Vápenec (hornina)
Z Wikipédie
| Vápenec | |
|---|---|
 |
|
| Vápenec s skamenelinami. | |
| Zaradenie | Usadená hornina |
| Hlavné minerály | kalcit |
| Akcesórie | dolomit, kremeň, sadrovec, pyrit, siderit, ... |
| Textúra | masívna, kryštalická, pórovitá |
| Farba/farby | biela, sivá |
| Hustota | 2,6-3 kg.dm-3 |
Vápenec je sedimentárna hornina tvoriaca spolu s dolomitom štyri pätiny všetkých sedimentov na povrchu Zeme. V prevažnej miere (nad 80 %) je zložená z uhličitanu vápenatého (CaCO3) či už vo forme kalcitu, alebo aragonitu. Ako prímesi sa vyskytujú dolomit, siderit, kremeň, ílové minerály a úlomky skamenelín. Čisté vápence sú biele (nazývajú sa krieda), rôzne prímesi ich zafarbujú do šeda, červena (oxidy železa), najmä ak sú vystavené zvetrávaniu.
Obsah |
[úprava] Rozdelenie
Vápence sa rozdeľujú podľa miesta vzniku na:
- plytkomorské vápence - vyskytujú sa len zriedkavo. Najznámejšou lokalitou je pobrežie Floridy a Bahám s dĺžkou pobrežnej línie 700 km a šírkou plytkovodnej zóny 300 km. Hĺbka vody tu nie je viac ako 10 m. Sedimenty sú zložené z vápencových pieskov, vzniknutých z úlomkov schránok, ktoré sú asociované s vápnitým bahnom. Inou lokalitou je pobrežie Austrálie - Veľký koralový útes.
- hlbokomorské vápence - rozdeľujú sa na dve skupiny: turbiditné a bazénové (pelagické) vápence. Prvá skupina nie je veľmi rozšírená, známa je skôr zo starších formácií. Vyskytujú sa na úpätiach pevninských okrajov morí, kde dochádza k zosúvaniu podmorských sedimentov na morskom svahu a ich prepracovávaniu turbulentnými prúdmi. Sedimentačné prostredie druhej skupiny (bazénových vápencov) sú v hlbokých oceánskych panvách, kde sa vápencové kaly sa ukladajú v hĺbkach 2 000 až 3 600 m. Vo väčších hĺbkach (cez 4 000 m) sa vápnité kaly opäť rozpúšťajú.
- vápence asociované s evaporitmi - malé akumulácie vápencov vznikajú aj pri odparovaní dočasných jazier v púštnych oblastiach. Vrstvy týchto hľuznatých, nerovnomerných vrstiev sa nazývajú kaliče a kalkrety. Ako akcesorické minerály tu vystupujú evapority, hlavne sadrovec a anhydrit.
- sladkovodné vápence (travertíny) - vznikajú v jazerách vo forme jazernej kriedy, čo je vlastne ílovo-vápnitý sediment. Ďaľším typom sladkovodných vápencov sú onkoidy produkované riasami so silne pórovitou textúrou. Posledným typom sú travertíny, ktoré vznikajú vyzrážaním z termálnych prameňov.
- eolické vápence - vznikajú vyvievaním zvetralinových úlomkov z koralových útesov na brehoch morí a následnom vytváraní spevnených vrstiev. Takéto vápence sa nazývajú aj eolianity.
[úprava] Vznik vápencov
Proces vzniku vápencov je niekoľkostupňový a prebieha v rôznych prostrediach od pripovrchových až po hlbšie. Pri premene kalcitového bahna na vápenec prebieha šesť základných procesov: cementácia, mikritizácia, neomorfóza, rozpúšťanie, kompakcia a dolomitizácia.
Zmeny začínajú ihneď po uložení, alebo už aj počas ukladania a prebiehajú v troch základných prostrediach:
- morskom - na morskom dne dochádza k cementácii a mikritizácii, pričom cementácia je charakteristická skôr pre aktívne prostredie a mikritizácia pre pokojné vody. V väčších hĺbkach dochádza naopak k rozpúšťaniu kalcitu. Rozpúšťanie závisí od stupňa nasýtenia vody kalcitom, pričom v studených vodách je toto nasýtenie menšie. Teda sklesajúcou hĺbkou sa znižuje. Pri tom platí postupnosť aragonit - kalcit. Intenzita rozpúšťania stúpa až po dosiahnutie karbonátovej kompenzačnej hladiny (CCD).
- podpovrchovom za pôsobenia spodných vôd - tzv. pripovrchová diagenéza. Vyvoláva ju sladká voda, pričom dochádza k rozpúšťaniu, cementácii a vzniku pôdy.
- za prekrytia inými sedimentami - dochádza ku kompakcii (spevneniu) vápencových vrstiev mechanickým stesnaním zŕn v štruktúre, alebo chemickými reakciami.
[úprava] Zloženie a vlastnosti
[úprava] Zloženie
Ako už bolo spomenuté vyššie, vápence sú v prevažnej miere tvorené kalcitom, príp. aragonitom. Kalcit sa podieľa na zložení primárnej aj sekundárnej zložky vápencov. Ak si horninotvorné organizmy svoje schránky stavajú z kalcitu, tento býva dosť čistý, v prípade aragonitu sa vyskytujú prímesi horčíka. Ak sú vysoké (viac ako 4 mol.% MgCO3), hovoríme o vysoko-magnéziovom kalcite. Vysoké obsahy Mg sú však v kalcite nestabilné, preto staršie, druhohorné vápence majú nízky obsah horčíka. Vysoko-magnéziové kalcity používajú na schránky napr. hlavonožce a koraly.
