عدد الرسائل : 371 العمر : 50 المزاج : رايق تاريخ التسجيل : 16/01/2009
موضوع: الحجر الجيري الجمعة مارس 19, 2010 5:15 pm
الحجر الجيري
الطبيعة :
يحتوي الحجر الجيري (وهوصخر رسوبي) على نسبة لا تقل عن 50% من كربونات الكالسيوم (أساسا على هيئة معدن كالسايت) غالباً ما تكون مصحوبة بكميات متفاوتة من كربونات المغنيزيوم (على هيئة معدن دولومايت) . ويتراوح الحجر الجيري تبعاً لنسبة هذين المعدنين مابين حجر جيري عالي الكالسيوم (أعلى من 95% كربونات الكالسيوم) إلى دولومايت عالي النقاوة أو دلوستون (أعلى من 40% كربونات المغنيزيوم) . وينشأ المحتوى الدولومايتي بشكل عام من جراء التحول التصخري لكربونات الكالسيوم الأصلية بواسطة المحاليل شديدة الملوحة . و تعتمد تسمية الحجر الجيري على أهم الخصائص المميزة للصخر ،
وغالباً ما يشير الوصف إلى صفة أو أكثر مما يلي : (1) نسب متوالية من الكالســايت والـدولـومايت (فالصخر يكون مغنيزياً إذا احتوى على نسبة تصل إلى 10% من الدولومايت ، ودولومايتياً إذا أحتوى على 10 - 50%من الدولومايت . (2) مـوقـع التـرسب (بحري ، بحيري) . (3) حـجــم ونـــوع الحبيبــات (ناعمة ، دقيقة التبلور، متبلورة ، مجهـريـة التبلور ، حبيبية ، مجهرية حبيبية) . (4) النسيج (كتلي ، متطبق) . (5) المركبات المحتواة (بطروخي ، حمصي ، مرجاني ، شعبي ، صدفي ، كوكـيـنـا ، حـامل للأمـونـايـت ، صـواني) . (6) المواد الارضية المدمجة (رملي ، غريني ، صلصالي) .
وتشمـل أنـواع الـحـجـر الجيـري الشائعة : (1) المكرايت الذي يتكون من ترسب الوحل الجيري ، ويكون عادة متماسكاً وقليل المسامية وشديد الصلابة (تزداد الصلابة مع إعادة التبلور) وكما أنه بوجه عام كتلي ومتطبق . (2) حجر جيري فتاتي ومتكون من جرّاء تراكم الهياكل العضوية والكريات الجيرية ، وفي بعض حالات البطروخيات أوالحمصيات ، وهو عالي النقاوة بالرغم من أنه مسامي وغير قوي في بعض الحالات ، كما أنه يظهر تطبقاً . (3) حجر جيري شعيبي تشكل من المرجان والطحالب أو الحزازيات (كائنات بحرية) وهو صخر جيري كتلي وغير متطبق وقد يكون عالي النقاوة ولكنه قد يكون كذلك حويصلياً نتيجة لغياب التصلب أو التحلل .
ويؤدي التحول الصخري الحراري والحركي للحجر الجيري إلى تكون صخر الرخام الذي يكون كتلياً في الغالب وذا ألوان جذابة (من بينها اللون الأبيض) وقوية (إذا لم تكن البلورات كبيرة جداً) ، وهي خصائص تجعله مناسباً للاستخدام كحجر زينة (انظر أحجار الزينة) . ومع ذلك فقد ينتج عن هذا التحول تكون الدولومايت وإضافة شوائب مثل معادن السيليكا الكلسية (الولاستونايت) .
البيئة الجيولوجية :
تنشأ رواسب الحجر الجيري الرئيسية غالباً في البحار الضحلة من تجمع كربونات الكالسيوم نتيجة للنشاط البيولوجي (حطام الأصداف والمرجانيات والاستروماتولايت) ، أو ترسيب كيميائي حيوي وفيزيوكيميائي (بطروخيات ، حمصيات ، ميكرايت) . وترتبط طبيعة وتركيب وتوزيع الحجر الجيري ارتباطا مباشراً بظروف الترسب مثل : (1) المناخ الذي يؤثر في درجــة حــرارة وكيمياء الماء . (2) عمق المياه الذي يؤثر في قيم الضوء وحركية البيئة . (3) تضاريس السطح الذي يتجمع عليه الحجر الجيري (ساحلي ، رصيف قاري ، حاجز ، رواسب منحدرة أو منهارة ، حوض) أما الحجر الجيري البحيري الذي ينشاء في بيئة قارية ، ويوجد في الغالب على نطاق محلي ، فهو محدود الانتشار مقارنة بالحجر الجيري البحري ؛ كذلك فإن الحجر الجيري المحتوي على فتات صخري والمتكون من تجمع صخور كربوناتية فتاتية (في بعض الحالات في بيئة امتداد قاري) يكون نادراً نسبياً .
