विषय
- चूना पत्थर क्या है?
- चूना पत्थर कैसे बनता है?
- चूना पत्थर से डोलोमाइट का गठन
- कार्बोनेट रॉक के अन्य प्रकार
- खनन कार्बोनेट चट्टानों
- चूना पत्थर के उपयोग
- पोर्टलैंड सीमेंट की कमी
- भविष्य में चूना पत्थर के स्रोत
- चूना पत्थर उत्पादन पैटर्न
- चूना पत्थर खनन में कुछ मुद्दे
- एक आवश्यक संसाधन को समझने की आवश्यकता
- अमेरिका की औद्योगिक खपत चूना पत्थर
चूना पत्थर से बने उत्पाद: चूना पत्थर राष्ट्रीय महत्व का एक आवश्यक खनिज वस्तु है। चूना पत्थर का उपयोग करके बनाए गए कई उत्पादों में से कुछ इस तस्वीर में दिखाए गए हैं: नाश्ता अनाज, पेंट, कैल्शियम पूरक गोलियां, एक संगमरमर की टेबलटॉप, एंटासिड टैबलेट, उच्च गुणवत्ता वाले कागज, सफेद छत वाले ग्रैन्यूल और पोर्टलैंड सीमेंट। (यूएसजीएस फोटोग्राफ; व्यापार, फर्म, या उत्पाद नामों का उपयोग केवल वर्णनात्मक उद्देश्यों के लिए है और अमेरिकी सरकार द्वारा समर्थन नहीं करता है।)
इंडेक्स बिल्डिंग में इंडियाना चूना पत्थर: राष्ट्र की राजधानी में कई इमारतें चूना पत्थर से ढकी हैं। एपेक्स बिल्डिंग / फेडरल ट्रेड कमीशन में इंडियाना चूना पत्थर का ऊपरी हिस्सा है। (USGS की तस्वीर।)
चूना पत्थर क्या है?
"चूना पत्थर" का अर्थ है किसी भी चट्टान का निर्माण जो ज्यादातर कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO) से होती है3), लेकिन भूवैज्ञानिकों के लिए, चूना पत्थर केवल कई प्रकार के "कार्बोनेट चट्टानों" में से एक है। ये चट्टानें 50% से अधिक कार्बोनेट खनिजों से बनी होती हैं, आम तौर पर खनिज कैल्साइट (शुद्ध काओ)3) या डोलोमाइट (कैल्शियम-मैग्नीशियम कार्बोनेट, सीएएमजी2) अथवा दोनों।
चूना पत्थर कैसे बनता है?
अधिकांश कार्बोनेट चट्टानों को समुद्री जल से जमा किया गया था। ये तलछटी कार्बोनेट चट्टानें प्रत्येक महाद्वीप पर सामान्य हैं और अधिकांश भूगर्भिक इतिहास के माध्यम से बनाई गई हैं; वे आज भी उष्णकटिबंधीय में प्रवाल भित्तियों और उथले समुद्रों के नीचे के रूप में बन रहे हैं।
समुद्री चूना पत्थर रूपों क्योंकि समुद्री जल में दो प्रमुख विघटित रसायन-कैल्शियम (Ca) की उच्च सांद्रता होती है++) और बाइकार्बोनेट (HCO)3-) आयनों। अधिकांश महासागरों, कोरल, क्लैम, और अन्य समुद्री-निवास प्राणियों की निकट-सतह परत में इन दो रसायनों का उपयोग करके उन्हें कैल्साइट या "एरेगोनाइट" बनाने के लिए सुरक्षात्मक गोले बनाने के लिए उपयोग किया जाता है, जो कि कैल्के के समान ही रासायनिक संरचना है, लेकिन है विभिन्न क्रिस्टल रूप।
