กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 21 นาที

หินปูน

หินปูน เป็น หินตะกอนคาร์บอเนต ชนิดหนึ่งซึ่งเป็นแหล่งหลักของปูนขาวประกอบด้วยแร่แคลไซต์และอาราโกไนต์เป็นส่วนใหญ่ซึ่งเป็นรูปแบบผลึกที่แตกต่างกันของแคลเซียมคาร์บอเนตCaCO₃หินปูนเกิดขึ้น...

หินปูน

หน้าเว็บได้รับการป้องกันบางส่วน

หินปูน
หินตะกอน
เนินหินปูนในเขตอนุรักษ์ธรรมชาติตอร์กัล เด อันเตเกรา เมือง มาลากาประเทศสเปน
องค์ประกอบ
แคลเซียมคาร์บอเนต : แคลไซต์ ผลึกอนินทรีย์ หรือสารแคลเซียมอินทรีย์

หินปูน เป็น หินตะกอนคาร์บอเนต ชนิดหนึ่งซึ่งเป็นแหล่งหลักของปูนขาวประกอบด้วยแร่แคลไซต์และอาราโกไนต์เป็นส่วนใหญ่ซึ่งเป็นรูปแบบผลึกที่แตกต่างกันของแคลเซียมคาร์บอเนตCaCO₃หินปูนเกิดขึ้นเมื่อแร่เหล่านี้ตกตะกอนออกจากน้ำที่มีแคลเซียม ละลายอยู่ กระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งทางชีวภาพและไม่ใช่ทางชีวภาพ แม้ว่ากระบวนการทางชีวภาพ เช่น การสะสมของปะการังและเปลือกหอยในทะเล น่าจะมีบทบาทสำคัญมากกว่าในช่วง 540 ล้านปีที่ผ่านมา[ 1 ] [ 2 ]หินปูนมักมีฟอสซิลซึ่งให้ข้อมูลแก่นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมโบราณและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต[ 3 ]

หินตะกอนประมาณ 20% ถึง 25% เป็นหินคาร์บอเนต และส่วนใหญ่เป็นหินปูน[ 4 ] [ 3 ]หินคาร์บอเนตที่เหลือส่วนใหญ่เป็นโดโลไมต์ ซึ่งเป็นหินที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด โดยมีแร่ โดโลไมต์ CaMg ( CO 3 ) 2ในปริมาณสูง หินปูนแมกนีเซียมเป็นคำที่ล้าสมัยและนิยามไม่ชัดเจน ซึ่งใช้เรียกโดโลไมต์ หินปูนที่มีโดโลไมต์จำนวนมาก ( หินปูนโดโลไมต์ ) หรือหินปูนชนิดอื่น ๆ ที่มีแมกนีเซียม ในปริมาณมาก [ 5 ]หินปูนส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมทางทะเล ตื้น เช่นชั้นทวีปหรือแท่นทวีป แม้ว่าจะมีปริมาณน้อยกว่าที่ก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมอื่น ๆ อีกมากมาย โดโลไมต์ส่วนใหญ่เป็นโดโลไมต์ทุติยภูมิ ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของหินปูน[ 6 ] [ 7 ]หินปูนปรากฏให้เห็นเป็นบริเวณกว้างบนพื้นผิวโลก และเนื่องจากหินปูนละลายได้ เล็กน้อย ในน้ำฝน บริเวณเหล่านี้จึงมักถูกกัดเซาะจนกลายเป็นภูมิประเทศ แบบคาร์สต์ ระบบ ถ้ำส่วนใหญ่พบอยู่ในชั้นหินปูน

หินปูนมีประโยชน์มากมาย เช่น ใช้เป็นวัตถุดิบ ทางเคมี ในการผลิตปูนขาวที่ใช้สำหรับซีเมนต์ (ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของคอนกรีต ) ใช้เป็นวัสดุผสมสำหรับฐานถนน ใช้เป็นเม็ดสีขาวหรือสารเติมเต็มในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ยาสีฟันหรือสี ใช้เป็นสารปรับปรุงดินและเป็นวัสดุตกแต่งที่นิยมใช้ในสวนหิน หินปูนมีปริมาณปิโตรเลียมประมาณ 30% ของ แหล่งกักเก็บปิโตรเลียมทั่วโลก[ 3 ]

คำอธิบาย

แหล่งหินปูนแห่งนี้ในพื้นที่หินปูนคาร์สต์ของเทือกเขาแอลป์ไดนาริกใกล้เมืองซินจ์ประเทศโครเอเชียก่อตัวขึ้นในยุคอีโอซีน

หินปูนส่วนใหญ่ประกอบด้วยแร่แคลไซต์และอาราโกไนต์ซึ่งเป็นรูปแบบผลึก ที่แตกต่างกัน ของแคลเซียมคาร์บอเนต ( CaCO3 ) โดโลไมต์ CaMg (CO3 ) 2 เป็นแร่ที่ไม่พบมากนักในหินปูน และไซเดอไรต์หรือแร่คาร์บอเนต อื่นๆ ก็หายาก อย่างไรก็ตาม แคลไซต์ในหินปูนมักมี แมกนีเซียมอยู่ไม่กี่เปอร์เซ็นต์แคลไซต์ในหินปูนแบ่งออกเป็นแคลไซต์แมกนีเซียมต่ำและแคลไซต์แมกนีเซียมสูง โดยมีเส้นแบ่งอยู่ที่องค์ประกอบของแมกนีเซียม 4% แคลไซต์แมกนีเซียมสูงยังคงรักษาสภาพโครงสร้างแร่แคลไซต์ไว้ ซึ่งแตกต่างจากโดโลไมต์ อาราโกไนต์มักไม่มีแมกนีเซียมในปริมาณมาก[ 8 ]โดยทั่วไปแล้วหินปูนส่วนใหญ่ค่อนข้างบริสุทธิ์ทางเคมี โดยมีตะกอนคลาสติก (ส่วนใหญ่เป็น ควอตซ์เม็ดละเอียดและแร่ดินเหนียว ) ประกอบขึ้นเป็น องค์ประกอบน้อยกว่า 5% [ 9 ]ถึง 10% [ 10 ]โดยทั่วไปแล้วสารอินทรีย์จะประกอบขึ้นเป็นหินปูนประมาณ 0.2% และแทบจะไม่เกิน 1% [ 11 ]

หินปูนมักมี ซิลิกาในปริมาณที่แตกต่างกันในรูปของเชิร์ตหรือเศษโครงกระดูกซิลิกา (เช่นหนามฟองน้ำไดอะตอมหรือเรดิโอลาเรียน ) [ 12 ]ฟอสซิลก็พบได้ทั่วไปในหินปูนเช่นกัน[ 3 ]

หินปูนโดยทั่วไปมีสีขาวถึงเทา หินปูนที่มีอินทรียวัตถุสูงผิดปกติอาจมีสีเกือบดำ ในขณะที่ธาตุเหล็กหรือแมงกานีสในปริมาณเล็กน้อยอาจทำให้หินปูนมีสีขาวนวล เหลือง หรือแดง ความหนาแน่นของหินปูนขึ้นอยู่กับความพรุน ซึ่งแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.1% สำหรับหินปูนที่หนาแน่นที่สุดไปจนถึง 40% สำหรับชอล์ก ความหนาแน่นจึงอยู่ในช่วง 1.5 ถึง 2.7 กรัม/ซม³แม้ว่าจะค่อนข้างอ่อน โดยมีความแข็งโมห์สอยู่ที่ 2 ถึง 4 แต่หินปูนที่หนาแน่นสามารถมีความแข็งแรงในการบดอัดได้ถึง 180 MPa [ 13 ] เมื่อเปรียบเทียบกันแล้วคอนกรีตโดยทั่วไปมีความแข็งแรงในการบดอัดประมาณ 40 MPa [ 14 ]

แม้ว่าหินปูนจะมีความแปรผันน้อยในองค์ประกอบแร่ธาตุ แต่ก็มีความหลากหลายมากในเนื้อสัมผัส[ 15 ]อย่างไรก็ตาม หินปูนส่วนใหญ่ประกอบด้วยเม็ดขนาดเท่าทรายในเมทริกซ์โคลนคาร์บอเนต เนื่องจากหินปูนมักมีต้นกำเนิดทางชีวภาพและมักประกอบด้วยตะกอนที่สะสมอยู่ใกล้กับบริเวณที่ก่อตัว การจำแนกประเภทของหินปูนจึงมักขึ้นอยู่กับชนิดของเม็ดและปริมาณโคลน[ 9 ]

ธัญพืช

โออยด์จากชายหาดบนเกาะจูลเตอร์สเคย์ประเทศบาฮามาส
โออยด์ในหินปูนของชั้นหินคาร์เมล (ยุคจูราสสิกตอนกลาง) ทางตะวันตกเฉียงใต้ของรัฐยูทาห์
ภาพตัดขวางของ หินปูน ยุคจูราสสิก ตอนกลาง ในรัฐยูทาห์ ตอนใต้ สหรัฐอเมริกา เม็ดกลมๆ คือโอออยด์โดยเม็ดที่ใหญ่ที่สุดมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 มิลลิเมตร (0.05 นิ้ว) หินปูนนี้เป็นโอสปาไรต์

เม็ดส่วนใหญ่ในหินปูนเป็นเศษโครงกระดูกของสิ่งมีชีวิตในทะเล เช่นปะการังหรือฟอรามินิเฟอรา [ 16 ] สิ่งมีชีวิตเหล่านี้หลั่งโครงสร้างที่ทำจากอะราโกไนต์หรือแคลไซต์ และทิ้งโครงสร้างเหล่านี้ไว้เมื่อพวกมันตาย เม็ดคาร์บอเนตอื่นๆ ที่ประกอบเป็นหินปูน ได้แก่โอออยด์เพลอยด์และไลม์คลาสต์ ( อินทราคลาสต์และเอ็กซ์ทราคลาสต์ ) [ 17 ]

