Contenu
- Qu'est-ce que la caliche?
- À quoi ressemble Caliche?
- Comment se forme Caliche?
- Problèmes et utilisations de caliche
Caliche: Ce spécimen de caliche est composé de fragments de roche arrondis et de sédiments fins, liés par un ciment de carbonate de calcium.
Qu'est-ce que la caliche?
"Caliche" est une couche peu profonde de sol ou de sédiment dans laquelle les particules ont été cimentées par la précipitation de matières minérales dans leurs espaces interstitiels. Le ciment est généralement du carbonate de calcium; cependant, des ciments de carbonate de magnésium, de gypse, de silice, d'oxyde de fer et une combinaison de ces matériaux sont connus.
Caliche Horizon: Une caliche de plus d'un mètre d'épaisseur avec une minéralisation plus lourde en haut et décroissante. Photo USGS d'un affleurement dans le comté de Mohave, en Arizona.
La caliche est une caractéristique commune des zones arides ou semi-arides du monde entier. Aux États-Unis, la caliche est un gisement connu dans de nombreuses régions du sud-ouest, notamment en Arizona, en Californie, au Nevada, au Nouveau-Mexique et au Texas. La caliche est associée à des problèmes tels qu'un drainage insuffisant du sol, des conditions de sol difficiles pour la croissance des plantes et des problèmes d'excavation sur les chantiers de construction. À certains endroits, il existe plusieurs couches de caliches anciennes dans le sous-sol.
Le nom "caliche" provient d'un mot espagnol qui désigne les matériaux poreux cimentés par du carbonate de calcium. Le nom est utilisé pour désigner un morceau du matériau ou la couche à partir de laquelle il a été cassé, ou le ciment lui-même qui lie les matériaux ensemble. Caliche est connu sous de nombreux autres noms, les plus courants étant calcrète, terre cuite, terre dure et sol calcique.
"Conglomérat de Caliche": Un rocher de type conglomérat constitué de graviers cimentés à la caliche. Photo USGS prise dans la région des montagnes Providence, comté de San Bernardino, Californie.
À quoi ressemble Caliche?
Les couleurs typiques des caliches sont le blanc, le gris, le brun et le brun rougeâtre. Une caliche bien développée peut avoir une apparence qui ressemble à celle d'un conglomérat, d'une brèche, d'une coquine ou d'un grès si les particules cimentées sont du type et de la taille appropriés. La caliche peut être un matériau très dur, dense, lourd et durable si elle est fermement liée par un ciment qui remplit complètement les vides interstitiels entre les particules de sol ou de sédiment. Il peut également s'agir d'un matériau fragile et friable s'il est mal cimenté.
Dans les excavations et les affleurements, une caliche bien développée se présente généralement sous la forme d'un sédiment compétent, bien cimenté, ou d'un sol avec un matériau friable en vrac en dessous. Parfois, il est recouvert de matériaux de surface non cimentés. Les racines des plantes peuvent ne pas pénétrer dans une caliche bien développée.
"Terrasses caliches": Des graviers caliches-cimentés forment les "casquettes" horizontales plates et résistantes des terrasses du Pléistocène, situées au bord du lavoir à sec moderne qui traverse la zone représentée sur cette photo. Les montagnes au loin sont composées principalement de calcaires paléozoïques et de dolomites. L'altération atmosphérique de ces roches a fourni une grande partie du carbonate de calcium qui a permis la formation de caliches dans la vallée.
Comment se forme Caliche?
Caliche a une diversité d'origines. Le processus principal de formation de la caliche commence lorsque le carbonate de calcium est lessivé des horizons supérieurs du sol par des solutions percolantes. Le carbonate de calcium dissous pourrait également être livré sur le site dans les eaux de ruissellement, puis s'infiltrer dans le sol. Le carbonate de calcium précipite ensuite dans un horizon de sol plus profond pour former la couche de caliche.