وتشمل سحنات الحجر الجيري الشائعة حبيبات بحجم الرمل ، ووحلاً جيرياً ، وكميات مختلفة من المواد اللاحمة ، أما النقاوة (محتوى كربونات الكالسيوم) فترتبط بشكل عام بكمية الوحل ، كما يرتبط الحجر الجيري العالي الكالسيوم غالباً ببيئات(عالية الطاقة) ، و بالتالي يحتوي على نسبة ضئيلة من الوحل ، وفي المقابل فإن صخرالمكرايت (الحجر الجيري الدقيق التبلور) ينبثق من تجمع الوحل فى البحيرات الشاطئية أو بيئة المياه العميقة ويميل لاحتواء مواد غير كربوناتية بحجم الغرين أو الطين مما يجعله أقل نقاوة .
الاستخدامات :
بين جميع المعادن والصخور الصناعية ، ينفرد الحجر الجيري بأنه الأكثر استخداماً وأن له طائفة من الاستعمالات المرتبطة بخواصه الفيزيائية (الطبيعية) والكيميائية هي الأوسع في بابها . وتتأثر احتمالات استعمالاته الصناعية بكمية ونوعية الشوائب التي يحتوي عليها مثل : (1) الصلصال (المتناثر أو المركز في الطبقات) الذى ينتج مكونات ألومونية تستخدم في صناعة الإسمنت البورتلاندي . (2) الصوان (على شكل حبيبات أو عقيدات أو طبقات) الذي يسبب تآكل الكسارات عندما يكون كثيفاً ، ويصبح غير مناسب للاستخدام كركام عندما يكون مسامياً . (3)السليكا (كحبيبات بحجم الرمل أو الغرين) متناثرة أو مركزه في طبقات . (4) المواد العضوية التي تضفي على الصخر لوناً رمادياً أو أسود . (5) الدولومايت والمعادن الثقيلة . وبمعزل عن الشوائب ، فإن العامل الرئيسي الذى يؤثر في الاستعمالات الصناعية للحجر الجيري يكمن فى سهولة تكسر الصخر نتيجة لقلة المواد اللاحمة اونشوء الشقوق (الفواصل والصدوع) .
أما الاستخدامات الرئيسية للحجر الجيري فهي كالتالي :
الركامة :
يعتمد استخدام الحجر الجيري الصلب كبديل عن استخدام الصخور النارية في حجارة رصف الطرق أو صناعة الخرسانة ، على العوامل الاقتصادية (مثل قرب الموقع) ، وهي عوامل لاتقل أهمية عن العوامل الفنية .
الاحجار المنحوتة وأحجار البناء :
تظهر بعض الاحجار الجيرية تجانساً في اللون والنسيج مما يجعلها مناسبة لإنتاج أحجار بناء منحوتة ، وحيث تكون شديدة الصلابة يمكن تلميعها وتسويقها كرخام .
الإسمنت البورتلاندي :
يمثل الحجر الجيري نسبة 75% إلى 80% من المواد الخام (الأولية) المستخدمة في صناعة الإسمنت البورتلاندي .
المواد الصاهرة :
يعتبر الحجر الجيري واحداً من عوامل الصهر الرئيسية التي تستخدم بكثرة في صهر الحديد ومعادن أخرى . ففي درجات الحرارة العالية ، يتحلل الحجر الجيري إلى أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون حيث يؤدي أكسيد الكالسيوم إلى تخفيض درجة الانصهار والوزن النوعي للخبث ويزيد سيولته ويساعـد على إزالة الشوائب من الخام .
ومع أنه لاتوجد مواصفات صارمة لخواص الحجر الجيري ، إلا أن المستخدمين الصناعيين غالباً ما يشترطون محتوى منخفضاً من العناصر الحمضية يصل إلى أقل من 61% من أكسيد السيليكون ، وأقل من 1%من أكسيد الألمنيوم ، وأقل من 1% من أكسيد الحديد ، وأقل من 0.05% من الكبريت ، وكميات ضئيلة من الفسفور . ويجب أن تزيد كمية أكسيد الكالسيوم وأكسيد المغنيزيوم عن 51 % و 2 % على التوالي ، ولايوصى باستخدام الرخام الخشن الحبيبات. ويجب أن تزيد مقاومة انضغاط الحجر الجيري عن 400 كيلو جرام / سنتيمترمربع لمقاومة ضغط الحمل في أفران الصهر وتجنب إنتاج مسحوق الخام .
طوب الكالسيوم السيليكاتي :
تتراوح نسبة الجير المستخدم لإنتاج طوب الكالسيوم السيليكاتي من 5 - 10 % من أكسيد الكالسيوم تبعاً لطبيعة الرمل وقوة الطوب المرغوب في إنتاجه . ويجب أن يحتوي الجير الحي (غير المطفأ) أو المطفأ على نسبة تقل عن 1.5% من أكسيد المغنيزيوم .
