Lateritt - Laterite
Lateritt er både en jordart og en bergart som er rik på jern og aluminium og anses ofte å ha dannet seg i varme og våte tropiske områder. Nesten alle lateritter har rusten-rød farge på grunn av høyt jernoksidinnhold . De utvikler seg ved intensiv og langvarig forvitring av den underliggende foreldrebergarten , vanligvis når det er forhold med høye temperaturer og kraftig nedbør med alternative våte og tørre perioder. Tropisk forvitring (laterisering) er en langvarig prosess med kjemisk forvitring som produserer et stort utvalg i tykkelse, kvalitet, kjemi og malmmineralogi av de resulterende jordsmonnene. Størstedelen av arealet holdige lateritter er mellom tropene av kreft og Capricorn .
Lateritt har ofte blitt referert til som en jordtype, så vel som å være en bergart. Denne og ytterligere variasjonen i konseptualiseringsmetodene om lateritt (f.eks. Også som en fullstendig forvitringsprofil eller teori om forvitring) har ført til krav om at begrepet skal forlates helt. Minst noen få forskere som spesialiserer seg på regolitutvikling har trodd at håpløs forvirring har utviklet seg rundt navnet. Materiale som ligner veldig på den indiske lateritten forekommer rikelig over hele verden.
Historisk sett ble lateritt kuttet i mursteinlignende former og brukt i monumentbygging. Etter 1000 e.Kr. endret byggingen ved Angkor Wat og andre sørøstasiatiske steder seg til rektangulære tempelinnhegninger laget av lateritt, murstein og stein. Siden midten av 1970-tallet har noen prøveseksjoner av bituminøse overflater med lav volum brukt lateritt i stedet for stein som en grunnbane. Tykke laterittlag er porøse og lett gjennomtrengelige, slik at lagene kan fungere som akviferer i landlige områder. Lokalt tilgjengelige lateritter har blitt brukt i en sur løsning, etterfulgt av nedbør for å fjerne fosfor og tungmetaller ved renseanlegg.
Lateritter er en kilde til aluminium malm ; malmen eksisterer stort sett i leiremineraler og hydroksidene , gibbsitt , boehmitt og diaspore , som ligner sammensetningen av bauxitt . I Nord -Irland ga de en gang en stor kilde til jern- og aluminiummalm. Laterittmalm var også den tidlige hovedkilden til nikkel .
Definisjon og fysisk beskrivelse
Francis Buchanan-Hamilton beskrev og navngav først en laterittformasjon i Sør- India i 1807. Han kalte den lateritt fra det latinske ordet senere , som betyr en murstein; denne svært komprimerte og sementerte jorda kan enkelt kuttes i mursteinformede blokker for bygging. Ordet lateritt har vært brukt for variabelt sementert, sesquioxide -RICH jord horisonter . Et sesquioxide er et oksid med tre oksygenatomer og to metallatomer. Den har også blitt brukt til enhver rødaktig jord på eller i nærheten av jordoverflaten.
Laterittdeksler er tykke i stabile områder av det vestlige etiopiske skjoldet , på kratoner på den søramerikanske platen og på det australske skjoldet . I Madhya Pradesh , India, er lateritten som dekker platået 30 m tykk. Lateritter kan enten være myke og lett brytes i mindre biter, eller faste og fysisk motstandsdyktige. Kjellersteiner er begravet under det tykke forvitrede laget og blir sjelden eksponert. Laterittisk jord utgjør den øverste delen av laterittdekket.
Formasjon
Tropisk forvitring (laterisering) er en langvarig prosess med kjemisk forvitring som produserer et stort utvalg i tykkelse, kvalitet, kjemi og malmmineralogi av de resulterende jordsmonnene. De første produktene av forvitring er i hovedsak kaoliniserte bergarter kalt saprolitter . En periode med aktiv laterization utvidet fra omtrent mellom- tertiær til midten av kvartære perioder (35 til 1,5 millioner år siden). Statistiske analyser viser at overgangen i gjennomsnitt og variansnivåer på 18 O i midten av Pleistocene var brå. Det ser ut til at denne brå endringen var global og hovedsakelig representerer en økning i ismasse; omtrent samtidig skjedde en brå nedgang i havoverflatetemperaturene; disse to endringene indikerer en plutselig global avkjøling. Lateraliseringshastigheten ville ha gått ned med den brå nedkjølingen av jorden. Forvitring i tropisk klima fortsetter til i dag, med redusert hastighet.