विंटर पार्क, फ्लोरिडा में सिंकहोल: चूना पत्थर के महान मात्रा को सतह के पानी और भूजल द्वारा भंग और दूर किया जा सकता है। यह न्यू मैक्सिको में कार्ल्सबैड कैवर्न्स (नीचे फोटो) के रूप में गुफाओं का निर्माण करता है। नम जलवायु में, गुफा का निर्माण विशेष रूप से आम है, और सिंकहोल्स का विकास हो सकता है जहां गुफा की छतें ढह जाती हैं। ग्राउंड लेवल पर लगभग 240 फीट का एक सींकॉल 1981 में विंटर पार्क, फ्लोरिडा में खोला गया, जब एक अंतर्निहित चूना पत्थर की गुफा की छत ढह गई। गुफा और सिंकहोल साइप्रेसहेड फॉर्मेशन में हैं, जो मध्य फ्लोरिडा में एक महत्वपूर्ण जलभृत है। भयंकर चूना पत्थर के एक्विफर्स में, भूजल में प्रदूषण अन्य प्रकार की चट्टानों की तुलना में बहुत तेजी से बढ़ता है, इसलिए ऐसे क्षेत्रों में खदानें विशेष चिंता का विषय हैं। (USGS की तस्वीर।)
चूना पत्थर से डोलोमाइट का गठन
भूजल में मैग्नीशियम की शुरुआत से कुछ लिमस्टोन बदले गए हैं। भूजल में मैग्नीशियम चूना पत्थर में कुछ या सभी कैल्साइट को डोलोमाइट में परिवर्तित कर सकता है। इसके अलावा, शुष्क जलवायु में प्राचीन समुद्रों के तट के पास बनी कुछ चट्टानें ज्यादातर डोलोमाइट थीं, जब वे जमा किए गए थे।
चूना पत्थर की गुफा: स्टैलेक्टाइट्स छत से लटकते हैं और 260 मिलियन-वर्ष पुराने चूना पत्थर के भीतर कार्ल्सबैड कैवर्न्स, न्यू मैक्सिको के फर्श से डंठल उठते हैं। (राष्ट्रीय उद्यान सेवा की तस्वीर।)
कार्बोनेट रॉक के अन्य प्रकार
चूना पत्थर कई अलग-अलग किस्मों में आता है। चाक एक बहुत महीन दानेदार, झरझरा समुद्री चूना पत्थर है जो लगभग पूरी तरह से सूक्ष्म जीवाश्मों से बना होता है। Travertine एक ताजे पानी की तलछटी चूना पत्थर है जिसमें बहुत पतली, परतदार परतें होती हैं और आमतौर पर स्प्रिंग्स में बनती हैं। संगमरमर एक कार्बोनेट चट्टान है, आमतौर पर एक समुद्री चूना पत्थर है, जिसे निचोड़ और विकृत किया गया है और पृथ्वी की सतह के नीचे गहरी गर्मी और दबाव से प्लास्टिक की तरह। इस प्रक्रिया को "कायापलट" कहा जाता है। वहाँ भी दुर्लभ "आग्नेय" कार्बोनेट चट्टानें हैं जो पिघले हुए मैग्मा से उसी तरह क्रिस्टलीकृत होती हैं जैसे कि लावा या ग्रेनाइट होते हैं। इन्हें "कार्बोनाइट्स" कहा जाता है, और यह रॉक प्रकार दुनिया में कुछ स्थानों पर औद्योगिक चूना पत्थर के रूप में खनन किया जाता है।
खनन कार्बोनेट चट्टानों
तलछटी चूना पत्थर जमा व्यापक हो सकता है, सैकड़ों वर्ग मील को कवर कर सकता है, और मोटाई और गुणवत्ता में अपेक्षाकृत समान हो सकता है। इसलिए, चूना पत्थर की खदानें बड़े और लंबे समय तक जीवित रह सकती हैं, खनन चूना पत्थर की परतें जो कई वर्ग मील के क्षेत्रों में सैकड़ों फीट मोटी हो सकती हैं। कई खदानें कई उत्पादों का उत्पादन करती हैं, और कुचल चट्टानें जो कुछ उपयोगों के लिए पर्याप्त शुद्ध नहीं हैं, फिर भी सड़क एकत्रीकरण के रूप में उपयुक्त हो सकती हैं। संगमरमर की खदानें भी बहुत बड़ी हो सकती हैं। हालांकि, इन चट्टानों को एक बार नियमित रूप से बिस्तर पर रखा गया था, उन्हें अनियमित आकार के निकायों में मिलाया गया है जो कि अधिक कठिन और महंगा है।