الزراعة :
يخفض الحجر الجيري حموضة التربة ، ويوفر الكالسيوم الضروري لنمو النبات ، ويحفز النشاط المتصل بأشكال الحياة المجهرية . وللحجر الجيري المثالي ، عند تخفيض حموضة التربة ، قيمة تحييدية قدرها 53 % (وهذه القيمة تقدر بنسبة أكسيد الكالسيوم أو أكسيد الكالسيوم مضافاً إليه أكسيد المغنيزيوم إذا كانت المواد دولومايتية) بالإضافة إلى محتوى رطوبة يصل إلى (2%) . ويظهر مفعول العامل التحييدي بشكل أسرع إذا كانت المواد مطحونة (فالطباشير أفضل من الحجر الجيري الصلب) ، وإذا تم استخدام الجير المطفأ المحروق. وبما أن المواصفات النوعية للحجر الجيري المطحون تتطلب أن يكون حجم القطع أقل من 4.76 مليمتر ، وأن يكون محتوى أكسيد المغنسيوم أقل من (3%) ، فقد أدى ذلك إلى استخدام حجر جيري خام مكسر بحجم قطـع لايـزيـد عـن 7.5 مليمتـر نظراً لقلة تكلفته .
ويلعب الحجر الجيري أيضاً دوراً هاماً كمادة مغذية (فى المواد الغذائية الحيوانية) . ولاتوجد أية مواصفات معتمدة لذلك ، ولكن يجب أن يكون الحجر الجيري : (1) نقياً بقدر الإمكان وأن يحتوي على الأقل على 53%من أكسيد الكالسيوم . (2) محتوياً على أقل كمية من السيليكا والحديد والألومينا والمعادن الثقيلة (3) خالياً من الرصاص و النحاس والأسترانشيوم و (لبعض الأغراض) مسحوق المعادن . وعند استخدامه كمادة مغذية مضافة للإستهلاك البشري ، يجب أن تكون درجة تركيز الحجر الجيري أكثر من 97% من أكسيد الكالسيوم ، وأن يحتوي على ما هو دون 4 أجزاء من المليون من الزرنيخ ، وما هو دون 20 جزءاً من المليون من الرصاص .
التبييض (إضافة اللون الأبيض) :
التبييض هو المصطلح المستخدم لمادة الحشو والتمديد الناعمة البيضاء المستخرجة من الحجر الجيري (أو الرخام أو كربونات الكالسيوم المترسبة) والمستخدمة في الدهانات واللدائن (البلاستيك) والورق والخزف ومعجون الحشو والصمغ (85% حجر جيري + 15% زيت بذرة الكتان) . و يساهم التبييض في ظهور اللاشفافية والانعكاسية ويمنع طفو أصباغ الألوان . ويجب أن تكون المواد الخام سهلة الطحن وتنتج دقيقاً خاملاً كيميائياً وشديد النقاوة (أعلى من 96.5% كربونات الكالسيوم) ، وبدرجة عالية من البياض والانعكاسية (معامل النصوع يتجاوز 85) . وإذا كان المقصود استعمال دقيق الحجر الجيري لغرض ملء الفراغات بين الألياف السلولوزية في الورق ، فيجب أن يتجاوز محتواه من كربونات الكالسيوم نسبة 96.1% ، وأن يكون معامل النصوع أعلى من 85.5 . أما عند استخدام الدقيق كطبقة مغلفة للطلاء فإن هذه القيم يجب أن تكون أعلى من 98 % و 96 % على التوالي .
المطاط واللدائن (البلاستيك) :
إن إستخدام الحجر الجيري في صناعات المطاط واللدائن يقلل من كلفة المواد الخام ، ويحسن القوة الكيميائية والميكانيكية لهذه المواد . وفي صناعة المطاط يجب أن تكون قيم النحاس والمنجنيز والرصاص فى الحجر الجيري المستخدم أقل مايمكن ، وكذلك الحال بالنسبة لقيم النحاس والمنجنيز والسيلكا في صناعة اللدائن . ويفضل إستخدام الحجر الجيري الصلب فى صناعة المطاط حيث لاتشكل إشرافة اللون عاملاً مهماً على خلاف ماهو مطلوب فى صناعة اللدائن ، مع أن توفر لون ثابت لايبهت يعتبر شرطاً أساسياً .