องค์ประกอบของเม็ดโครงกระดูกสะท้อนถึงสิ่งมีชีวิตที่สร้างพวกมันขึ้นมาและสภาพแวดล้อมที่พวกมันถูกสร้างขึ้น[ 18 ] เม็ดโครงกระดูก แคลไซต์แมกนีเซียมต่ำเป็นลักษณะเฉพาะของแบรคิโอ พอดที่มีข้อต่อ ฟอรามินิเฟอราแพลงก์ตอน (ลอยอิสระ) และ คอคโคลิธเม็ดโครงกระดูกแคลไซต์แมกนีเซียมสูงเป็นลักษณะเฉพาะของฟอรามินิเฟอราเบนทิก (อาศัยอยู่ก้นทะเล) เอคิโนเดอร์มและสาหร่ายปะการังเม็ดโครงกระดูกอะราโกไนต์เป็นลักษณะเฉพาะของหอยสาหร่ายสีเขียวที่มีแคลเซียม ส โตรมาโตพอรอยด์ปะการังและหนอนท่อเม็ดโครงกระดูกยังสะท้อนถึงยุคทางธรณีวิทยาและสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจงอีกด้วย ตัวอย่างเช่น อนุภาคปะการังมักพบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมที่มีพลังงานสูง (ซึ่งมีลักษณะเป็นกระแสน้ำแรงและความปั่นป่วน) ในขณะที่อนุภาคไบรโอซัวมักพบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมที่มีพลังงานต่ำ (ซึ่งมีลักษณะเป็นน้ำนิ่ง) [ 19 ]

โอออยด์ (บางครั้งเรียกว่า โอโอลิธ) เป็นเม็ดขนาดเท่าทราย (เส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 2 มม.) ประกอบด้วยแคลไซต์หรืออาราโกไนต์หนึ่งชั้นหรือมากกว่านั้นล้อมรอบเม็ดควอตซ์หรือเศษแร่คาร์บอเนตตรงกลาง ซึ่งน่าจะเกิดจากการตกตะกอนโดยตรงของแคลเซียมคาร์บอเนตลงบนโอออยด์ พิโซลิธมีลักษณะคล้ายกับโอออยด์ แต่มีขนาดใหญ่กว่า 2 มม. ในเส้นผ่านศูนย์กลางและมักมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ หินปูนที่ประกอบด้วยโอออยด์เป็นส่วนใหญ่เรียกว่าโอโอไลต์หรือบางครั้ง เรียกว่า หินปูนโอโอไลต์ โอออยด์เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีพลังงานสูง เช่น แท่นบาฮามา และโอโอไลต์มักแสดงการวางตัวแบบเฉียงและลักษณะอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสะสมตัวในกระแสน้ำแรง[ 20 ] [ 21 ]

ออนโคลิธมีลักษณะคล้ายโอออยด์ แต่แสดงโครงสร้างภายในแบบรัศมีแทนที่จะเป็นแบบชั้น ซึ่งบ่งชี้ว่าเกิดจากสาหร่ายในสภาพแวดล้อมทางทะเลปกติ[ 20 ]

เพลอยด์เป็นเม็ดคาร์บอเนตไมโครคริสตัลไลน์ที่ไม่มีโครงสร้าง ซึ่งอาจเกิดจากกระบวนการต่างๆ มากมาย[ 22 ]เชื่อกันว่าหลายชนิดเป็นเม็ดอุจจาระที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิตในทะเล บางชนิดอาจเกิดจากสาหร่ายที่เจาะหิน[ 23 ]หรือจุลินทรีย์อื่นๆ[ 24 ]หรือเกิดจากการสลายตัวของเปลือกหอย[ 25 ]เพลอยด์นั้นยากที่จะมองเห็นในตัวอย่างหินปูน ยกเว้นในส่วนตัดบางๆ และพบได้น้อยในหินปูนโบราณ อาจเป็นเพราะการอัดตัวของตะกอนคาร์บอเนตทำให้เพลอยด์แตกตัว[ 23 ]

ไลม์คลาสต์คือเศษหินปูนที่มีอยู่หรือ ตะกอนคาร์บอเนต ที่แข็งตัว บางส่วน อินทราคลาสต์คือไลม์คลาสต์ที่มีต้นกำเนิดใกล้กับบริเวณที่ตกตะกอนในหินปูน ในขณะที่เอ็กซ์ทราคลาสต์มาจากนอกพื้นที่ตกตะกอน อินทราคลาสต์รวมถึงเกรปสโตนซึ่งเป็นกลุ่มของเพลอยด์ที่เชื่อมติดกันด้วยวัสดุอินทรีย์หรือซีเมนต์แร่ เอ็กซ์ทราคลาสต์พบได้ไม่บ่อย มักจะมาพร้อมกับตะกอนคลาสต์อื่นๆ และบ่งชี้ถึงการตกตะกอนในพื้นที่ที่มีกิจกรรมทางธรณีวิทยาหรือเป็นส่วนหนึ่งของกระแสน้ำขุ่น[ 26 ]

โคลน

เม็ดของหินปูนส่วนใหญ่ฝังอยู่ในเมทริกซ์ของโคลนคาร์บอเนต ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุดของหินคาร์บอเนตโบราณ[ 23 ]โคลนที่ประกอบด้วยผลึกแต่ละเม็ดที่มีความยาวน้อยกว่า 5 ไมโครเมตร (0.20 มิลลิเมตร) เรียกว่าไมไครต์ [ 27 ] ในโคลนคาร์บอเนตสด ไมไครต์ส่วนใหญ่เป็นเข็มอะราโกไนต์ขนาดเล็ก ซึ่งอาจตกตะกอนโดยตรงจากน้ำทะเล[ 28 ]ถูกขับออกมาจากสาหร่าย[ 29 ]หรือเกิดจากการสึกกร่อนของเม็ดคาร์บอเนตในสภาพแวดล้อมที่มีพลังงานสูง[ 30 ]สิ่งนี้จะเปลี่ยนเป็นแคลไซต์ภายในไม่กี่ล้านปีของการสะสม การตกผลึกใหม่ของไมไครต์เพิ่มเติมจะทำให้เกิดไมโครสปาร์ซึ่งมีเม็ดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 5 ถึง 15 ไมโครเมตร (0.20 ถึง 0.59 มิลลิเมตร) [ 28 ]

หินปูนมักมีผลึกแคลไซต์ขนาดใหญ่ ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 20 ถึง 100 ไมโครเมตร (0.79 ถึง 3.94 มิลลิเมตร) ซึ่งเรียกว่าแคลไซต์สปาร์รีหรือสปาไรต์สปาไรต์แตกต่างจากไมไครต์ตรงที่มีขนาดเม็ดใหญ่กว่า 20 ไมโครเมตร (0.79 มิลลิเมตร) และเนื่องจากสปาไรต์สามารถมองเห็นได้ชัดเจนภายใต้แว่นขยายหรือในภาคตัดขวางบางๆ ในรูปผลึกสีขาวหรือโปร่งใส สปาไรต์แตกต่างจากเม็ดคาร์บอเนตตรงที่ไม่มีโครงสร้างภายในและมีรูปร่างผลึกที่เป็นลักษณะเฉพาะ[ 31 ]

นักธรณีวิทยาระมัดระวังในการแยกแยะระหว่างสปาไรต์ที่ตกตะกอนเป็นซีเมนต์และสปาไรต์ที่เกิดจากการตกผลึกใหม่ของไมไครต์หรือเม็ดคาร์บอเนต ซีเมนต์สปาไรต์น่าจะตกตะกอนในช่องว่างระหว่างเม็ด ซึ่งบ่งชี้ถึงสภาพแวดล้อมการตกตะกอนที่มีพลังงานสูงที่กำจัดโคลนคาร์บอเนต สปาไรต์ที่ตกผลึกใหม่ไม่ใช่ตัวบ่งชี้สภาพแวดล้อมการตกตะกอน[ 31 ]

ลักษณะอื่นๆ

หน้าผา Beachy Headประกอบด้วยหินปูน

หินปูนสามารถจำแนกได้ในภาคสนามจากความอ่อนนุ่ม (แคลไซต์และอาราโกไนต์มีความแข็งตามมาตราโมห์น้อยกว่า 4 ซึ่งต่ำกว่าแร่ซิลิเกตทั่วไปมาก) และเนื่องจากหินปูนจะเกิดฟองอย่างรุนแรงเมื่อหยดกรดไฮโดรคลอริกเจือจางลงไป โดโลไมต์ก็อ่อนนุ่มเช่นกัน แต่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกเจือจางเพียงเล็กน้อย และมักจะผุพังจนมีสีเหลืองน้ำตาลหมองๆ อันเป็นเอกลักษณ์เนื่องจากมีเหล็กเฟอร์รัสอยู่ ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาและออกซิไดซ์เมื่อโดโลไมต์ผุพัง[ 9 ]สิ่งเจือปน (เช่นดินเหนียวทราย ซากอินทรีย์เหล็กออกไซด์และวัสดุอื่นๆ) จะทำให้หินปูนมีสีที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นผิว ที่ผุพัง

องค์ประกอบของหินคาร์บอเนตที่โผล่ขึ้นมาสามารถประเมินได้ในภาคสนามโดยการกัดผิวหน้าด้วยกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง ซึ่งจะกัดแคลไซต์และอาราโกไนต์ออกไป เหลือไว้เพียงเม็ดซิลิกาหรือโดโลไมต์ ซึ่งสามารถระบุได้จากรูปร่างรูปทรงสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน[ 9 ]