Aragonit je tiež nestabilný, mení sa na kalcit, preto ho obsahujú iba recentné vápence. Dolomit vo vápencoch primárne nie je prítomný, vzniká iba dôsledkom neskorších metasomatických procesov. Žiadne organické schránky nie sú tvorené dolomitom. Siderit je vo vápencoch vzácnou prímesou. Vyskytuje sa vo formáciách, v ktorých sú asociované vápence a sideritové železné rudy.
Z akcesorických minerálov má väčší význam iba kremeň, ktorý býva prítomný vo forme chalcedónových sferolitov. Z iných kremičitanov sa vyskytujú ílové minerály (illit a kaolinit) a živce. Ostatné minerály (fosfáty, glaukonit, sadrovec) nie sú bežnou akcesóriou a ich výskyt je daný špecifickými podmienkami pri sedimentácii.
Vápence sa skladajú zo štyroch komponentov:
- zŕn neorganického pôvodu (nazývajú sa aj ooidy alebo pisoidy). Ooidy sú sférické zrná a psioidy majú nepravidelný tvar. Vznikajú obrúsením pri transporte, resp. pri vyzrážaní v suchých (arídnych) podmienkach.
- zŕn organického pôvodu, (tzv. bioklastov). Predstavujú produkty organickej činnosti (úlomky lastúr, schránok, drobné guľovité útvary produkované riasami - onkoidy, atď.)
- mikritu - je to veľmi jemnozrnná vápnitá hmota, ktorá vypĺňa priestor medzi zrnami.
- cementu (alebo sparit). Cement je hrubozrný kalcit vypĺňajúci medzery medzi zrnami.
[úprava] Textúry a štruktúry
Vápence sú polygenetické horniny. Značná časť bola pôvodne mechanicky premiestnená a uložená podobne ako iné klastické sedimenty, iné boli zasa chemicky vyzrážané z vody. Preto sa ich textúrne znaky líšia. Prvá skupina má hydrodynamické textúry, kým druhá veľmi špecifické, závislé od prostredia.
Textúry formované hydrodynamickým režimom vznikajú rovnaké ako v klastických sedimentoch - šikmé zvrstvenie, gradačné zvrstvenie, znaky na povrchu. Paleokrasové povrchy vznikajú pri rozpúšťaní spodnými vodami. Vytvárajú sa nepravidelné, kavenózne povrchy s dutinami.
Fenestrálne textúry je všeobecný názov pre dutiny v karbonátoch, vyplnené sparitom. Laminované textúry majú panplanárne usporiadané dutinky. Okaté textúry, obsahujú nepravidelné hniezda, vyplnené sparitom (tzv. očká). Stromatakisy vznikajú v plytkých vodách a majú veľké nepravidelné dutiny. Hľuznaté textúry vznikajú v plytkovodných vápencoch - sú to vlastne stopy po vŕtaní živočíchmi.
[úprava] Vlastnosti
Vápenec, keďže je tvorený kalcitom, má dosť podobné vlastnosti: približne rovnakú tvrdosť, dobrú rozpustnosť v kyselinách za uvoľnovania CO2. Rozpúšťa sa aj vo vode s obsahom CO2 za vzniku hydrogenuhličitanu vápenatého (Ca(HCO3)2). Tento jav je príčinou vzniku krasových fenoménov, ako sú jaskyne, závrty, škrapy a iné.
[úprava] Výskyt
Vápence sú veľmi rozšírené po celom svete, vo všetkých geologických formáciách (vápence z série Bulawayan v Južnej Afrike sú staré až 2,6 mld. rokov). Vačšina súčasných vápencov sa nachádza v tropickom, alebo v subtropickom pásme.
[úprava] Kras
Kras je názov pre územie tvorené vápencami, kde došlo vplyvom eróznych činiteľov k odstráneniu zvetralinového plášťa a obnaženiu skalných masívov. Vplyvom chemického zvetrávania tu dochádza k narúšaniu pôvodnej geologickej stavby a vytvoreniu typyckých útvarov pre kras. Tieto sa delia na primárne a sekundárne. Primárne sú:
Sekundárne:
- stalagmity
- stalaktity
- stalagnáty
- brčká
[úprava] Slovensko
Na Slovensku sa vápence vyskytujú vo viacerých pohoriach (často tvoria celé masívy). Sú prevažne druhohorného veku (triasové, jurské a kriedové). Vyskytujú sa v Slovenskom krase a v bradlovom pásme. Zo štvrtohôr sú významné výskyty sladkovodných vápencov a travertínov.
[úprava] Použitie
Vápenec má široké využitue v priemysle. Pre jeho relatívnu mäkkosť je dobre opracovateľný, tak sa využíva ako obkladový kameň na budovy (hlavne koncom 19 a na začiatku 20. storočia). Problémom je však jeho reaktivita s kyselinami, čo sa prejavuje poškodením fasád budov kyslými dažďami. Z vápenca sa vyrába cement. V stavebníctve sa používa jeho drvina na podklad ciest, železničných tratí.
Po tepelnej úprave - vypálení a zahasení aj ako základná zložka malty. Rozomletý sa používa aj v poľnohospodárstve na neutralizáciu kyslých pôd. Ďaľšie využitie majú aj vápencové masívy - môžu slúžiť ako rezervoáre ropy.
[úprava] Pozri aj
- Zoznam hornín