الـجـيــر :
يمكن توفيرالجير بتحميص (كلسنة) الحجر الجيري في درجة حرارة تزيد عن 900ْ درجة مئوية . يكون الحجر الجيري الخام عالي النقاوة حيث يؤدي إطلاق ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التحميص إلى فقد 44% من الوزن مع زيادة مصاحبة في محتوى الشـوائـب . وعلـى سبيل المثال ، يؤدي وجود أكسيد السيليكون بنسبة 2% فـي الحجـر الجيـري إلى زيـادة أكسيـد السيليكـون فـى الجيـر بنسبة 4% إضافة إلى ناتج آخر غير مرغوب فيه يتمثل في تفاعل أكسيد السيلكون مع أكسيد الكالسيوم لتكوين سيليكات ثنائية الكالسيوم . وإذا أجريت عملية التحميص (الكلسنة) فـي أفـران عمودية ، فإن مقاومة انضغاط الحجر الجيري يجب أن تتجاوز 400 كيلوجرام/سنتيمترمربع ، إلا ان هذا العامل لايمثل أهمية في الأفران المائلة.
السـكــر :
يستخدم كل من أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون الناتجين عن عملية تحميص الحجر الجيري في تكرير السكر . ويزيد الجير من قلوية محلول السكر (المحضر من قصب السكر أو الشمندر) مؤدياً إلى ترسيب عجينة تزال فيما بعد بحقن ثاني أكسيد الكربون لإعادة تكوين كربونات الكالسيوم . وتتطلب صناعة السكر أن يحتوي الحجر الجيري علىنسبة تتجاوز 96% من كربونات الكالسيوم ، وتقل عن 1% بالنسبة لكل من أكسيد السيلكون ، وأكسيد الحديد + أكسيد الألمنيوم وأكسيد المغنيزيوم إضافة إلى احتوائه على كميات قليلة من الصلصال والمواد العضوية والكبريتات .
الـزجــاج :
يستخدم الحجر الجيري في صناعة الزجاج كعامل صهر لرمل السيلكا ، ولتحسين الخواص الكيميائية والفيزيائية للناتج النهائي . ويجب أن يحتوي الحجرالجيري على أكثر من 98.5% من كربونات الكالسيوم وأقل من 0.4% من أكسيد الحديد لإنتاج زجاج غير ملون ، وأقل من 0.1% من أكسيد الحديد لإنتاج زجاج أبيض ، مع عدم احتواء معادن مقاومة للصهر أو ملونة . وفي بعض الأحيان يستخدم الجير بدلاً من الحجر الجيري لكونه أقل كلفة فى النقل ، ولأنه يعطي لمعاناً وتلويناً أفضل للزجاج . غير أن الحجر الجيري يمتاز برخص سعره عن الجير ، وإطلاقه لثاني أكسيد الكربون الذي يعمل كأداة خض للزجاج المنصهر.
رمـاد الصـودا :
يستخدم رماد الصودا في صناعات الزجاج والمنظفات ، ويتم إنتاجه بواسطة عملية " سولفاي " التى تؤدي إلى تفاعل ثاني أكسيد الكربون الناتج من تصنيع الجير مع كلوريد الصوديوم والأمونيا لتكوين كلوريد الأمونيوم (ملح النشادر) مع راسب كربونات الصوديوم - وهذا الأخير يحمص بعدئذ لإنتاج رماد الصودا . ويتمخض هذه العملية عن ناتج ثانوي هو كلوريد الكالسيوم نتيجة لتفاعل الجير المائي مع كلوريد الأمونيوم . وتختلف الآراء حول نقاوة الحجر الجيري المطلوب لإنتاج رماد الصودا (فهناك بعض الجهات تتطلب نسبة تزيد عن 98.6%من كربونات الكالسيوم وتقل عن 1% من أكسيد السيليكون) ، ومع ذلك فإن نسبة محتواه من أكسيد المغنيزيوم يجب أن تقل عن 2% كشرط أساسي .
عدوابليس Admin
عدد الرسائل : 371 العمر : 50 المزاج : رايق تاريخ التسجيل : 16/01/2009
موضوع: رد: الحجر الجيري الجمعة مارس 19, 2010 5:18 pm
هذه تسمى الدرنات (concretion) وهى تتكون بعمليات بعد الترسيب (late diageness) يعني late diagenetic origion عن المحاليل المائية التي فيها اكاسيد الحديد أظن, ومنها معدن (goethite أو معدن آخر من السليكا) الذي نمى بالإحلال حول نواة من جسم غريب قد تكون صَدَفة أو أي جسم غريب , كما تبدو في مجموعة الأشكال الحلزونية السوداء والبنية (شكل1) .
أما الصورة الأخرى والتي حدثت فيها عملية إحلال(replacemet) والمادة السوداء (قد تكون سليكا و اكسيد حديد) حلت محل صخور الكربونات ذات اللون البني الفاتح, وهذا فقط تفسيري من الصورة دون مشاهدة العينة اليدوية ,يمكنك ان تفحص العينة لتأكد من مواد المكونة لها (شكل 2) .
الإثنين أكتوبر 14, 2013 2:30 am من طرف الباحث
Ahlamontada 