Lateritter dannes ved utvasking av sedimentære bergarter ( sandstein , leire , kalkstein ); metamorfe bergarter ( skifer , gneiser , migmatitter ); vulkanske bergarter ( granitter , basalter , gabbros , peridotitter ); og mineraliserte proto-malmer; som etterlater de mer uløselige ionene, hovedsakelig jern og aluminium. Mekanismen for utvasking involverer syre oppløse verten mineral gitter , fulgt av hydrolyse og utfelling av uoppløselige oksyder og sulfater av jern, aluminium og silika under de høye temperaturbetingelser i en fuktig sub-tropiske regn klima .
Et vesentlig trekk for dannelsen av lateritt er gjentagelse av våte og tørre årstider . Bergarter blir utvasket av perkolerende regnvann i den våte sesongen; den resulterende løsningen som inneholder de utlutede ioner, bringes til overflaten ved kapillærvirkning i løpet av den tørre sesongen. Disse ionene danner oppløselige saltforbindelser som tørker på overflaten; disse saltene vaskes bort i løpet av den neste våte sesongen. Laterittdannelse foretrekkes i lave topografiske relieffer av milde kam og platåer som forhindrer erosjon av overflatedekselet. Reaksjonssonen der bergarter er i kontakt med vann - fra de laveste til høyeste vannstandsnivåene - blir gradvis utarmet av de lett utvaskede ionene av natrium , kalium , kalsium og magnesium . En løsning av disse ionene kan ha riktig pH for å fortrinnsvis oppløse silisiumoksyd i stedet for aluminiumoksydene og jernoksidene .
De mineralogiske og kjemiske sammensetningene av lateritter er avhengige av deres foreldrebergarter. Lateritter består hovedsakelig av kvarts , zirkon og oksider av titan , jern, tinn , aluminium og mangan , som forblir i løpet av forvitringen. Kvarts er det mest utbredte relikmineralet fra modersteinen.
Lateritter varierer betydelig etter beliggenhet, klima og dybde. De viktigste vertsmineralene for nikkel og kobolt kan enten være jernoksider , leiremineraler eller manganoksider . Jernoksider stammer fra mafiske vulkanske bergarter og andre jernrike bergarter; bauxitter er avledet fra granittisk vulkansk bergart og andre jernfattige bergarter. Nikkel lateritter forekommer i soner på jorden som opplevde langvarig tropisk forvitring av ultramafiske bergarter som inneholder ferro-magnesianske mineraler olivin , pyroxen og amfibol .
Steder
Yves Tardy, fra French Institute National Polytechnique de Toulouse og Centre National de la Recherche Scientifique , beregnet at lateritter dekker omtrent en tredjedel av jordens kontinentale landområde. Laterittisk jord er undergrunnen til ekvatorialskogene, savannene i de fuktige tropiske områdene og de sahelske steppene . De dekker det meste av landområdet mellom tropene Kreft og Steinbukken; områder som ikke er dekket innenfor disse breddegrader inkluderer den ekstreme vestlige delen av Sør-Amerika, den sørvestlige delen av Afrika, ørkenregionene i Nord-Sentral-Afrika, den arabiske halvøy og det indre av Australia.
Noen av de eldste og mest deformerte ultramafiske bergartene som gjennomgikk lateralisering, finnes i de komplekse prekambriske skjoldene i Brasil og Australia. Mindre sterkt deformert Alpine-type intrusives har dannet lateritt profiler i Guatemala, Colombia, Sentral-Europa, India og Burma. Store skyveplater av mesozoiske øybuer og kontinentale kollisjonssoner gjennomgikk lateralisering i Ny -Caledonia, Cuba, Indonesisk og Filippinene. Lateritter gjenspeiler tidligere værforhold; lateritter som finnes i dagens ikke-tropiske områder er produkter fra tidligere geologiske epoker , da området var nær ekvator. Dagens lateritt som forekommer utenfor de fuktige tropene anses å være indikatorer på klimaendringer, kontinentaldrift eller en kombinasjon av begge. I India har laterittjord et areal på 240 000 kvadratkilometer
Bruker
Jordbruk
Laterittjord har et høyt leireinnhold, noe som betyr at de har høyere kationbyttekapasitet og vannholdende kapasitet enn sandjord. Det er fordi partiklene er så små, at vannet er fanget mellom dem. Etter regnet beveger vannet seg sakte i jorda. På grunn av intensiv utvasking mangler laterittjord i fruktbarhet i forhold til annen jord, men de reagerer lett på gjødsel og vanning. Palmer er mindre sannsynlig å lide av tørke fordi regnvannet holdes i jorda. Men hvis strukturen til laterittisk jord blir ødelagt, kan det dannes en hard skorpe på overflaten, noe som hindrer vanninfiltrasjon, fremveksten av frøplanter og fører til økt avrenning. Det er mulig å rehabilitere slike jordarter ved å bruke et system som kalles 'bio-gjenvinning av ødelagte landområder'. Dette innebærer å bruke innfødte vannhøstingsmetoder (som planting av groper og grøfter), påføring av dyre- og planterester og å plante frukttrær av høy verdi og urfolk som er tolerante mot tørke. Disse jordsmonnet er mest egnet for plantingsavlinger. De er gode for oljepalme, te, kaffe og cashewdyrking. Den internasjonale Crops Research Institute for halvtørre Tropics ( ICRISAT ) har ansatt dette systemet for å rehabilitere degradert laterittjord i Niger og øke smallholder bøndenes inntekter. Noen steder støtter disse jordene beiteområder og krattskog.
