos fósseis estão presentes como fragmentos separados embutidos em ampla matriz de lama. Grande parte da sedimentação mostra indícios de ocorrência nas zonas intertidal ou supratidal, sugerindo que os sedimentos preenchem rapidamente o espaço de acomodação disponível na plataforma ou plataforma. A deposição também é favorecida na margem marítima de plataformas e plataformas, onde ocorre ressurgência de águas oceânicas profundas ricas em nutrientes que aumentam a produtividade orgânica. Os recifes são comuns aqui, mas quando faltam, cardumes oóides são encontrados em seu lugar. Os sedimentos mais finos são depositados perto da costa.

A falta de calcários do fundo do mar deve-se em parte à rápida subducção da crosta oceânica, mas é mais um resultado da dissolução do carbonato de cálcio em profundidade. A solubilidade do carbonato de cálcio aumenta com a pressão e ainda mais com concentrações mais altas de dióxido de carbono, que é produzido pela decomposição da matéria orgânica que se deposita no oceano profundo e não é removida pela fotossíntese nas profundezas escuras. Como resultado, há uma transição bastante acentuada da água saturada com carbonato de cálcio para a água insaturada com carbonato de cálcio, a lisoclina, que ocorre na profundidade de compensação de calcita de 4.000 a 7.000 m (13.000 a 23.000 pés). Abaixo dessa profundidade, os testes de foraminíferos e outras partículas esqueléticas se dissolvem rapidamente, e os sedimentos do fundo do oceano fazem uma transição abrupta de lodo carbonático rico em foraminíferos e restos de cocólitos (Globigerina looze) para lama silícica sem carbonatos.

Mønsted é a maior mina de calcário do mundo.

Em casos raros, turbiditos ou outros sedimentos ricos em sílica enterram e preservam depósitos de carbonato bentônicos (oceanos profundos). Antigos calcários bentônicos são microcristalinos e são identificados por sua configuração tectônica. Os fósseis são tipicamente foraminíferos e cocólitos. Nenhum calcário bentônico pré-jurássico é conhecido, provavelmente porque o plâncton com casca de carbonato ainda não havia evoluído.

Os calcários também se formam em ambientes de água doce. Esses calcários não são diferentes do calcário marinho, mas apresentam uma menor diversidade de organismos e uma maior fração de sílica e minerais argilosos característicos das margas. A Formação Green River é um exemplo de uma proeminente formação sedimentar de água doce contendo numerosos leitos de calcário. O calcário de água doce é tipicamente micrítico. Fósseis de charófitas (stonewort), uma forma de algas verdes de água doce, são característicos desses ambientes, onde as carófitas produzem e retêm carbonatos.

Os calcários também podem se formar em ambientes deposicionais evaporíticos. A calcita é um dos primeiros minerais a precipitar em evaporitos marinhos.

Calcário e organismos vivos

Recifes de Corais em Nusa Lembongan, Bali, Indonésia

A maior parte do calcário é formada pelas atividades de organismos vivos próximos aos recifes, mas os organismos responsáveis pela formação dos recifes mudaram ao longo do tempo geológico. Por exemplo, estromatólitos são estruturas em forma de monte em calcários antigos, interpretados como colônias de cianobactérias que acumularam sedimentos carbonáticos, mas estromatólitos são raros em calcários mais jovens. Os organismos precipitam o calcário diretamente como parte de seus esqueletos e indiretamente, removendo o dióxido de carbono da água pela fotossíntese e, assim, diminuindo a solubilidade do carbonato de cálcio.

O calcário mostra a mesma variedade de estruturas sedimentares encontradas em outras rochas sedimentares. No entanto, estruturas mais finas, como a laminação, são frequentemente destruídas pelas atividades escavadoras dos organismos (bioturbação). A laminação fina é característica do calcário formado em lagos de playa, que não possuem os organismos escavadores. Os calcários também apresentam características distintas, como estruturas geopétalas, que se formam quando conchas curvas assentam no fundo com a face côncava voltada para baixo. Isso aprisiona um espaço vazio que mais tarde pode ser preenchido por sparite. Os geólogos usam estruturas geopétalas para determinar qual direção estava no momento da deposição, o que nem sempre é óbvio com formações calcárias altamente deformadas.