ผลึกแคลไซต์ควอตซ์โดโลไมต์หรือแบไรต์ อาจเรียงตัวอยู่ ในโพรงเล็กๆ ( โพรง ) ในหิน โพรงเป็นรูปแบบหนึ่งของรูพรุนทุติยภูมิ ซึ่งเกิดขึ้นในหินปูนที่มีอยู่เดิมเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมที่ทำให้แคลไซต์ละลายได้มากขึ้น[ 32 ]

หินปูนที่มีความหนาแน่นสูงและมีขนาดใหญ่บางครั้งเรียกว่า "หินอ่อน" ตัวอย่างเช่น"หินอ่อน" Portoro ที่มีชื่อเสียง ของอิตาลีนั้นแท้จริงแล้วเป็นหินปูนสีดำที่มีความหนาแน่นสูง[ 33 ]หินอ่อนแท้เกิดจากการตกผลึกใหม่ของหินปูนในระหว่างการเปลี่ยนแปลง ทางธรณีวิทยาในระดับภูมิภาค ที่เกิดขึ้นพร้อมกับกระบวนการสร้างภูเขา ( การเกิดภูเขา ) หินอ่อนแท้แตกต่างจากหินปูนที่มีความหนาแน่นสูงตรงที่มีเนื้อผลึกหยาบและมีการก่อตัวของแร่ธาตุที่โดดเด่นจากซิลิกาและดินเหนียวที่มีอยู่ในหินปูนดั้งเดิม[ 34 ]

การจำแนกประเภท

ระเบียงหินปูนทราเวอร์ตินแห่งปามุกคาเลประเทศตุรกี
ลักษณะหินปูนใน ถ้ำ ลูเรย์ (Luray Caverns)ทางตอนเหนือของหุบเขาเชนันโดอา (Shenandoah Valley)

มีระบบการจำแนกประเภทหลักสองระบบ ได้แก่ ระบบของ Folk และระบบของ Dunham ซึ่งใช้ในการระบุชนิดของหินคาร์บอเนตที่เรียกรวมกันว่าหินปูน

การจำแนกประเภทพื้นบ้าน

Robert L. Folkได้พัฒนาระบบการจำแนกประเภทที่เน้นองค์ประกอบโดยละเอียดของเม็ดแร่และวัสดุแทรกในหินคาร์บอเนตเป็น หลัก [ 35 ]โดยพิจารณาจากองค์ประกอบแล้ว มีส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่ อัลโลเคม (เม็ดแร่) เมทริกซ์ (ส่วนใหญ่เป็นไมไครต์) และซีเมนต์ (สปาไรต์) ระบบของ Folk ใช้ชื่อสองส่วน ส่วนแรกหมายถึงเม็ดแร่ และส่วนที่สองหมายถึงซีเมนต์ ตัวอย่างเช่น หินปูนที่ประกอบด้วยโอออยด์เป็นส่วนใหญ่ โดยมีเมทริกซ์ที่เป็นผลึก จะถูกเรียกว่าโอโอสปาไรต์ การมีกล้องจุลทรรศน์แบบเพโทรกราฟิก จะช่วยได้มาก เมื่อใช้ระบบของ Folk เพราะจะช่วยให้ระบุส่วนประกอบที่มีอยู่ในแต่ละตัวอย่างได้ง่ายขึ้น[ 36 ]

การจำแนกประเภทของดันแฮม

Robert J. Dunham ได้ตีพิมพ์ระบบของเขาสำหรับหินปูนในปี 1962 ระบบนี้เน้นที่โครงสร้างการตกตะกอนของหินคาร์บอเนต Dunham แบ่งหินออกเป็นสี่กลุ่มหลักตามสัดส่วนสัมพัทธ์ของอนุภาคเศษหินหยาบ โดยพิจารณาจากเกณฑ์ต่างๆ เช่น เม็ดหินเดิมสัมผัสกันหรือไม่ และจึงสามารถคงรูปได้เอง หรือหินนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการมีโครงสร้างและแผ่นสาหร่าย แตกต่างจากระบบของ Folk ระบบของ Dunham พิจารณาถึงความพรุนดั้งเดิมของหิน ระบบของ Dunham มีประโยชน์มากกว่าสำหรับตัวอย่างหิน เนื่องจากระบบนี้พิจารณาจากเนื้อสัมผัส ไม่ใช่เม็ดหินในตัวอย่าง[ 37 ]

ไรท์ (1992) ได้เสนอการจำแนกประเภทที่ปรับปรุงใหม่ โดยเพิ่มรูปแบบไดอะเจเนติกบางอย่างเข้าไปในแผนการจำแนกประเภท[ 38 ]

คำอธิบายอื่นๆ

หินชอล์กจากหน้าผาขาวแห่งโดเวอร์ ( กลุ่มหินชอล์ก ) ประเทศอังกฤษ

ทราเวอร์ไทน์เป็นคำที่ใช้เรียกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมน้ำจืด โดยเฉพาะน้ำตกลำธาร และน้ำพุร้อนตะกอนเหล่านี้มักมีลักษณะเป็นก้อนหนาแน่นและเป็นแถบ เมื่อตะกอนมีรูพรุนสูงจนมีลักษณะคล้ายฟองน้ำ มักเรียกว่าทูฟาแคลไซต์ทุติยภูมิที่สะสมโดยน้ำฝนที่มีความอิ่มตัวสูง (น้ำใต้ดิน ) ในถ้ำบางครั้งก็เรียกว่าทราเวอร์ไทน์เช่นกัน ซึ่งก่อให้เกิดหินงอกหินย้อยเช่นหินงอกและหินย้อย[ 39 ]

โคควินาเป็นหินปูนที่รวมตัวกันได้ไม่ดี ประกอบด้วยชิ้นส่วนของปะการังเปลือกหอยหรือเศษซากฟอสซิลอื่นๆ ที่สึกกร่อน เมื่อรวมตัวกันได้ดีขึ้น จะเรียกว่าโคควิไนต์ [ 40 ]

ชอล์กเป็นหินปูนเนื้อละเอียด นุ่ม คล้ายดิน ประกอบด้วยเปลือกของจุลินทรีย์แพลงก์ตอน เช่น ฟอรามินิเฟอรา ในขณะที่ มาร์ลเป็นส่วนผสมของตะกอนคาร์บอเนตและซิลิเกตที่คล้ายดิน [ 40 ]

การก่อตัว

หินปูนเกิดขึ้นเมื่อแคลไซต์หรืออาราโกไนต์ตกตะกอนออกจากน้ำที่มีแคลเซียมละลายอยู่ ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งจากกระบวนการทางชีวภาพและไม่ใช่ทางชีวภาพ[ 41 ] ความสามารถในการละลายของแคลเซียมคาร์บอเนต ( CaCO3 ) ส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ) ที่ละลาย อยู่ในน้ำ ซึ่งสรุปได้ในปฏิกิริยา:

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 → Ca 2+ + 2 HCO3

การเพิ่ม ขึ้นของอุณหภูมิหรือการลดลงของความดันมีแนวโน้มที่จะลดปริมาณCO2 ที่ ละลายและตกตะกอนCaCO3การลดลงของความเค็มยังช่วยลดความสามารถในการละลายของCaCO3ลงหลายลำดับขนาดสำหรับน้ำจืดเมื่อเทียบกับน้ำทะเล[ 42 ]

น้ำผิวดินใกล้ผิวน้ำของมหาสมุทรบนโลกมีCaCO₃ อิ่มตัว เกินถึงหกเท่า[ 43 ]การที่CaCO₃ไม่ตกตะกอนออกจากน้ำเหล่านี้อย่างรวดเร็วน่าจะเกิดจากการรบกวนของไอออน แมกนีเซียมที่ละลายอยู่ในน้ำ ต่อการก่อตัว ของผลึกแคลไซต์ ซึ่งเป็นขั้นตอนแรกที่จำเป็นในการตกตะกอน การตกตะกอนของ อารา โกไน ต์อาจถูกยับยั้งโดยการมีอยู่ของฟอสเฟตอินทรีย์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในน้ำ แม้ว่าโออยด์ น่าจะเกิดขึ้นจากกระบวนการอนินทรีย์ล้วนๆ แต่การตกตะกอนของ CaCO₃ส่วนใหญ่ในมหาสมุทรเป็นผลมาจากกิจกรรมทางชีวภาพ[ 44 ]ส่วนใหญ่เกิดขึ้นบนแพลตฟอร์มคาร์บอเนต

ภาพถ่ายทางอากาศของกลุ่มเมฆฝนที่เกิดจากปรากฏการณ์ไวท์ติ้งในทะเลสาบออนแทรีโอ

ที่มาของโคลนคาร์บอเนต[ 30 ]และกระบวนการที่โคลนคาร์บอเนตถูกเปลี่ยนเป็นไมไครต์[ 45 ]ยังคงเป็นหัวข้อของการวิจัย โคลนคาร์บอเนตในปัจจุบันส่วนใหญ่ประกอบด้วยเข็มอะราโกไนต์ที่มีความยาวประมาณ 5 ไมโครเมตร (0.20 มิล) เข็มที่มีรูปร่างและองค์ประกอบเช่นนี้ผลิตโดยสาหร่ายที่มีแคลเซียม เช่นPenicillusทำให้เป็นแหล่งที่มาของโคลนที่เป็นไปได้[ 46 ]อีกความเป็นไปได้หนึ่งคือการตกตะกอนโดยตรงจากน้ำ ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าไวท์ติ้งเกิดขึ้นในน้ำตื้น ซึ่งมีริ้วสีขาวที่มีไมไครต์กระจายตัวปรากฏบนผิวน้ำ ยังไม่แน่ชัดว่านี่คืออะราโกไนต์ที่ตกตะกอนใหม่หรือเป็นเพียงวัสดุที่ถูกกวนขึ้นมาจากก้นทะเล แต่มีหลักฐานบางอย่างที่บ่งชี้ว่าไวท์ติ้งเกิดจากการตกตะกอนทางชีวภาพของอะราโกไนต์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการแพร่กระจายของไซยาโนแบคทีเรียหรือ สาหร่าย ขนาดเล็ก[ 47 ]อย่างไรก็ตามอัตราส่วนไอโซโทปเสถียรในโคลนคาร์บอเนตสมัยใหม่ดูเหมือนจะไม่สอดคล้องกับกลไกทั้งสองนี้ และมีการเสนอให้มีการกัดเซาะเม็ดคาร์บอเนตในสภาพแวดล้อมที่มีพลังงานสูงเป็นความเป็นไปได้ที่สาม[ 30 ]