Byggeklosser
Når de er fuktige, kan lateritter enkelt kuttes med en spade i blokker av vanlig størrelse. Lateritt blir utvunnet mens det er under vannstanden, så det er vått og mykt. Ved eksponering for luft stivner den gradvis etter hvert som fuktigheten mellom de flate leirepartiklene fordamper og de større jernsaltene låser seg fast i en stiv gitterstruktur og blir motstandsdyktige mot atmosfæriske forhold. Kunsten å bryte laterittmateriale inn i mur mistenkes å ha blitt introdusert fra det indiske subkontinentet. De herder som jern når de utsettes for luft.
Etter 1000 e.Kr. endret angkoriansk konstruksjon seg fra sirkulære eller uregelmessige jordvegger til rektangulære tempelinnhegninger av lateritt-, murstein- og steinstrukturer. Geografiske undersøkelser viser områder som har lateritiske steinjusteringer som kan være grunnlag for tempelsteder som ikke har overlevd. Khmer -folket konstruerte Angkor -monumentene - som er utbredt i Kambodsja og Thailand - mellom 900- og 1200 -tallet. Steinmaterialene som ble brukt var sandstein og lateritt; murstein hadde blitt brukt i monumenter bygget på 900- og 900 -tallet. To typer lateritt kan identifiseres; begge typer består av mineralene kaolinitt, kvarts, hematitt og goethitt. Forskjeller i mengder av mindre elementer arsen, antimon, vanadium og strontium ble målt mellom de to laterittene.
Angkor Wat- lokalisert i dagens Kambodsja-er den største religiøse strukturen bygget av Suryavarman II , som styrte Khmer-riket fra 1112 til 1152. Det er et verdensarvsted. Sandsteinen som ble brukt til bygningen av Angkor Wat er mesozoisk sandstein som brytes i Phnom Kulen -fjellene, omtrent 40 km fra templet. Fundamentene og indre deler av templet inneholder laterittblokker bak sandsteinoverflaten. Murverket ble lagt uten fugemørtel.
Veibygging
Franskmennene dukket opp veier i Kambodsja, Thailand og Vietnam -området med knust lateritt, stein eller grus. Kenya, på midten av 1970-tallet, og Malawi, på midten av 1980-tallet, konstruerte prøveseksjoner av bituminøse overflater med lav volum ved å bruke lateritt i stedet for stein som en grunnbane. Lateritten samsvarte ikke med noen aksepterte spesifikasjoner, men fungerte like godt sammenlignet med tilstøtende veistrekninger med stein eller annet stabilisert materiale som base. I 1984 ble 40 000 US $ per 1 km spart i Malawi ved å bruke lateritt på denne måten.
Vannforsyning
Berggrunn i tropiske soner er ofte granitt, gneis, skifer eller sandstein; det tykke laterittlaget er porøst og lett gjennomtrengelig, slik at laget kan fungere som en akvifer i landlige områder. Et eksempel er Southwestern Laterite (Cabook) Aquifer på Sri Lanka. Denne akvifer er på den sørvestlige grensen til Sri Lanka, med de smale Shallow Aquifers on Coastal Sands mellom den og havet. Den har en betydelig vannholdningskapasitet, avhengig av formasjonsdybden. Akviferen i denne lateritten lades raskt opp med regnet i april - mai som følger etter den tørre sesongen februar - mars, og fortsetter å fylle med monsunregn . Vannstanden trekker seg sakte og lades opp flere ganger i løpet av resten av året. I noen forstadsområder med høy tetthet kan vannspeilet trekke seg ned til 15 m (50 fot) under bakkenivå i løpet av en lengre tørketid på mer enn 65 dager. Cabook Aquifer lateritter støtter relativt grunne akviferer som er tilgjengelige for gravde brønner.