A cianobactéria Hyella balani pode perfurar o calcário; assim como a alga verde Eugamantia sacculata e o fungo Ostracolaba implexa.

Montes de lama micríticos

Montes de lama micríticos são cúpulas subcirculares de calcita micrítica que carecem de estrutura interna. Exemplos modernos têm até várias centenas de metros de espessura e um quilômetro de diâmetro, e têm declives acentuados (com ângulos de inclinação de cerca de 50 graus). Eles podem ser compostos de peloides varridos por correntes e estabilizados por grama Thalassia ou manguezais. Os briozoários também podem contribuir para a formação de montes, ajudando a prender os sedimentos.

Montes de lama são encontrados em todo o registro geológico e, antes do início do Ordoviciano, eram o tipo de recife dominante em águas profundas e rasas. Esses montes de lama provavelmente são de origem microbiana. Após o aparecimento de organismos de recifes construtores de estruturas, os montes de lama foram restritos principalmente a águas mais profundas.

Recifes orgânicos

Os recifes orgânicos se formam em baixas latitudes em águas rasas, não mais do que alguns metros de profundidade. São estruturas complexas e diversas encontradas em todo o registro fóssil. Os organismos formadores responsáveis pela formação orgânica dos recifes são característicos de diferentes períodos geológicos: os arqueociatídeos apareceram no início do Cambriano; estes deram lugar a esponjas no final do Cambriano; sucessões posteriores incluíram estromatoporóides, corais, algas, briozoários e rudistas (uma forma de molusco bivalve). A extensão dos recifes orgânicos variou ao longo do tempo geológico, e eles provavelmente eram mais extensos no Devoniano médio, quando cobriam uma área estimada em 5.000.000 km² (1.900.000 sq mi). Isso é aproximadamente dez vezes a extensão dos recifes modernos. Os recifes do Devoniano foram construídos em grande parte por estromatoporóides e corais tabulados, que foram devastados pela extinção do Devoniano tardio.

Os recifes orgânicos normalmente têm uma estrutura interna complexa. Fósseis de corpo inteiro são geralmente abundantes, mas oóides e interclastos são raros no recife. O núcleo de um recife é tipicamente maciço e não acamado, e é cercado por um tálus que é maior em volume do que o núcleo. O tálus contém abundantes intraclastos e geralmente é floatstone, com 10% ou mais de grãos acima de 2mm de tamanho embutidos em matriz abundante, ou rudstone, que é principalmente grãos grandes com matriz esparsa. O tálus se transforma em lama planctônica carbonática de grão fino e depois lama não carbonática afastada do recife.

Paisagem calcária

O Cudgel de Hércules, uma pedra calcária alta na Polônia (Pieskowa Skała Castelo em segundo plano)

O cenote de Samulá em Valladolid, Yucatán, México

La Zaplaz formações nas montanhas Piatra Craiului, Romênia.

O calcário é parcialmente solúvel, especialmente em ácido e, portanto, forma muitas formas de relevo erosivas. Estes incluem pavimentos de calcário, buracos, cenotes, cavernas e desfiladeiros. Essas paisagens de erosão são conhecidas como cársticas. O calcário é menos resistente à erosão do que a maioria das rochas ígneas, mas mais resistente do que a maioria das outras rochas sedimentares. É, portanto, geralmente associado a colinas e terras baixas, e ocorre em regiões com outras rochas sedimentares, tipicamente argilosas.

As regiões cársticas que cobrem o leito rochoso de calcário tendem a ter menos fontes visíveis acima do solo (lagoas e riachos), pois a água superficial drena facilmente para baixo através das juntas no calcário. Ao drenar, a água e o ácido orgânico do solo lentamente (ao longo de milhares ou milhões de anos) aumentam essas rachaduras, dissolvendo o carbonato de cálcio e levando-o em solução. A maioria dos sistemas de cavernas é formada por rochas calcárias. O resfriamento das águas subterrâneas ou a mistura de diferentes águas subterrâneas também criará condições adequadas para a formação de cavernas.