การก่อตัวของหินปูนน่าจะถูกครอบงำด้วยกระบวนการทางชีวภาพตลอดช่วงยุคฟาเนโรโซอิกซึ่งเป็นช่วง 540 ล้านปีสุดท้ายของประวัติศาสตร์โลก หินปูนอาจถูกสะสมโดยจุลินทรีย์ในยุคพรีแคมเบรียนก่อน 540 ล้านปีที่ผ่านมา แต่กระบวนการอนินทรีย์น่าจะมีความสำคัญมากกว่าและน่าจะเกิดขึ้นในมหาสมุทรที่มีความอิ่มตัวของแคลเซียมคาร์บอเนตสูงกว่ามหาสมุทรในปัจจุบัน[ 48 ]

ไดอะเจเนซิส

ไดอะเจเนซิสคือกระบวนการที่ตะกอนถูกอัดแน่นและเปลี่ยนเป็นหินแข็งในระหว่างไดอะเจเนซิสของตะกอนคาร์บอเนต จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและเนื้อสัมผัสอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น อาราโกไนต์จะถูกเปลี่ยนเป็นแคลไซต์ที่มีแมกนีเซียมต่ำ ไดอะเจเนซิสน่าจะเป็นต้นกำเนิดของพิโซลิธ ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีชั้นเรียงตัวเป็นวงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 1 ถึง 10 มม. (0.039 ถึง 0.394 นิ้ว) ที่พบในหินปูนบางชนิด พิโซลิธมีลักษณะคล้ายโอออยด์ แต่ไม่มีแกนกลางของสารแปลกปลอม มีลักษณะเข้ากันได้อย่างแน่นหนา และแสดงสัญญาณอื่นๆ ที่บ่งชี้ว่าเกิดขึ้นหลังจากการตกตะกอนครั้งแรกของตะกอน[ 49 ]

ก้อนหินเชิร์ตภายในหินปูนเนื้ออ่อนที่เมืองอัคชาโคกาประเทศตุรกี
สไตโลไลต์ในหินปูน

การเกิดซิลิกาเกิดขึ้นในช่วงแรกของการเกิดไดอะเจเนซิส ที่ค่า pH และอุณหภูมิต่ำ และมีส่วนช่วยในการอนุรักษ์ฟอสซิล[ 50 ]การเกิดซิลิกาเกิดขึ้นผ่านปฏิกิริยา: [ 50 ]

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 + H 4 SiO 4 → SiO 2 + Ca 2+ + 2 HCO3+ 2 H 2 O

ฟอสซิลมักจะถูกเก็บรักษาไว้ในรายละเอียดที่ประณีตในรูปของหินเชิร์ต[ 50 ] [ 51 ]

การเชื่อมประสานเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในตะกอนคาร์บอเนต โดยทั่วไปภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งล้านปีหลังจากการสะสมตัว การเชื่อมประสานบางส่วนเกิดขึ้นในขณะที่ตะกอนยังคงอยู่ใต้น้ำ ทำให้เกิดพื้นแข็งการเชื่อมประสานจะเร่งตัวขึ้นหลังจากทะเลถอยห่างจากสภาพแวดล้อมการสะสมตัว เนื่องจากน้ำฝนซึมเข้าไปในชั้นตะกอน ซึ่งมักเกิดขึ้นภายในเวลาเพียงไม่กี่พันปี เมื่อน้ำฝนผสมกับน้ำใต้ดิน อาราโกไนต์และแคลไซต์ที่มีแมกนีเซียมสูงจะถูกเปลี่ยนเป็นแคลไซต์ที่มีแคลเซียมต่ำ การเชื่อมประสานของตะกอนคาร์บอเนตหนาโดยน้ำฝนอาจเริ่มต้นขึ้นก่อนที่ทะเลจะถอยห่างด้วยซ้ำ เนื่องจากน้ำฝนสามารถซึมเข้าไปในตะกอนใต้ไหล่ทวีปได้ไกลกว่า 100 กิโลเมตร (60 ไมล์) [ 52 ]

เมื่อตะกอนคาร์บอเนตถูกฝังลึกมากขึ้นภายใต้ตะกอนที่อายุน้อยกว่า การอัดตัวทางเคมีและทางกลของตะกอนก็จะเพิ่มขึ้น การอัดตัวทางเคมีเกิดขึ้นจากการละลายของตะกอนภายใต้แรงดันกระบวนการนี้จะละลายแร่ธาตุจากจุดสัมผัสระหว่างเม็ดและตกตะกอนใหม่ในช่องว่าง ทำให้ความพรุนของหินปูนลดลงจากค่าเริ่มต้นที่สูง 40% ถึง 80% เหลือต่ำกว่า 10% [ 53 ]การละลายภายใต้แรงดันทำให้เกิดสไตโลไลต์ ที่โดดเด่น ซึ่งเป็นพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอภายในหินปูนที่ตะกอนที่อุดมด้วยซิลิกาสะสมอยู่ สิ่งเหล่านี้อาจสะท้อนถึงการละลายและการสูญเสียส่วนสำคัญของชั้นหินปูน ที่ระดับความลึกมากกว่า 1 กม. (0.62 ไมล์) การเชื่อมประสานจากการฝังจะทำให้กระบวนการเกิดหินเสร็จสมบูรณ์ การเชื่อมประสานจากการฝังไม่ทำให้เกิดสไตโลไลต์[ 54 ]

เมื่อชั้นหินด้านบนถูกกัดเซาะ ทำให้หินปูนอยู่ใกล้ผิวดินมากขึ้น ขั้นตอนสุดท้ายของการเกิดไดอะเจเนซิสจึงเกิดขึ้น ซึ่งทำให้เกิดรูพรุนทุติยภูมิเนื่องจากซีเมนต์บางส่วนละลายไปเพราะน้ำฝนที่ซึมเข้าไปในชั้นหิน อาจรวมถึงการเกิดโพรงซึ่งเป็นช่องว่างที่มีผลึกเรียงตัวอยู่ภายในหินปูน[ 54 ]

กระบวนการเกิดไดอะเจเนซิสอาจรวมถึงการเปลี่ยนหินปูนเป็นโดโลไมต์โดยของเหลวที่อุดมด้วยแมกนีเซียม มีหลักฐานมากมายเกี่ยวกับการแทนที่หินปูนด้วยโดโลไมต์ รวมถึงขอบเขตการแทนที่ที่คมชัดซึ่งตัดผ่านชั้นหิน[ 55 ]กระบวนการเกิดโดโลไมต์ยังคงเป็นหัวข้อการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่[ 56 ]แต่กลไกที่เป็นไปได้ ได้แก่ การสัมผัสกับน้ำเกลือเข้มข้นในสภาพแวดล้อมที่ร้อน ( การระเหยย้อนกลับ ) หรือการสัมผัสกับน้ำทะเลเจือจางในสภาพแวดล้อมของดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำหรือปากแม่น้ำ ( การเกิดโดโลไมต์แบบโดแร็ก ) [ 57 ]อย่างไรก็ตาม การเกิดโดโลไมต์แบบโดแร็กไม่เป็นที่นิยมในฐานะกลไกสำหรับการเกิดโดโลไมต์[ 58 ]โดยมีบทความวิจารณ์ฉบับหนึ่งในปี 2004 อธิบายอย่างตรงไปตรงมาว่าเป็น "ตำนาน" [ 56 ]น้ำทะเลธรรมดาสามารถเปลี่ยนแคลไซต์เป็นโดโลไมต์ได้ หากน้ำทะเลไหลผ่านหินอย่างสม่ำเสมอ เช่น โดยการขึ้นลงของน้ำขึ้นน้ำลง (การสูบน้ำขึ้นน้ำลง) [ 55 ]เมื่อกระบวนการโดโลไมต์เริ่มขึ้น กระบวนการจะดำเนินไปอย่างรวดเร็ว ทำให้มีหินคาร์บอเนตที่มีแคลไซต์และโดโลไมต์ผสมกันเหลือน้อยมาก หินคาร์บอเนตมีแนวโน้มที่จะเป็นแคลไซต์/อาราโกไนต์เกือบทั้งหมดหรือโดโลไมต์เกือบทั้งหมด[ 57 ]