Au début, le carbonate de calcium précipite sous forme de petits grains ou de fines couches sur les grains de sédiment ou les particules de sol. À mesure que les revêtements s'épaississent, les grains adjacents seront cimentés ensemble et des nodules constitués de plusieurs grains et de leur ciment environnant se formeront. À mesure que la cimentation se poursuit, une couche continue de sous-surface peut se former.
À un stade avancé, une couche de caliche solide peut se développer. Celles-ci peuvent devenir si denses et imperméables qu'elles peuvent résister à la percolation de l'eau vers le bas et à l'érosion par le vent ou l'eau. La couche de caliche a généralement une densité plus élevée au sommet et diminue vers le bas. La formation avancée de caliches peut produire une couche de plus d’un mètre d’épaisseur et une étendue latérale de plusieurs centaines de kilomètres carrés ou plus.
Certaines caliches se forment par le mouvement ascendant de l'eau par capillarité. À mesure que l'eau s'évapore, les matières dissoutes précipitent et, avec le temps, peuvent cimenter le sol ou les sédiments.
La caliche peut également se former sous une végétation qui extrait l'eau du sol et la transpire dans l'atmosphère. Lorsque de grandes quantités d'eau sont extraites par les plantes, les matières minérales que les plantes ne retirent pas se concentrent dans les eaux souterraines. Lorsque la concentration devient suffisamment élevée ou que l’évaporation se produit, les précipitations commencent et peuvent se former avec le temps.
Affleurement de caliche: Un caliche affleurant près de Sulphur Springs Draw, au Texas. Ce gisement pléistocène / pliocène contient des minéraux uranium-vanadate. Photo USGS par Susan Hall. Agrandir l'image.
Problèmes et utilisations de caliche
La présence de caliche dans un sol ou un sédiment a de nombreuses implications pratiques. Ceux-ci pourraient inclure:
- La caliche peut constituer une barrière contre l'infiltration d'eau vers le bas.
- La caliche peut constituer une barrière à l'érosion causée par le vent ou l'eau. Lorsqu'elle est percée, l'érosion vers le bas peut être rapide, canalisée et grave.
- Caliche peut être extrêmement durable et poser des problèmes sur les chantiers de construction.
Pierres précieuses et minerais métalliques à Caliche: La caliche peut être une roche hôte pour une variété de minéraux secondaires, notamment des minerais métalliques et des matières premières. La photo ci-dessus montre des oxydes d'uranium jaunes trouvés près du gisement d'uranium Sulphur Springs Draw, dans le comté de Martin, dans l'ouest du Texas. Photographie de la United States Geological Survey.
- Les couches de caliche dans les sédiments en terrasses peuvent fortement influer sur la topographie.
- Les couches de caliche dans les aquifères peuvent entraîner un écoulement stratifié des eaux souterraines.
- Le développement de Caliche peut incorporer de l’or, des pierres précieuses et d’autres minéraux précieux.
- La porosité de la caliche peut servir de site de dépôt de précieux minéraux secondaires, notamment des minerais d’uranium et de vanadium, ainsi que de matériaux précieux tels que la turquoise et la malachite.
- Les dépôts de caliche sont parfois corrélés et utilisés comme marqueurs d'âge et stratigraphiques relatifs.
- Le développement de la caliche indique un intervalle de temps de stabilité tectonique, sédimentaire, érosionnelle et hydrologique.
- La caliche est souvent un défi pour l'agriculture. Il nuit au bon drainage du sol et à la formation des racines des plantes. Il peut également contenir des minéraux solubles qui ne sont pas bénéfiques pour les plantes.
- La caliche est parfois concassée et utilisée comme remblai, agrégat ou comme matière première pour la fabrication du ciment Portland. Il est généralement utilisé lorsque des matériaux de qualité supérieure ne sont pas disponibles ou lorsque des matériaux de qualité minimale sont suffisants.