Os calcários costeiros são frequentemente erodidos por organismos que perfuram a rocha por vários meios. Este processo é conhecido como bioerosão. É mais comum nos trópicos e é conhecido em todo o registro fóssil.

Faixas de calcário emergem da superfície da Terra em afloramentos rochosos e ilhas muitas vezes espetaculares. Os exemplos incluem o Rochedo de Gibraltar, o Burren no Condado de Clare, Irlanda; Malham Cove em North Yorkshire e na Ilha de Wight, Inglaterra; o Grande Orme no País de Gales; em Fårö perto da ilha sueca de Gotland, Niagara Escarpment no Canadá/Estados Unidos; Notch Peak em Utah; o Parque Nacional de Ha Long Bay, no Vietnã; e as colinas ao redor do rio Lijiang e da cidade de Guilin, na China.

As Florida Keys, ilhas ao largo da costa sul da Flórida, são compostas principalmente de calcário oolítico (as Lower Keys) e os esqueletos carbonáticos dos recifes de coral (as Upper Keys), que prosperaram na área durante os períodos interglaciais quando o nível do mar era maior do que atualmente.

Habitats únicos encontram-se nos alvares, extensões extremamente planas de calcário com finos mantos de solo. A maior extensão desse tipo na Europa é a Stora Alvaret, na ilha de Öland, na Suécia. Outra área com grandes quantidades de calcário é a ilha de Gotland, na Suécia. Enormes pedreiras no noroeste da Europa, como as do Monte São Pedro (Bélgica/Holanda), se estendem por mais de cem quilômetros.

Usos

Os Templos Megalíticos de Malta como.agar Qim são construídos inteiramente de calcário. Eles estão entre as estruturas autoportantes mais antigas da existência.

A Grande Pirâmide de Gizé, uma das Sete Maravilhas do Mundo Antigo tinha uma cobertura exterior feita inteiramente de calcário.

O calcário é uma matéria-prima que é usada globalmente de várias maneiras diferentes, incluindo construção, agricultura e como materiais industriais. O calcário é muito comum na arquitetura, principalmente na Europa e América do Norte. Muitos marcos em todo o mundo, incluindo a Grande Pirâmide e seu complexo associado em Gizé, no Egito, foram feitos de calcário. Tantos edifícios em Kingston, Ontário, Canadá foram, e continuam a ser, construídos a partir dele que é apelidado de 'Limestone City'. O calcário, metamorfoseado pelo calor e pela pressão, produz o mármore, que tem sido usado para muitas estátuas, edifícios e tampos de mesa de pedra. Na ilha de Malta, uma variedade de calcário denominada calcário Globigerina foi, durante muito tempo, o único material de construção disponível, sendo ainda muito utilizada em todo o tipo de edifícios e esculturas.

O calcário pode ser processado em várias formas, como tijolo, cimento, pó/triturado ou como enchimento. O calcário está prontamente disponível e é relativamente fácil de cortar em blocos ou entalhes mais elaborados. Os antigos escultores americanos valorizavam o calcário porque era fácil de trabalhar e bom para detalhes finos. Voltando ao período pré-clássico tardio (por volta de 200 a 100 aC), a civilização maia (México antigo) criou uma escultura refinada usando calcário por causa dessas excelentes propriedades de escultura. Os maias decoravam os tetos de seus edifícios sagrados (conhecidos como lintéis) e cobriam as paredes com painéis de calcário esculpidos. Esculpidas nessas esculturas estavam histórias políticas e sociais, e isso ajudava a comunicar as mensagens do rei ao seu povo. O calcário é duradouro e resiste bem à exposição, o que explica por que muitas ruínas de calcário sobrevivem. No entanto, é muito pesado (densidade 2,6), tornando-o impraticável para edifícios altos e relativamente caro como material de construção.