การเกิดขึ้น

หินตะกอนประมาณ 20% ถึง 25% เป็นหินคาร์บอเนต[ 3 ]และส่วนใหญ่เป็นหินปูน[ 17 ] [ 3 ]พบหินปูนในลำดับชั้นตะกอนที่มีอายุเก่าแก่ถึง 2.7 พันล้านปี[ 59 ]อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบของหินคาร์บอเนตแสดงให้เห็นการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอในช่วงเวลาในบันทึกทางธรณีวิทยา ประมาณ 95% ของคาร์บอเนตในปัจจุบันประกอบด้วยแคลไซต์และอาราโกไนต์ที่มีแมกนีเซียมสูง[ 60 ]เข็มอาราโกไนต์ในโคลนคาร์บอเนตจะเปลี่ยนเป็นแคลไซต์ที่มีแมกนีเซียมต่ำภายในไม่กี่ล้านปี เนื่องจากเป็นรูปแบบที่เสถียรที่สุดของแคลเซียมคาร์บอเนต[ 28 ]การก่อตัวของคาร์บอเนตโบราณในยุคพรีแคมเบรียนและพาลีโอโซอิกมีโดโลไมต์จำนวนมาก แต่หินปูนเป็นหินที่เด่นในชั้นคาร์บอเนตของยุคมีโซโซอิกและซีโนโซอิกโดโลไมต์ในปัจจุบันค่อนข้างหายาก มีหลักฐานว่า ในขณะที่มหาสมุทรในปัจจุบันเอื้อต่อการตกตะกอนของอะราโกไนต์ มหาสมุทรในยุคพาลีโอโซอิกและยุคซีโนโซอิกตอนกลางถึงตอนปลายกลับเอื้อต่อการตกตะกอนของแคลไซต์ ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงอัตราส่วน Mg/Ca ที่ต่ำกว่าในน้ำทะเลในยุคนั้น[ 61 ] การลดลงของแมกนีเซียมนี้อาจเป็นผลมาจาก การขยายตัวของพื้นทะเลที่รวดเร็วกว่าซึ่งทำให้แมกนีเซียมถูกกำจัดออกจากน้ำทะเล มหาสมุทรในปัจจุบันและมหาสมุทรในยุคมีโซโซอิกได้รับการอธิบายว่าเป็น "ทะเลอะราโกไนต์" [ 62 ]

หินปูนส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมทางทะเลตื้น เช่นชั้นทวีปหรือแท่นทวีปสภาพแวดล้อมดังกล่าวมีอยู่เพียงประมาณ 5% ของแอ่งมหาสมุทร แต่หินปูนแทบจะไม่ถูกเก็บรักษาไว้ในสภาพแวดล้อมลาดทวีปและทะเลลึก สภาพแวดล้อมที่ดีที่สุดสำหรับการตกตะกอนคือน้ำอุ่น ซึ่งมีทั้งผลผลิตอินทรีย์สูงและความอิ่มตัวของแคลเซียมคาร์บอเนตที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายต่ำลง แหล่งสะสมหินปูนในปัจจุบันเกือบทั้งหมดอยู่ในพื้นที่ที่มีการตกตะกอนที่อุดมไปด้วยซิลิกาเพียงเล็กน้อย ซึ่งสะท้อนให้เห็นในความบริสุทธิ์สัมพัทธ์ของหินปูนส่วนใหญ่ สิ่งมีชีวิตในแนวปะการังถูกทำลายโดยน้ำกร่อยในแม่น้ำที่เป็นโคลน และเม็ดคาร์บอเนตถูกบดละเอียดโดยเม็ดซิลิเกตที่แข็งกว่ามาก[ 63 ]แตกต่างจากหินตะกอนแบบคลาสติก หินปูนผลิตขึ้นเกือบทั้งหมดจากตะกอนที่มาจากหรือใกล้กับสถานที่ตกตะกอน[ 64 ]

เอลคาปิตันแนวปะการังหินปูนโบราณในรัฐเท็กซัส

การก่อตัวของหินปูนมักแสดงการเปลี่ยนแปลงความหนาอย่างฉับพลัน ลักษณะเนินขนาดใหญ่ในการก่อตัวของหินปูนถูกตีความว่าเป็นแนวปะการัง โบราณ ซึ่งเมื่อปรากฏในบันทึกทางธรณีวิทยาจะเรียกว่าไบโอเฮิร์มหลายแห่งอุดมไปด้วยฟอสซิล แต่ส่วนใหญ่ขาดโครงสร้างอินทรีย์ที่เชื่อมต่อกันเหมือนที่พบในแนวปะการังสมัยใหม่ ซากฟอสซิลปรากฏเป็นชิ้นส่วนแยกกันฝังอยู่ในเมทริกซ์โคลนจำนวนมาก การตกตะกอนส่วนใหญ่แสดงให้เห็นถึงการเกิดขึ้นในเขตน้ำขึ้นน้ำลงหรือเหนือน้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งบ่งชี้ว่าตะกอนเติมเต็มพื้นที่รองรับ ที่มีอยู่ บนชั้นหินหรือแท่น อย่างรวดเร็ว [ 65 ]การสะสมตัวยังเกิดขึ้นได้ดีที่ขอบด้านทะเลของชั้นหินและแท่น ซึ่งมีน้ำทะเลลึกที่ผุดขึ้นมาซึ่งอุดมไปด้วยสารอาหารที่เพิ่มผลผลิตอินทรีย์ แนวปะการังพบได้ทั่วไปที่นี่ แต่หากไม่มีแนวปะการัง จะพบสันดอนโออยด์แทน ตะกอนที่ละเอียดกว่าจะถูกสะสมอยู่ใกล้ชายฝั่ง[ 66 ]

การขาดแคลนหินปูนในทะเลลึกส่วนหนึ่งเกิดจากการมุดตัวอย่าง รวดเร็ว ของเปลือกโลกมหาสมุทร แต่ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการละลายของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ระดับความลึก ความสามารถในการละลายของแคลเซียมคาร์บอเนตจะเพิ่มขึ้นตามความดัน และยิ่งมากขึ้นเมื่อมีความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์สูงขึ้น ซึ่งเกิดจากสารอินทรีย์ที่เน่าเปื่อยตกตะกอนลงสู่มหาสมุทรลึกที่ไม่ถูกกำจัดออกไปโดยการสังเคราะห์แสงในความมืดมิดของระดับความลึก ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันจากน้ำที่อิ่มตัวด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตไปเป็นน้ำที่ไม่อิ่มตัวด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต หรือ ที่เรียกว่า ไลโซไคลน์ซึ่งเกิดขึ้นที่ระดับความลึกชดเชยแคลไซต์ที่ 4,000 ถึง 7,000 เมตร (13,000 ถึง 23,000 ฟุต) ใต้ระดับความลึกนี้ เปลือกฟอรามินิเฟอราและอนุภาคโครงกระดูกอื่นๆ จะละลายอย่างรวดเร็ว และตะกอนของพื้นมหาสมุทรจะเปลี่ยนจากโคลนคาร์บอเนตที่อุดมไปด้วยฟอรามินิเฟอราและซากโคคโคลิธ ( โคลนโกลบิเจอรีนา) ไปเป็นโคลนซิลิกาที่ขาดคาร์บอเนต อย่างฉับพลัน [ 67 ]

เหมือง หินปูนมอนสเตดเป็นเหมือง หินปูนที่ใหญ่ที่สุด ในโลก

ในบางกรณีตะกอนเทอร์บิไดต์หรือตะกอนซิลิกาเข้มข้นอื่นๆ จะฝังและรักษาแหล่งสะสมคาร์บอเนตเบนทิก (มหาสมุทรลึก) ไว้ หินปูนเบนทิกโบราณมีผลึกขนาดเล็กและระบุได้จากสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาฟอสซิลโดยทั่วไปคือฟอรามินิเฟอราและคอคโคลิธ ไม่พบหินปูนเบนทิกก่อนยุคจูราสสิก อาจเป็นเพราะแพลงก์ตอนที่มีเปลือกคาร์บอเนตยังไม่วิวัฒนาการ[ 68 ]

หินปูนยังก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมน้ำจืดด้วย[ 69 ]หินปูนเหล่านี้ไม่ต่างจากหินปูนในทะเล แต่มีความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตน้อยกว่า และมีสัดส่วนของซิลิกาและแร่ดินเหนียวมากกว่า ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของหินปูนมาร์ลการก่อตัวของแม่น้ำกรีนเป็นตัวอย่างของการก่อตัวของตะกอนน้ำจืดที่โดดเด่นซึ่งประกอบด้วยชั้นหินปูนจำนวนมาก[ 70 ]หินปูนน้ำจืดโดยทั่วไปเป็นไมคริติก ฟอสซิลของชาโรไฟต์ (สาหร่ายหิน) ซึ่งเป็นสาหร่ายสีเขียวน้ำจืดชนิดหนึ่ง เป็นลักษณะเฉพาะของสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ซึ่งชาโรไฟต์จะผลิตและดักจับคาร์บอเนต[ 71 ]

หินปูนอาจก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมการสะสมของแร่ระเหยได้ เช่น กัน [ 72 ] [ 73 ]แคลไซต์เป็นหนึ่งในแร่ธาตุแรกที่ตกตะกอนในแร่ระเหยทางทะเล[ 74 ]

หินปูนและสิ่งมีชีวิต

แนวปะการังที่นูซาเลมโบงัน บาหลี อินโดนีเซีย

หินปูนส่วนใหญ่เกิดจากกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตใกล้แนวปะการัง แต่สิ่งมีชีวิตที่รับผิดชอบในการก่อตัวของแนวปะการังได้เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาทางธรณีวิทยา ตัวอย่างเช่นสโตรมาโตไลต์เป็นโครงสร้างรูปเนินในหินปูนโบราณ ซึ่งตีความว่าเป็นอาณานิคมของไซยาโนแบคทีเรียที่สะสมตะกอนคาร์บอเนต แต่สโตรมาโตไลต์นั้นหายากในหินปูนที่อายุน้อยกว่า[ 75 ]สิ่งมีชีวิตทำให้เกิดการตกตะกอนของหินปูนทั้งโดยตรงในฐานะส่วนหนึ่งของโครงกระดูก และโดยอ้อมโดยการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากน้ำโดยการสังเคราะห์แสง ซึ่งจะทำให้ความสามารถในการละลายของแคลเซียมคาร์บอเนตลดลง[ 71 ]