Avløpsrensing
I Nord -Irland er fosforberikelse av innsjøer på grunn av jordbruk et betydelig problem. Lokalt tilgjengelig lateritt-en lavkvalitets bauxitt rik på jern og aluminium-brukes i sur løsning, etterfulgt av nedbør for å fjerne fosfor og tungmetaller ved flere renseanlegg. Kalsium-, jern- og aluminiumrike faste medier anbefales for fjerning av fosfor. En studie, som bruker både laboratorietester og konstruerte våtmarker i pilotskala, rapporterer effektiviteten av granulært lateritt for fjerning av fosfor og tungmetaller fra deponialvann . Innledende laboratoriestudier viser at lateritt er i stand til 99% fjerning av fosfor fra løsningen. Et eksperimentelt anlegg i pilotskala inneholdende lateritt oppnådde 96% fjerning av fosfor. Denne fjerningen er større enn rapportert i andre systemer. De første flyttingene av aluminium og jern fra anlegg i pilotskala har vært henholdsvis opptil 85% og 98%. Perkolerende kolonner av lateritt fjernet nok kadmium , krom og førte til uoppdagelige konsentrasjoner. Det er en mulig anvendelse av dette billige, lavteknologiske, visuelt diskret, effektive systemet for landlige områder med spredte punkt forurensningskilder.
Malm
Malm er konsentrert i metalliske lateritter; aluminium finnes i bauxitter , jern og mangan finnes i jernrike harde skorper, nikkel og kobber finnes i oppløste bergarter, og gull finnes i flekkete leirer.
Bauxitt
Bauxittmalm er hovedkilden til aluminium. Bauxitt er en variasjon av lateritt (resterende sedimentær stein), så den har ingen presis kjemisk formel. Det består hovedsakelig av hydratisert aluminiumoksyd mineraler som gibbsitt [Al (OH) 3 eller Al 2 O 3 . 3H 2 O)] i nyere tropiske forekomster; i eldre subtropiske, tempererte avleiringer de store mineralene er bømitt [γ-AlO (OH) eller Al 2 O 3 .H 2 O] og noen diaspor [α-AlO (OH) eller Al 2 O 3 .H 2 O]. Den gjennomsnittlige kjemiske sammensetning av bauxitt, etter vekt, er 45 til 60% Al 2 O 3 og 20 til 30% Fe 2 O 3 . Den gjenværende vekten består av silika (kvarts, chalcedony og kaolinitt ), karbonater ( kalsitt , magnesitt og dolomitt ), titandioksid og vann. Bauxitter av økonomisk interesse må ha lite kaolinitt. Dannelse av laterittiske bauxitter skjer over hele verden i de 145- til 2 millioner år gamle kritt- og tertiære kystslettene. Bauxittene danner langstrakte belter, noen ganger hundrevis av kilometer lange, parallelle med nedre tertiære strandlinjer i India og Sør -Amerika; deres fordeling er ikke relatert til en spesiell mineralogisk sammensetning av oversteinen. Mange bauxitter på høyt nivå dannes i kystslettene som deretter ble løftet til sin nåværende høyde.
Jern
De basaltiske laterittene i Nord -Irland ble dannet av omfattende kjemisk forvitring av basalter i en periode med vulkansk aktivitet. De når en maksimal tykkelse på 30 m (100 fot) og utgjorde en gang en stor kilde til jern og aluminiummalm. Sirkulerende vann forårsaket nedbrytning av grunnbasalt og fortrinnsrettet nedbør av surt vann gjennom gitteret forlot jern- og aluminiummalmen. Primær olivin , plagioklase feltspat og augitt ble suksessivt brutt ned og erstattet av en mineralsamling bestående av hematitt , gibbsitt , goetitt , anatase , halloysitt og kaolinitt .
Nikkel
Laterittmalm var den viktigste kilden til tidlig nikkel. Rike laterittforekomster i Ny -Caledonia ble utvunnet fra slutten av 1800 -tallet for å produsere hvitt metall . Oppdagelsen av sulfidforekomster i Sudbury , Ontario, Canada, i begynnelsen av 1900 -tallet flyttet fokuset til sulfider for nikkelekstraksjon. Omtrent 70% av jordens landbaserte nikkelressurser finnes i lateritter; de står for tiden for rundt 40% av verdens nikkelproduksjon. I 1950 utgjorde nikkel av lateritt-kilde mindre enn 10%av den totale produksjonen, i 2003 utgjorde det 42%, og innen 2012 forventes andelen nikkel av laterittkilde å være 51%. De fire hovedområdene i verden med de største nikkel -laterittressursene er Ny -Caledonia, med 21%; Australia, med 20%; Filippinene, med 17%; og Indonesia, med 12%.
Se også
- Ferricrete - steinete partikler konglomerert i stein av oksyderte jernforbindelser fra grunnvann
- Oxisol - Jordtype kjent for å forekomme i tropiske regnskoger
- Plinthosol-Jernrik jordtype