O calcário era mais popular no final do século 19 e início do século 20. Estações ferroviárias, bancos e outras estruturas daquela época eram feitas de calcário em algumas áreas. É usado como fachada em alguns arranha-céus, mas apenas em placas finas para cobertura, em vez de blocos sólidos. Nos Estados Unidos, Indiana, principalmente a área de Bloomington, há muito é uma fonte de calcário extraído de alta qualidade, chamado calcário de Indiana. Muitos edifícios famosos em Londres são construídos com calcário de Portland. As casas construídas em Odesa, na Ucrânia, no século 19, foram construídas principalmente em calcário e os extensos restos das minas agora formam as Catacumbas de Odesa.

O calcário também foi um bloco de construção muito popular na Idade Média nas áreas onde ocorreu, uma vez que é duro, durável e comumente ocorre em exposições de superfície facilmente acessíveis. Muitas igrejas e castelos medievais na Europa são feitos de calcário. A pedra de cerveja era um tipo popular de calcário para edifícios medievais no sul da Inglaterra.

Pedreira de calcário em Cedar Creek, Virginia, EUA
Pedreira calcária de Nordkalk em Pargas, Finlândia
Cortar blocos de calcário em uma pedreira em Gozo, Malta
calcário como material de construção
Limestone é usado em todo o mundo como material de construção.

O calcário é a matéria-prima para a produção de cal, conhecida principalmente por tratar solos, purificar água e fundir cobre. A cal é um importante ingrediente utilizado nas indústrias químicas. O calcário e (em menor grau) o mármore são reativos a soluções ácidas, tornando a chuva ácida um problema significativo para a preservação de artefatos feitos dessa pedra. Muitas estátuas de calcário e superfícies de edifícios sofreram danos graves devido à chuva ácida. Da mesma forma, o cascalho de calcário tem sido usado para proteger lagos vulneráveis à chuva ácida, atuando como um agente tampão de pH. Os produtos químicos de limpeza à base de ácido também podem corroer o calcário, que só deve ser limpo com um limpador neutro ou alcalino suave.

Uma placa de calcário com um mapa negativo de Moosburg na Baviera está preparada para uma impressão de litografia.

Saco plástico "feito principalmente de calcário"

Outros usos incluem:

É a matéria-prima para a fabricação de cal de cal (óxido de cálcio), cal esculpida (hidróxido de cálcio), cimento e argamassa.
calcário poliverizado é usado como um condicionador de solo para neutralizar solos ácidos (lima agrícola).
É esmagado para uso como agregado - a base sólida para muitas estradas, bem como em concreto asfalto.
Como um reagente na dessulfurização de gases de combustão, onde reage com dióxido de enxofre para o controle da poluição do ar.
Na fabricação de vidro, particularmente na fabricação de vidro de carbonato de sódio.
Como uma pasta de dentes aditiva, papel, plásticos, tinta, telhas e outros materiais como pigmento branco e um enchimento barato.
Como pó de rocha, para suprimir explosões de metano em minas subterrâneas de carvão.
Purificado, acrescenta-se ao pão e aos cereais como fonte de cálcio.
Como suplemento de cálcio na alimentação animal, como para aves de capoeira (quando aterrar).
Para remineralizar e aumentar a alcalinidade da água purificada para evitar a corrosão do tubo e restaurar os níveis essenciais de nutrientes.
Em fornos de explosão, calcário liga-se com sílica e outras impurezas para removê-los do ferro.
Ele pode ajudar na remoção de componentes tóxicos criados a partir de fábricas de queima de carvão e camadas de metais fundidos poluídos.