หินปูนแสดง โครงสร้างตะกอนแบบเดียวกันกับที่พบในหินตะกอนชนิดอื่น อย่างไรก็ตาม โครงสร้างที่ละเอียดกว่า เช่นชั้นบางๆมักถูกทำลายโดยกิจกรรมการขุดของสิ่งมีชีวิต ( การรบกวนทางชีวภาพ ) ชั้นบางๆ ที่ละเอียดเป็นลักษณะเฉพาะของหินปูนที่เกิดขึ้นในทะเลสาบพลายาซึ่งไม่มีสิ่งมีชีวิตที่ขุด[ 76 ]หินปูนยังแสดงคุณลักษณะที่โดดเด่น เช่นโครงสร้างจีโอเพทัลซึ่งเกิดขึ้นเมื่อเปลือกหอยโค้งตกลงสู่ก้นทะเลโดยหันด้านเว้าลงด้านล่าง ซึ่งจะดักจับช่องว่างที่สามารถเติมเต็มได้ในภายหลังด้วยสปาไรต์ นักธรณีวิทยาใช้โครงสร้างจีโอเพทัลเพื่อกำหนดทิศทางขึ้นในขณะที่เกิดการตกตะกอน ซึ่งไม่ชัดเจนเสมอไปในกรณีของหินปูนที่เสียรูปอย่างมาก[ 77 ]

ไซยาโนแบคทีเรียHyella balaniสามารถเจาะผ่านหินปูนได้ เช่นเดียวกับสาหร่ายสีเขียวEugamantia sacculataและเชื้อราOstracolaba implexa [ 78 ]

เนินดินโคลนไมคริติก

เนินโคลนไมคริไซต์เป็นโดมเกือบวงกลมของแคลไซต์ไมคริติกที่ไม่มีโครงสร้างภายใน ตัวอย่างในปัจจุบันมีความหนาหลายร้อยเมตรและกว้างหนึ่งกิโลเมตร และมีลาดชันสูง (โดยมีมุมลาดชันประมาณ 50 องศา) อาจประกอบด้วยเพลอยด์ที่ถูกกระแสน้ำพัดพามารวมกันและทำให้คงตัวโดย หญ้า Thalassiaหรือป่าชายเลนไบรโอซัวอาจมีส่วนช่วยในการก่อตัวของเนินโดยช่วยดักจับตะกอน[ 79 ]

เนินโคลนพบได้ตลอดช่วงบันทึกทางธรณีวิทยา และก่อนยุคออร์โดวิเชียนตอนต้นเนินโคลนเป็นแนวปะการังประเภทหลักทั้งในน้ำลึกและน้ำตื้น เนินโคลนเหล่านี้น่าจะมีต้นกำเนิดมาจากจุลินทรีย์ หลังจากการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตที่สร้างโครงสร้างแนวปะการัง เนินโคลนจึงจำกัดอยู่เฉพาะในน้ำลึกเป็นหลัก[ 80 ]

แนวปะการังอินทรีย์

แนวปะการังอินทรีย์ก่อตัวขึ้นในละติจูดต่ำในน้ำตื้น ลึกไม่เกินสองสามเมตร พวกมันเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนและหลากหลายซึ่งพบได้ตลอดบันทึกฟอสซิล สิ่งมีชีวิตที่สร้างโครงสร้างซึ่งรับผิดชอบต่อการก่อตัวของแนวปะการังอินทรีย์นั้นมีลักษณะเฉพาะของช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน: Archaeocyathidsปรากฏขึ้นในยุคแคมเบรียนตอนต้นต่อมาเปลี่ยนเป็นฟองน้ำในยุคแคมเบรียนตอนปลายลำดับต่อมาประกอบด้วย stromatoporoids ปะการัง สาหร่าย ไบรโอซัว และรูดิสต์ (หอยสองฝาชนิดหนึ่ง) [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]ขอบเขตของแนวปะการังอินทรีย์มีความแตกต่างกันไปตามช่วงเวลาทางธรณีวิทยา และน่าจะกว้างขวางที่สุดในยุคดีโวเนียนตอนกลาง เมื่อครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 5,000,000 ตารางกิโลเมตร( 1,900,000 ตารางไมล์) ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าแนวปะการังในปัจจุบันประมาณสิบเท่า แนวปะการังในยุคดีโวเนียนส่วนใหญ่สร้างขึ้นจากสโตรมาโตพอรอยด์และปะการังแทบิวเลตซึ่งถูกทำลายล้างจากการสูญพันธุ์ในช่วงปลายยุคดีโวเนียน[ 84 ]

แนวปะการังอินทรีย์มักมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน ฟอสซิลทั้งตัวมักมีจำนวนมาก แต่โอออยด์และอินเตอร์คลาสต์นั้นหายากภายในแนวปะการัง แกนกลางของแนวปะการังมักมีขนาดใหญ่และไม่มีชั้น และล้อมรอบด้วยทาลัสที่มีปริมาตรมากกว่าแกนกลาง ทาลัสประกอบด้วยอินทราคลาสต์จำนวนมาก และมักจะเป็นฟลอตสโตนซึ่งมีเม็ดแร่ขนาดใหญ่กว่า 2 มม. มากกว่า 10% ฝังอยู่ในเมทริกซ์จำนวนมาก หรือรูดสโตนซึ่งส่วนใหญ่เป็นเม็ดแร่ขนาดใหญ่ที่มีเมทริกซ์น้อย ทาลัสจะค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นโคลนคาร์บอเนตเม็ดละเอียดแพลงก์ตอน จากนั้นเป็นโคลนที่ไม่ใช่คาร์บอเนตเมื่อห่างจากแนวปะการัง[ 81 ]

ภูมิประเทศหินปูน

กระบองของเฮอร์คิวลีส หินปูนสูงตระหง่านในประเทศโปแลนด์ ( ปราสาท Pieskowa Skałaอยู่ในฉากหลัง)
บ่อน้ำ ธรรมชาติซามูลา (Samulá cenote)ในเมืองบายาโดลิดรัฐยูกาตันประเทศเม็กซิโก
การก่อตัวของ La Zaplaz ในเทือกเขา Piatra Craiuluiประเทศโรมาเนีย

หินปูนละลายได้บางส่วน โดยเฉพาะในกรด จึงทำให้เกิดภูมิประเทศที่เกิดจากการกัดเซาะหลายอย่าง เช่นพื้นหินปูน หลุมบ่อบ่อน้ำบาดาลถ้ำและหุบเขา ภูมิประเทศที่เกิดจากการกัดเซาะเช่นนี้เรียกว่าคาร์สต์ หินปูนทนต่อการกัดเซาะได้น้อยกว่า หินอัคนี ส่วน ใหญ่ แต่ทนต่อการกัดเซาะได้มากกว่าหินตะกอนชนิด อื่นๆ ดังนั้นจึงมักพบในบริเวณเนินเขาและที่ราบต่ำและพบได้ในบริเวณที่มีหินตะกอนชนิดอื่นๆ ซึ่งโดยทั่วไปคือดินเหนียว[ 85 ] [ 86 ]

ภูมิภาคคาร์สต์ที่อยู่เหนือชั้นหินปูนมักจะมีแหล่งน้ำบนพื้นดินที่มองเห็นได้น้อยกว่า (บ่อและลำธาร) เนื่องจากน้ำผิวดินสามารถไหลลงสู่ด้านล่างได้ง่ายผ่านรอยแตกในหินปูน ในขณะที่ไหลลง น้ำและกรดอินทรีย์จากดินจะค่อยๆ ขยายรอยแตกเหล่านี้ (ในระยะเวลาหลายพันหรือหลายล้านปี) ละลายแคลเซียมคาร์บอเนตและพัดพาไปในรูปสารละลาย ระบบ ถ้ำส่วนใหญ่อยู่ในชั้นหินปูน การที่น้ำใต้ดินเย็นลงหรือการผสมของน้ำใต้ดินที่แตกต่างกันจะสร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการก่อตัวของถ้ำ[ 85 ]

หินปูนชายฝั่งมักถูกกัดเซาะโดยสิ่งมีชีวิตที่เจาะเข้าไปในหินด้วยวิธีการต่างๆ กระบวนการนี้เรียกว่าการกัดเซาะทางชีวภาพซึ่งพบได้บ่อยที่สุดในเขตร้อน และพบได้ทั่วไปในบันทึกฟอสซิล[ 87 ]

แถบหินปูนโผล่ขึ้นมาจากพื้นผิวโลกในลักษณะของโขดหินและเกาะที่สวยงามตระการตา ตัวอย่างเช่นโขดหินยิบรอลตาร์ [ 88 ] เดอะเบอร์เรนในเคาน์ตีแคลร์ ประเทศไอร์แลนด์[ 89 ] มา ลแฮมโคฟในนอร์ทยอร์กเชอร์และ เกาะ ไอ ล์ ออฟไวต์[ 90 ]ประเทศอังกฤษเกรตออร์มในเวลส์[ 91 ]บนเกาะฟาร์โรใกล้เกาะกอตแลนด์ ของสวีเดน [ 92 ]หน้าผาไนแอการาในแคนาดา/สหรัฐอเมริกา[ 93 ]ยอดเขาโนทช์พีคในยูทาห์[ 94 ]อุทยานแห่งชาติอ่าวฮาลองในเวียดนาม[ 95 ]และเนินเขารอบแม่น้ำลี่เจียงและ เมือง กุ้ยหลินในประเทศจีน[ 96 ]