संयुक्त राज्य के बड़े हिस्सों में कुछ हजार से लेकर 350 मिलियन वर्ष से अधिक आयु तक विभिन्न आयु के समुद्री चूना पत्थर हैं। कुछ जमाओं में 95% सीएसीओ के रूप में रासायनिक ग्रेड हैं3। हालांकि, कुछ क्षेत्र पूरी तरह से बिना किसी उपयुक्त चूना पत्थर के जमा हैं। ग्राहक को चूना पत्थर की अधिकांश लागत यह निर्धारित करती है कि यह कितनी दूर से आता है और इसे कैसे भेज दिया जाता है। पानी पर बजरा द्वारा शिपिंग ट्रेन की तुलना में सस्ता है, जो ट्रक द्वारा शिपिंग की तुलना में सस्ता है।
चूना पत्थर के उपयोग
चूना पत्थर के कई औद्योगिक उपयोग हैं और इसे कई प्रकार के उत्पादों में खनन या संसाधित किया जा सकता है। यह निर्माण, कृषि, पर्यावरण और औद्योगिक सामग्री की एक विशाल विविधता के लिए कच्चा माल है।
चूना पत्थर का उपयोग लगभग हर जगह निर्माण में किया जाता है। 2007 में, कुचल चूना पत्थर संयुक्त राज्य अमेरिका में उत्पादित सभी कुचल चट्टान का 68% था। साथ ही, पोर्टलैंड सीमेंट बनाने में चूना पत्थर प्रमुख घटक है। हमारे देश में चूना पत्थर की प्रचुरता के बावजूद, हाल के वर्षों में सीमेंट की कमी हुई है।
प्राकृतिक अंगों के शुद्धतम में से कुछ मार्बल हैं। सदियों से, संगमरमर सरकारी भवनों और सार्वजनिक मूर्तियों में पसंद का सजावटी पत्थर रहा है। Travertine का उपयोग टाइल और टेबलटॉप में एक आयाम पत्थर के रूप में भी किया जाता है। कुछ सफेद चूना पत्थर बस कुचल दिया जाता है और भूनिर्माण और छत में उपयोग के लिए छलनी होता है।
पाउडर चूना पत्थर का उपयोग स्टील जैसी पिघली हुई धातुओं से अशुद्धियों को निकालने के लिए किया जाता है। यह कोयला जलाने वाले बिजली संयंत्रों के निकास से विषाक्त यौगिकों को भी निकाल सकता है। चूना पत्थर का उपयोग विभिन्न प्रकार के उत्पादों में एक भराव के रूप में किया जाता है, जिसमें कागज, प्लास्टिक और पेंट शामिल हैं। शुद्ध चूना पत्थर का उपयोग खाद्य पदार्थों और दवाओं जैसे नाश्ते के अनाज और कैल्शियम की गोलियों में भी किया जाता है।
चूना पत्थर भी चूना (CaO) बनाने के लिए कच्चा माल है जिसका उपयोग मिट्टी के उपचार, पानी को शुद्ध करने और तांबे को गलाने के लिए किया जाता है। रासायनिक उद्योगों में चूने के कई अतिरिक्त उपयोग हैं।
अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए डोलोमाइट्स आमतौर पर अन्य औद्योगिक अंगों की तुलना में कम उपयुक्त होते हैं। खनन किए गए अधिकांश डोलोमाइट को बस कंक्रीट या डामर में समुच्चय के रूप में उपयोग करने के लिए कुचल दिया जाता है।
