Calcare

Il calcare è una roccia cristallina il cui componente principale è rappresentato dal minerale calcite. I giacimenti di calcare quindi il minerale stesso, sono più o meno compenetrati da impurità argillose o quarzitiche. Il calcare è un minerale spesso accoppiato alla dolomite.

Sedimenti di calcare a Pamukkale, in Turchia

Fra i numerosissimi utilizzi del calcare vi è quello, in pezzatura e miscela diverse come pietrame, pietrisco e sabbia per le costruzioni stradali e di calcestruzzo nell'industria dell'acciaio e chimica.

Il calcare è una roccia sedimentaria, come tale la sua composizione è sempre molto varia in funzione delle condizioni di formazione, in base alle qualile roccie sedimentaree si suddividono in tre grandi gruppi:

• sedimenti chimici
• sedimenti organogeni
• sedimenti clastici

La parte prevalente delle roccie calcaree va inclusa nei sedimenti organogeni, una parte minore si è formata per precipitazione da soluzioni acquose soprassature come sedimenti chimici. Infine, possono anche formarsi sedimenti calcarei clastici, qualora le rocce formatesi originariamente per via chimica o organogena vengano distrutte fisicamente e poi ricomposte in altro luogo.

Le rocce calcaree partecipano solo per circa lo 0,25% alla formazione della crosta terrestre, ma rappresentano il terzo tipo di roccia sedimentaria più recente dopo gli scisti argillosi e le arenarie.

Formazione del calcare

Formazione chimica

Determinante per la formazione chimica del calcare è il prodotto di soluzione del CaCO3

(1) Ca²⁺ · CO₃^2- = L(4.9 · 10^-9)

e gli stadi di dissociazione dell'anidride carbonica:

(2) (H⁺ · HCO₃^-)/(H₂CO₃) = K₁(1.72 · 10^-4)

(3) (H⁺ · CO₃^2-)/(HCO₃^{-</sup)) = K₂(4.84 · 10-11)}

Alla diminuzione della concentrazione degli ioni di idrogeno, risultata aumentata secondo l'equazione (2) la concentrazione degli ioni di bicarbonato e secondo la (3) la concetrazione degli ioni di carbonato. Si perviene in tal modo alla precipitazione dovuta al superamento per eccesso del prodotto di solubilità del carbonato di calcio. Un aumento della concentrazione degli [[|ione|ioni]] di idrogeno porta invece a una diminuzione della concentrazione di ioni di carbonato secondo l'equazione (3) e quindi a un superamento per difetto del prodotto di solubilità del carbonato di calcio, ossia a una soluzione rinforzata del carbonato di calcio. Le reazioni che si sviluppano alla formazione della calcite si possono riprodurre nel seguente schema di reazione:

H₂O + CO₂ ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^- ↔ 2H⁺ + CO₃^2-

CaCO₃ + H^{+ + HCO₃- ↔ Ca(HCO₃)₂ ↔ CA2++ + 2HCO₃-}

Formazione organogena

La Formazione organogena del calcare si basa sul fatto che molti esseri viventi compongono di calcare il loro guscio o scheletro. Dopo la morte degli organismi, i resti vanno a fondo e dopo la decomposizione, i componenti organici sul fondo del mare formano sedimenti spesso di grande estensione. La melma di globigerina copre oggi il 37,4% del fondo del mare che corrisponde al 25,2% dell'intera superficie terrestre. Le rocce calcaree del Muschelkalk sono costituite in gran parte da resti di conchiglie.

Classificazione degli organismi che formano il calcare

• Piante
  • Alghe calcificate fisse: litotammi, alimeda, etc
  • Alghe calcificate planctoniche (galleggianti passivamente): coccolitoforidi

• Animali
  • bentonitici: coralli, spugne calcaree, foraminiferi, briozoi, brachiopodi, echinodermi, molluschi, vermi, crostacei
  • planctonici: foraminiferi, pteropodi
  • nectonici (galleggianti attivamente): crostacei (trilobiti, ostracodi)

Formazione clastica del calcare

Le rocce calcaree clastiche si producono per disgregazione e spostamento di agglomerati di CaCO3 formatisi come spiegato nei paragrafi precedenti e già consolidati. Sono suddivise secondo granulometrie.

Diagenesi dei sedimenti calcarei

Sugli ammassi di materie calcitiche agiscono elevate pressioni e varie condizioni di temperatura; anche i processi chimici proseguono. I sedimenti calcarei dapprima spesso agglomerati sciolti si convertono quindi in roccia compatta.

In base alla loro conformazione si possono distinguere le seguenti varietà di calcare:

• Marmo: Roccia calcarea prevalentemente a grana grossa, formatasi da altre rocce calcaree sotto l'azione di una roccia profonda o per ricristallizzazione delle formazioni montuose.

• Calcare oolitico: Costituito da aggregati sferici (Ooliti) o ovoidali a struttura concentrica.

• Calcare compatto: Generalmente di formazione organogena presenta una rottura da concoidale, scheggiata e le colorazioni più diverse. La struttura è a strati e banchi, oppure massiccia. Spesso presentano impurità come argilla, silicie etc...

• Calcare stratificato: Calcari compatti, spesso a stratificazioni fini, in parte a struttura agatata come si ritrova nell'alabastro orientalep roveniente dell'Egitto o nel marmo d'onice verde-giallo del Messico.

• Calcare terroso: Può essere tritato ed è friabile. A questa varietà appartiene il gessetto da lavagna.