หมู่เกาะฟลอริดาคีย์สซึ่งเป็นหมู่เกาะนอกชายฝั่งทางใต้ของฟลอริดาประกอบด้วย หินปูน โอโอไลต์เป็นส่วนใหญ่ (หมู่เกาะคีย์สตอนล่าง) และโครงกระดูกคาร์บอเนตของแนวปะการัง (หมู่เกาะคีย์สตอนบน) ซึ่งเจริญเติบโตในพื้นที่ในช่วงยุคน้ำแข็งคั่นกลางเมื่อระดับน้ำทะเลสูงกว่าในปัจจุบัน[ 97 ]

แหล่งที่อยู่อาศัยที่เป็นเอกลักษณ์พบได้บนอัลวาร์ซึ่งเป็นพื้นที่ราบเรียบมากของหินปูนที่มีชั้นดินบางๆ พื้นที่ราบเรียบที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปคือStora AlvaretบนเกาะÖlandประเทศสวีเดน[ 98 ]อีกพื้นที่หนึ่งที่มีหินปูนจำนวนมากคือเกาะ Gotland ประเทศสวีเดน[ 99 ]เหมืองหินขนาดใหญ่ในยุโรปตะวันตกเฉียงเหนือ เช่น เหมืองหินที่ Mount Saint Peter (เบลเยียม/เนเธอร์แลนด์) ทอดยาวกว่าหนึ่งร้อยกิโลเมตร[ 100 ]

การใช้งาน

วิหารหินขนาดใหญ่ของมอลตาเช่นĦaġar Qimสร้างขึ้นจากหินปูนทั้งหมด วิหารเหล่านี้เป็นหนึ่งในสิ่งก่อสร้างแบบตั้งอิสระที่เก่าแก่ที่สุดที่มีอยู่[ 101 ]
มหาพีระมิดแห่งกิซาหนึ่งในเจ็ดสิ่งมหัศจรรย์ของโลกยุคโบราณมีส่วนยอดภายนอกที่ทำจากหินปูนทั้งหมด

หินปูนเป็นวัตถุดิบที่ใช้กันทั่วโลกในหลากหลายวิธี รวมถึงการก่อสร้าง การเกษตร และวัสดุอุตสาหกรรม[ 102 ]หินปูนพบได้ทั่วไปในงานสถาปัตยกรรม โดยเฉพาะในยุโรปและอเมริกาเหนือ สถานที่สำคัญหลายแห่งทั่วโลก รวมถึงมหาพีระมิดและกลุ่มอาคาร ที่เกี่ยวข้อง ในกิซา ประเทศอียิปต์ล้วนสร้างจากหินปูน อาคารจำนวนมากในคิงส์ตัน รัฐออนแทรีโอประเทศแคนาดา สร้างจากหินปูน และยังคงสร้างจากหินปูนอยู่จนถึงปัจจุบัน จนได้รับฉายาว่า 'เมืองหินปูน' [ 103 ]หินปูนที่ผ่านกระบวนการแปรสภาพด้วยความร้อนและความดัน จะกลายเป็นหินอ่อน ซึ่งถูกนำมาใช้สร้างรูปปั้น อาคาร และโต๊ะหินมากมาย[ 104 ]บนเกาะมอลตาหินปูนชนิดหนึ่งที่เรียกว่าหินปูนโกลบิเจอรีนาเคยเป็นวัสดุก่อสร้างเพียงชนิดเดียวที่มีอยู่เป็นเวลานาน และยังคงถูกนำมาใช้บ่อยครั้งในอาคารและประติมากรรมทุกประเภท[ 105 ]

หินปูนสามารถแปรรูปเป็นวัสดุได้หลากหลายรูปแบบ เช่น อิฐ ซีเมนต์ ผง/บด หรือใช้เป็นวัสดุอุด[ 102 ]หินปูนหาได้ง่ายและตัดเป็นก้อนหรือแกะสลักได้ค่อนข้างง่าย[ 101 ]ช่างแกะสลักชาวอเมริกันโบราณให้คุณค่ากับหินปูนเพราะทำงานได้ง่ายและเหมาะสำหรับรายละเอียดที่ประณีต ย้อนกลับไปในช่วงปลายยุคก่อนคลาสสิก (ประมาณ 200–100 ปีก่อนคริสตกาล) อารยธรรมมายา (เม็กซิโกโบราณ) ได้สร้างประติมากรรมที่ประณีตโดยใช้หินปูนเนื่องจากคุณสมบัติการแกะสลักที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ ชาวมายาจะตกแต่งเพดานของอาคารศักดิ์สิทธิ์ (ที่เรียกว่าทับหลัง ) และปิดผนังด้วยแผ่นหินปูนแกะสลัก เรื่องราวทางการเมืองและสังคมถูกแกะสลักลงบนประติมากรรมเหล่านี้ และสิ่งนี้ช่วยสื่อสารข้อความของกษัตริย์ไปยังประชาชนของพระองค์[ 106 ]หินปูนมีอายุการใช้งานยาวนานและทนต่อการสัมผัสกับสภาพอากาศได้ดี ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมซากปรักหักพังที่ทำจากหินปูนจำนวนมากจึงยังคงอยู่รอดมาได้ อย่างไรก็ตาม มันมีน้ำหนักมาก ( ความหนาแน่น 2.6 [ 107 ] ) ทำให้ไม่เหมาะสำหรับอาคารสูง และมีราคาค่อนข้างแพงในฐานะวัสดุก่อสร้าง

หินปูนได้รับความนิยมมากที่สุดในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 สถานีรถไฟ ธนาคาร และสิ่งก่อสร้างอื่นๆ ในยุคนั้นสร้างจากหินปูนในบางพื้นที่ มีการใช้หินปูนเป็นส่วนหน้าของตึกระฟ้าบางแห่ง แต่ใช้เฉพาะแผ่นบางๆ สำหรับปิดคลุม ไม่ใช่เป็นบล็อกทึบ ในสหรัฐอเมริกา อินเดียนา โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน พื้นที่ บลูมิงตันเป็นแหล่งหินปูนคุณภาพสูงที่เรียกว่าหินปูนอินเดียนา มานานแล้ว อาคารที่มีชื่อเสียงหลายแห่งในลอนดอนสร้างจากหินปูนพอร์ตแลนด์บ้านเรือนที่สร้างในโอเดสซาในยูเครนในศตวรรษที่ 19 ส่วนใหญ่สร้างจากหินปูน และซากเหมืองขนาดใหญ่ในปัจจุบันกลายเป็นสุสานใต้ดินโอเดสซา[ 108 ]

หินปูนยังเป็นวัสดุก่อสร้างที่ได้รับความนิยมมากในยุคกลางในพื้นที่ที่พบได้ทั่วไป เนื่องจากมีความแข็ง ทนทาน และพบได้ทั่วไปบนพื้นผิวที่เข้าถึงได้ง่าย โบสถ์และปราสาทในยุคกลางหลายแห่งในยุโรปสร้างจากหินปูนหินเบียร์เป็นหินปูนชนิดหนึ่งที่ได้รับความนิยมสำหรับอาคารในยุคกลางทางตอนใต้ของอังกฤษ[ 109 ]

หินปูนเป็นวัตถุดิบในการผลิตปูนขาว ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในด้านการบำบัดดิน การทำน้ำให้บริสุทธิ์ และการถลุงทองแดง ปูนขาวเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ใช้ในอุตสาหกรรมเคมี[ 110 ]หินปูนและ (ในระดับที่น้อยกว่า) หินอ่อนมีปฏิกิริยากับสารละลายกรด ทำให้ฝนกรดเป็นปัญหาสำคัญต่อการอนุรักษ์โบราณวัตถุที่ทำจากหินชนิดนี้ รูปปั้นและพื้นผิวอาคารที่ทำจากหินปูนจำนวนมากได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงเนื่องจากฝนกรด[ 111 ] [ 112 ]ในทำนองเดียวกัน กรวดหินปูนถูกนำมาใช้เพื่อปกป้องทะเลสาบที่เสี่ยงต่อฝนกรด โดยทำหน้าที่เป็นสารบัฟเฟอร์ค่า pH [ 113 ] สารเคมีทำความสะอาดที่มีกรดเป็นส่วนประกอบยังสามารถกัดกร่อนหินปูนได้ ซึ่งควรทำความสะอาดด้วย น้ำยาทำความสะอาดที่เป็นกลางหรือมีส่วนประกอบของด่างอ่อนๆ เท่านั้น[ 114 ]

แผ่นหินปูนที่มีแผนที่เมืองมูสบูร์กในแคว้นบาวาเรียในรูปแบบเนกาทีฟถูกเตรียมไว้สำหรับการพิมพ์แบบลิโทกราฟี
ถุงพลาสติก "ผลิตจากหินปูนเป็นหลัก"

การใช้งานอื่นๆ ได้แก่:

  • เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตปูนขาว (แคลเซียมออกไซด์) ปูนสุก (แคลเซียมไฮดรอกไซด์) ซีเมนต์และปูนฉาบ[ 59 ]
  • ปูนขาวบดละเอียดใช้เป็นสารปรับปรุงดินเพื่อทำให้ดินที่เป็นกรดเป็นกลาง ( ปูนขาวทางการเกษตร ) [ 115 ]
  • บดเพื่อใช้เป็นมวลรวมซึ่งเป็นฐานแข็งสำหรับถนนหลายสาย รวมถึงในคอนกรีตแอสฟัลต์ด้วย[ 59 ]
  • ในฐานะสารทำปฏิกิริยาในการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากก๊าซไอเสียโดยทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ไดออกไซด์เพื่อควบคุมมลพิษทางอากาศ[ 116 ]
  • ในการผลิตแก้วโดยเฉพาะในการผลิตแก้วโซดาไลม์[ 117 ]
  • ใช้เป็นสารเติมแต่งในยาสีฟัน กระดาษ พลาสติก สี กระเบื้อง และวัสดุอื่นๆ ทั้งในรูปเม็ดสีขาวและสารเติมเต็มราคาถูก[ 118 ]
  • ในรูปของผงหินเพื่อระงับการระเบิดของมีเทนในเหมืองถ่านหินใต้ดิน[ 119 ]
  • เมื่อทำให้บริสุทธิ์แล้ว จะถูกเติมลงในขนมปังและซีเรียลเพื่อเป็นแหล่งแคลเซียม[ 120 ]
  • ใช้เป็นสารเสริมแคลเซียมในอาหารสัตว์ เช่น สัตว์ปีก (เมื่อบดละเอียด) [ 121 ]
  • เพื่อเติมแร่ธาตุและเพิ่มความเป็นด่างของน้ำบริสุทธิ์เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของท่อและเพื่อฟื้นฟูระดับสารอาหารที่จำเป็น[ 122 ]
  • ในเตาหลอมเหล็ก หินปูนจะจับกับซิลิกาและสิ่งเจือปนอื่นๆ เพื่อกำจัดออกจากเหล็ก[ 123 ]
  • สามารถช่วยในการกำจัดส่วนประกอบที่เป็นพิษที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินของโรงไฟฟ้าและชั้นของโลหะหลอมเหลวที่ปนเปื้อนได้[ 110 ]

หินปูนหลายแห่งมีรูพรุนและซึมผ่านได้ ทำให้เป็นแหล่งกักเก็บปิโตรเลียมที่ สำคัญ [ 124 ]ประมาณ 20% ของปริมาณสำรองไฮโดรคาร์บอนในอเมริกาเหนือพบอยู่ในหินคาร์บอเนต แหล่งกักเก็บคาร์บอเนตพบได้ทั่วไปในตะวันออกกลางซึ่งอุดมไปด้วยปิโตรเลียม[ 59 ]และแหล่งกักเก็บคาร์บอเนตมีปริมาณสำรองปิโตรเลียมทั่วโลกประมาณหนึ่งในสาม[ 125 ]หินปูนยังเป็นแหล่งแร่โลหะที่พบได้ทั่วไป เนื่องจากรูพรุนและการซึมผ่านได้ รวมกับกิจกรรมทางเคมี ส่งเสริมการตกตะกอนของแร่ในหินปูน แหล่งแร่ตะกั่ว-สังกะสีในมิสซูรีและอร์ทเวสต์ เทริทอรีส์ เป็นตัวอย่างของแหล่งแร่ที่อยู่ในหินปูน[ 59 ]

ความขาดแคลน

หินปูนเป็นวัตถุดิบอุตสาหกรรมที่สำคัญและมีความต้องการอย่างต่อเนื่อง วัตถุดิบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อ อุตสาหกรรม เหล็กและเหล็กกล้ามาตั้งแต่ศตวรรษที่สิบเก้า[ 126 ]บริษัทต่างๆ ไม่เคยประสบปัญหาการขาดแคลนหินปูน อย่างไรก็ตาม ปัญหานี้กลายเป็นเรื่องที่น่ากังวลเนื่องจากความต้องการยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง[ 127 ]และยังคงมีความต้องการสูงในปัจจุบัน[ 128 ]ภัยคุกคามที่สำคัญต่ออุปทานในศตวรรษที่สิบเก้าคือความพร้อมใช้งานและการเข้าถึงในระดับภูมิภาค[ 126 ]ปัญหาการเข้าถึงหลักสองประการคือการขนส่งและสิทธิในทรัพย์สิน ปัญหาอื่นๆ ได้แก่ ต้นทุนการลงทุนสูงสำหรับโรงงานและสิ่งอำนวยความสะดวกเนื่องจากข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและข้อกำหนดของการแบ่งเขตและการอนุญาตการทำเหมือง[ 104 ]ปัจจัยหลักสองประการนี้ทำให้เกิดการปรับตัวและการเลือกวัสดุอื่นๆ ที่ถูกสร้างและขึ้นรูปเพื่อออกแบบทางเลือกแทนหินปูนที่เหมาะสมกับความต้องการทางเศรษฐกิจ[ 126 ]

หินปูนถูกจัดเป็นวัตถุดิบสำคัญ และด้วยความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากการขาดแคลน ทำให้ภาคอุตสาหกรรมต้องค้นหาวัสดุทางเลือกใหม่และระบบเทคโนโลยีใหม่ ส่งผลให้หินปูนไม่ถูกจัดเป็นวัตถุดิบสำคัญอีกต่อไป เนื่องจากมีการผลิตสารทดแทนเพิ่มมากขึ้น เช่นแร่ไมเน็ตต์เป็นสารทดแทนที่ใช้กันทั่วไป[ 126 ]

ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน

NFPA 704 สี่เหลี่ยมนิรภัย
หินปูน

โดยทั่วไปแล้ว หินปูนผงที่ใช้เป็นสารเติมแต่งอาหารนั้นถือว่าปลอดภัย[ 130 ]และหินปูนไม่ถือว่าเป็นวัสดุอันตราย อย่างไรก็ตาม ฝุ่นหินปูนอาจก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและผิวหนังเล็กน้อย และฝุ่นที่เข้าตาอาจทำให้เกิดรอยถลอกที่กระจกตาได้ เนื่องจากหินปูนมีซิลิกาในปริมาณเล็กน้อย การสูดดมฝุ่นหินปูนอาจนำไปสู่โรคซิลิโคซิสหรือมะเร็งได้[ 129 ]

สหรัฐอเมริกา

สำนักงานความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OSHA) ได้กำหนดขีดจำกัดทางกฎหมาย ( ขีดจำกัดการสัมผัสที่อนุญาต ) สำหรับการสัมผัสหินปูนในสถานที่ทำงานไว้ที่ 15 มก./ ลบ.ม. (0.0066 กรัม/ลบ.ฟุต) สำหรับการสัมผัสทั้งหมด และ 5 มก./ ลบ.ม. (0.0022 กรัม/ลบ.ฟุต) สำหรับการสัมผัสทางระบบหายใจตลอดระยะเวลาการทำงาน 8 ชั่วโมงสถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (NIOSH) ได้กำหนดขีดจำกัดการสัมผัสที่แนะนำ (REL) ไว้ที่ 10 มก./ ลบ.ม. (0.0044 กรัม/ลบ.ฟุต) สำหรับการสัมผัสทั้งหมด และ 5 มก./ ลบ.ม. (0.0022 กรัม/ลบ.ฟุต) สำหรับการสัมผัสทางระบบหายใจตลอดระยะเวลาการทำงาน 8 ชั่วโมง[ 131 ]

กราฟฟิตี้

การลบกราฟฟิตี ออก จากหินปูนที่ผุกร่อนนั้นทำได้ยาก เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีรูพรุนและซึมผ่านได้ง่าย พื้นผิวมีความเปราะบาง ดังนั้นวิธีการขัดถูแบบปกติจึงมีความเสี่ยงที่จะทำให้พื้นผิวเสียหายอย่างรุนแรง เนื่องจากเป็นหินที่ไวต่อกรด จึงไม่สามารถใช้สารทำความสะอาดบางชนิดได้เนื่องจากมีผลเสีย[ 132 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • บอยน์ตัน, โรเบิร์ต เอส. (1980). เคมีและเทคโนโลยีของปูนขาวและหินปูน . ไวลีย์. ISBN 0-471-02771-5.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Limestone&oldid=1349121988#Uses "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ หินปูน

หินปูน เป็น หินตะกอนคาร์บอเนต ชนิดหนึ่งซึ่งเป็นแหล่งหลักของปูนขาวประกอบด้วยแร่แคลไซต์และอาราโกไนต์เป็นส่วนใหญ่ซึ่งเป็นรูปแบบผลึกที่แตกต่างกันของแคลเซียมคาร์บอเนตCaCO₃หินปูนเกิดขึ้น...

คำอธิบาย

หินปูนส่วนใหญ่ประกอบด้วย แร่ แคลไซต์ และ อาราโกไนต์ ซึ่ง เป็น รูปแบบผลึก ที่แตกต่างกัน ของ แคลเซียมคาร์บอเนต ( CaCO3 ) โดโลไมต์ CaMg (CO3 ) 2 เป็น แร่ที่ไม่พบมากนักในหินปูน และ ไซเดอไรต์ หรือ แร่คาร์บอเนต อื่นๆ ก็หายาก อย่างไรก็ตาม แคลไซต์ในหินปูนมักมี...

ธัญพืช

เม็ดส่วนใหญ่ในหินปูนเป็นเศษโครงกระดูกของสิ่งมีชีวิตในทะเล เช่น ปะการัง หรือ ฟอรามินิเฟอรา [ 16 ] สิ่ง มีชีวิตเหล่านี้หลั่งโครงสร้างที่ทำจากอะราโกไนต์หรือแคลไซต์ และทิ้งโครงสร้างเหล่านี้ไว้เมื่อพวกมันตาย เม็ดคาร์บอเนตอื่นๆ ที่ประกอบเป็นหินปูน ได้แก่ โอออยด์...

โคลน

เม็ดของหินปูนส่วนใหญ่ฝังอยู่ในเมทริกซ์ของโคลนคาร์บอเนต ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุดของหินคาร์บอเนตโบราณ [ 23 ] โคลนที่ประกอบด้วยผลึกแต่ละเม็ดที่มีความยาวน้อยกว่า 5 ไมโครเมตร (0.