Muitas formações calcárias são porosas e permeáveis, o que as torna importantes reservatórios de petróleo. Cerca de 20% das reservas de hidrocarbonetos da América do Norte são encontradas em rochas carbonáticas. Os reservatórios de carbonato são muito comuns no Oriente Médio, rico em petróleo, e os reservatórios de carbonato detêm cerca de um terço de todas as reservas de petróleo do mundo. As formações calcárias também são fontes comuns de minérios metálicos, porque sua porosidade e permeabilidade, juntamente com sua atividade química, promovem a deposição de minério no calcário. Os depósitos de chumbo-zinco do Missouri e dos Territórios do Noroeste são exemplos de depósitos de minério hospedados em calcário.

Escassez

O calcário é uma importante matéria-prima industrial que está em constante demanda. Essa matéria-prima é essencial na indústria siderúrgica desde o século XIX. As empresas nunca tiveram escassez de calcário; no entanto, tornou-se uma preocupação à medida que a demanda continua a aumentar e continua em alta demanda hoje. As principais ameaças potenciais ao abastecimento no século XIX eram a disponibilidade e acessibilidade regional. As duas principais questões de acessibilidade eram o transporte e os direitos de propriedade. Outros problemas eram os altos custos de capital em usinas e instalações devido a regulamentações ambientais e a exigência de zoneamento e licenças de mineração. Esses dois fatores dominantes levaram à adaptação e seleção de outros materiais que foram criados e formados para projetar alternativas de calcário que atendessem às demandas econômicas.

O calcário foi classificado como matéria-prima crítica e, com potencial risco de desabastecimento, levou as indústrias a buscarem novos materiais alternativos e sistemas tecnológicos. Isso permitiu que o calcário deixasse de ser classificado como crítico, pois as substâncias de substituição aumentaram na produção; minério minette é um substituto comum, por exemplo.

Segurança e saúde ocupacional

O calcário em pó como aditivo alimentar é geralmente reconhecido como seguro e o calcário não é considerado um material perigoso. No entanto, a poeira de calcário pode ser um irritante respiratório e cutâneo leve, e a poeira que entra nos olhos pode causar abrasões na córnea. Como o calcário contém pequenas quantidades de sílica, a inalação de pó de calcário pode levar a silicose ou câncer.

Estados Unidos

A Occupational Safety and Health Administration (OSHA) definiu o limite legal (limite de exposição permitido) para a exposição ao calcário no local de trabalho como 15 mg/m³ (0,0066 gr/cu ft) de exposição total e 5 mg/m³ (0,0022 gr/cu ft) de exposição respiratória durante um dia de trabalho de 8 horas. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) estabeleceu um limite de exposição recomendado (REL) de 10 mg/m³ (0,0044 gr/cu ft) de exposição total e 5 mg/m³ (0,0022 gr/cu ft) de exposição respiratória durante um dia de trabalho de 8 horas.

Grafite

Remover graffiti de calcário desgastado é difícil porque é um material poroso e permeável. A superfície é frágil, portanto os métodos usuais de abrasão correm o risco de perda severa da superfície. Por ser uma pedra sensível a ácidos, alguns agentes de limpeza não podem ser usados devido a efeitos adversos.

Galeria

Uma seção estratiográfica de calcário ordoviciano exposto no Tennessee central, EUA As camas menos resistentes e mais finas são compostas de xisto. As linhas verticais são furos para explosivos usados durante a construção de estradas.
Foto e seção gravada de uma amostra de calcário fossilífero da Formação Kope (Ordoviciano Upper) perto de Cincinnati, Ohio, EUA.
calcário biosparita da Formação de Brassfield (Lower Silurian) perto de Fairborn, Ohio, EUA, mostrando grãos compostos principalmente de fragmentos crinoides
Uma pedra calcária nodular (septária) concrecionária no Jinshitan Coastal National Geopark, Dalian, China
Limestone do Lago Tai, usado em gongshi, uma arte de pedra chinesa
Camadas de calcário dobradas em Cascade Mountain em Provo Canyon, Utah
Fossils em calcário da região norte do Mar Negro
Distribuição de calcário em Ohio, de "Geografia de Ohio", 1923
Chalk é uma variedade de calcário. É um material mais macio e mais em pó.

Contenido relacionado

Más resultados...