Caliche (hiszp.) to osadowa skała chemiczna lub strefa w glebie, w których cząstki ziarnowe zostały scementowane przez cykliczne wytrącanie się materii mineralnej w ich przestrzeniach międzyziarnowych. Cementem jest zwykle węglan wapnia. Znane są jednak cementy budowane z węglanu magnezu, gipsu, krzemionki, tlenków żelaza i kombinacji tych związków.
Fig. 1. Caliche utworzone na utworach czerwonego spągowca; Wzg. Guzowata (synklinorium śródsudeckie); coll: Wojciech Mastej
Opis
Caliche mają barwę białą, szarą, brązową lub czerwonawo-brązową. Dobrze rozwinięty osad w zależności od występujących frakcji oraz stopnia zaawansowania cementacji może mieć wygląd gruzu, żwiru, brekcji, zlepieńców, piasków lub piaskowców. Caliche jeśli jest mocno związane cementem, który całkowicie wypełnia puste przestrzenie pomiędzy cząstkami osadu lub gleby może być skałą bardzo twardą i trwałą (Fig. 1). Jeśli jest słabo scementowany może być również osadem słabym i kruchym. W odsłonięciach dobrze rozwinięte caliche wyróżnia się w górnej części kompleksu silną cementacją oraz luźnym, kruchym materiałem poniżej. Osad caliche czasami jest pokryty niescementowanym materiałem powierzchniowym. Korzenie roślin mogą nie móc przeniknąć do dobrze rozwiniętego caliche.
Występowanie
Caliche jest osadem tworzącym się na lądzie w warunkach klimatów suchego lub półpustynnego. Opady w takich warunkach są rzadkie i okresowe ale gdy wystąpią mogą być intensywne. Caliche może powstawać w różny sposób. Najczęściej proces jego tworzenia rozpoczyna się gdy woda opadowa nasycona w atmosferze i w środowisku glebowym dwutlenkiem węgla zaczyna ługować węglan wapnia z przypowierzchniowych stref gleb i osadów. Roztwory przesączające się w dół transportują rozpuszczone związki mineralne w postaci kwaśnego węglanu wapnia (Ca[HCO3]2) do niżej leżących zwietrzelin, w których następuje ich strącanie. Kalcyt początkowo krystalizuje na fragmentach osadu lub cząstkach gleby w postaci małych ziarn lub cienkich powłok. Kolejne okresy deszczowe pozostawiają na ziarnach przyrastające na siebie kalcytowe warstewki. W miarę wzrostu grubości powłok pokrywających okruchy, sąsiednie ziarna są ze sobą sklejane tworząc gruzły składające się z wielu ziaren i otaczającego je cementu. W miarę postępu procesu cementacji może powstać ciągła warstwa osadu.
W zaawansowanym stadium rozwoju, caliche może rozwinąć się w postaci grubej, nieprzepuszczalnej dla wody warstwy osadu. Może ona uniemożliwić dalsze przenikanie wody w dół i zapobiegać wietrzeniu i erozji skały. Warstwa caliche ma na ogół większą spoistość w górnej części warstwy i mniejszą w dolnej. Zaawansowana forma caliche może wytworzyć warstwę o grubości ponad jednego metra i rozpiętości horyzontalnej rzędu setek kilometrów kwadratowych.
Niektóre osady caliche tworzą się w wyniku kapilarnego podsiąkania wody w górę. Gdy woda odparowuje, rozpuszczone substancje wytrącają się i z czasem cementuje glebę lub osad.
Caliche może również tworzyć się w efekcie procesów życiowych roślin. Ponieważ flora przyswaja ze środowiska glebowego duże ilości wody, substancje mineralne, których rośliny nie pobierają gromadzą się wraz z resztkami wody w przypowierzchniowych warstwach gleby. Kiedy stężenie ich staje się wystarczająco wysokie lub kiedy wzrasta parowanie, z czasem mogą tworzyć utwory caliche.
W Polsce dobrze rozwinięty osad caliche można obejrzeć wśród osadów czerwonego spągowca w odsłaniającej się na wzgórzu Guzowata koło Radkowa ogniwie zlepieńców z Wambierzyc formacji z Radkowa (synklinorium śródsudeckie) (Mastej 2019). Z mioceńskimi osadami słabo rozwiniętego caliche możemy zapoznać się w Krakowie w Rezerwacie przyrody nieożywionej "Bonarka".
Bibliografia
Bolewski A., Parachoniak W., 1988. Petrografia. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
King H.M., Caliche Also known as calcrete, hardpan, and duricrust. URL: https://geology.com/rocks/caliche.shtml.
Mastej W., 2019. OGT-19. Zlepieńce permskie we wzgórzu Guzowata koło Radkowa. W: Bartuś T., Łodziński M., Mastej W. (red.). Geostrada Sudecka. Przewodnik geologiczny, [T. 2]. Wydawnictwa AGH. Kraków, 249-254.
