方解石筏

方解石筏(英語:calcite rafts) 是指方解石晶體在靜止水體的表面形成的方解石晶體,即使水中的碳酸鈣沒達到飽和度。 晶體相互附著,像是漂浮在白色不透明材料上的筏子。 這些漂浮物被稱為方解石筏或「豹斑」。

Photo showing calcite rafts on surface of water in Carpinteria Reservoir
Carpinteria 水庫水面上的方解石筏

化學

在水中過飽和的碳酸鈣會沉澱為方解石晶體。 在靜止條件下,即使水體中不具過飽和的碳酸鈣條件時,方解石晶體也會在水面上形成。 這是由於水從表面蒸發,二氧化碳從表面逃逸,而形成一層薄薄的表面水層,其鈣和碳酸根離子的濃度遠高於碳酸鈣的飽和濃度。 因此在這種高度局部化的環境沉澱方解石晶體,晶體相互附著形成白色材料筏狀物[1]。 在掃描電子顯微鏡下,筏的表面有孔,其四周圍形成相互連接的方解石晶體。 孔洞可能是由氣泡或水面上的其他異物引造成的的[2]。 即使方解石每個晶體的比重為 2.7,由於水的表面張力使相互連接的方解石晶體能漂浮在水面上,。

在洞穴和河流系統內的形成

石灰岩洞穴系統中方解石筏很普遍。 因爲在洞穴中空氣流動很少,水含有大量的鈣離子和碳酸根離子。 在世界各地的石灰岩洞穴中都有方解石筏[3] [4][5]。甚至在泉水補給的河流系統中也有形成方解石筏[1]

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 Taylor, P.M., Drysdale, R.N. and Carthew, K.D. (2004). 「The formation and environmental significance of calcite rafts in tropical tufa-depositing rivers of northern Australia.」 Sedimentology. 51:5 October. 1089
  2. ^ Taylor, P.M. and Chafetz, H.S. (2004). 「Floating Rafts of Calcite Crystals in Cave Pools, Central Texas, USA.」 Jour. Sedimentary Res. 74:3 328–41.
  3. ^ Davis, Donald G. (2000). 「Extraordinary Features of Lechuguilla Cave, Guadalupe Mountains, New Mexico.」 Jour. Cave and Karst Studies. 62:2 147–57.
  4. ^ van Hengstum, P.J., et al. (2011). 「Sea Level Controls Sedimentation and Environments in Coastal Caves and Sinkholes.」 Marine Geology. 286: 35–50
  5. ^ Juhasz, E., Korpas, L. and Balog, A. (1995). 「200-Million Years of Karst History, Dachsein Limeson, Hungary.」 Sedimentology. 42:3 473–89