पोर्टलैंड सीमेंट की कमी
पोर्टलैंड सीमेंट चूना पत्थर से बने सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों में से एक है। यह कई निर्माण अनुप्रयोगों में आवश्यक है। संयुक्त राज्य अमेरिका सीमेंट में आत्मनिर्भर नहीं है और इसे अन्य देशों से आयात करना चाहिए ताकि कमियों को दूर किया जा सके। क्लिंकर का आयात (सीमेंट बनाने में पहला कदम से उत्पाद) और तैयार सीमेंट का 2006 में कुल अमेरिकी सीमेंट बिक्री का लगभग 23% था। 2007 से पहले के वर्षों में पोर्टलैंड सीमेंट राष्ट्र में कम आपूर्ति कर रहा था। अन्य देशों से प्रतिस्पर्धा, एक अपर्याप्त महासागर परिवहन प्रणाली और कारणों के बीच कम माल परिवहन आवश्यकताओं को कम करके आंका गया।
जब पोर्टलैंड सीमेंट बहुत कम आपूर्ति में था, तो इसकी कीमत में काफी वृद्धि हुई। उपभोक्ताओं ने विकल्प मांगे। उन्होंने दबाव-उपचारित लकड़ी, अछूता स्टील और पैनलों में पॉलीस्टायर्न का उपयोग किया, और यहां तक कि आवश्यक सीमेंट की मात्रा को कम करने के लिए बिल्डिंग फुटर्स को फिर से डिजाइन किया। सीमेंट की कमी के कारण भी निर्माण में देरी हुई, जिसके परिणामस्वरूप सड़कों, पुलों और इमारतों की लागत बढ़ गई।
भविष्य में चूना पत्थर के स्रोत
संयुक्त राज्य अमेरिका में नए चूना पत्थर खदानों और सीमेंट संयंत्रों की स्थापना एक धीमी प्रक्रिया है, और आपूर्ति की कमी को सही करने के लिए समय की आवश्यकता होती है। एक नया सीमेंट प्लांट बनाने में लगभग 2 साल लगते हैं, और परमिशनिंग प्रोसेस में ज्यादा समय लग सकता है - 8 से 10 साल। शायद इससे भी अधिक चुनौतीपूर्ण समस्या यह है कि लोग अपने क्षेत्र में नई खदानों और पौधों का स्वागत नहीं कर सकते हैं। इन बाधाओं के बावजूद, कई अमेरिकी सीमेंट कंपनियां अपने परिचालन के विस्तार और आधुनिकीकरण की प्रक्रिया में हैं।
जब उपयुक्त और न्यूनतम चट्टान का एक क्षेत्र शहरी विकास द्वारा निगल लिया जाता है या जब खनन कानून या ज़ोनिंग द्वारा निषिद्ध हो जाता है, तो परिणाम को "संसाधन नसबंदी" कहा जाता है। चूना पत्थर राष्ट्रीय महत्व की एक सामग्री है, और संसाधन नसबंदी खदान से ग्राहक के लिए एक उच्च लागत में एक लंबी दौड़ का परिणाम हो सकता है।
चूना पत्थर उत्पादन पैटर्न
ज्यादातर चूना पत्थर जो खनन किया जाता है, कुल के लिए कुचल दिया जाता है। कम से कम पिछले 40 वर्षों के लिए अमेरिका के अधिकांश कुचल पत्थर का उत्पादन चूना पत्थर से हुआ है। यह सच है भले ही कार्बोनेट चट्टानों सतह पर चट्टानों का केवल 25 से 35% है।
अमेरिका के कुचल पत्थर संचालन में 1971 से प्रति दशक लगभग 20% की कमी आई है। हालांकि, 2001 से 2006 तक, कुल वार्षिक अमेरिकी चूना पत्थर का उत्पादन यूएस जियोलॉजिकल सर्वे (यूएसजीएस) खनिज कमोडिटी सारांश के अनुसार बढ़ा, इसलिए औसत आकार खदान बढ़ रही है। दुनिया के अन्य हिस्सों में, नए उत्पादन मुख्य रूप से कुछ बहुत बड़ी खदानों से आ रहे हैं। अमेरिका के उत्पादन में वृद्धि के बावजूद, राष्ट्र निर्माण में हाल के मंदी तक अपने चूना पत्थर के उत्पादों का अधिक से अधिक आयात कर रहा था। ये आयात मुख्य रूप से कनाडा, मैक्सिको और चीन से आते हैं। कम खदानों के साथ औसत ढलान की दूरी बढ़ जाएगी, और चूना पत्थर की कीमतों में एक बार फिर वृद्धि होगी।
चूना पत्थर खनन में कुछ मुद्दे
चूना पत्थर अक्सर खदान से खनन किया जाता है। हालाँकि, भूमिगत चूना पत्थर की खदानें मध्य और पूर्वी संयुक्त राज्य अमेरिका में, विशेषकर शहरों में और निकटवर्ती स्थानों पर पाई जाती हैं। चूना पत्थर के भूमिगत खनन में सतह खदान पर कुछ फायदे हैं और शायद भविष्य में बढ़ेंगे। चूना पत्थर खनन के बारे में विशिष्ट सार्वजनिक चिंताओं में धूल, शोर, विस्फोट कंपन और ट्रक और खदान संचालन से जुड़े अन्य यातायात शामिल हैं।
कुछ लाइमस्टोन एक्वीफ़र भी हैं, यानी वे रॉक यूनिट हैं जो कुओं को पानी दे सकते हैं। जहां चूना पत्थर एक जलभृत है, वहां चिंताएं हो सकती हैं कि खदान के संचालन से आने वाले प्रदूषण भूजल में बच सकते हैं।
संयुक्त राज्य अमेरिका के कई क्षेत्रों में जहां चूना पत्थर पाया जाता है, यह धीरे-धीरे बारिश के पानी में सतह पर या निकट-सतह भूजल में घुल जाता है। आर्द्र जलवायु में, चूना पत्थर के महान खंड भंग हो जाते हैं और पानी में बह जाते हैं। इससे गुफाएँ बनती हैं, और गुफाओं का विकास हो सकता है जहाँ गुफा की छतें ढह जाती हैं। भयंकर चूना पत्थर के एक्विफर्स में, भूजल में प्रदूषण अन्य प्रकार की चट्टानों की तुलना में बहुत तेजी से बढ़ता है, इसलिए ऐसे क्षेत्रों में खदानें विशेष चिंता का विषय हैं।
एक आवश्यक संसाधन को समझने की आवश्यकता
चूना पत्थर हमारे राष्ट्रों के बीच सबसे आवश्यक संसाधन हैं। औद्योगिक खनिज के रूप में उस संसाधन के बारे में हमारी समझ हमारी अर्थव्यवस्था को खराब महत्व देती है। क्योंकि चूना पत्थर को एक "सामान्य" चट्टान माना गया है, पहले भूगर्भीय अनुसंधान दायरे में सीमित था। अतीत में, चूना पत्थर पर यूएसएसजी के अधिकांश शोधों ने मैपिंग डिपॉजिट पर ध्यान केंद्रित किया है, साथ ही साथ एक्विफर्स और पेट्रोलियम जलाशयों के रूप में उनकी भूमिकाओं को समझा है। हालांकि, निर्माण और अन्य उद्योगों के लिए उपयुक्त चूना पत्थर को चिह्नित करने के लिए विभिन्न आंकड़ों की आवश्यकता होती है। कार्बोनेट चट्टानों को रासायनिक शुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है जो कि इच्छित उपयोग से भिन्न होती हैं। कुछ उपयोगों के लिए आवश्यक है कि चूना पत्थर में कुछ अनुकूल इंजीनियरिंग गुण भी हों। चूना पत्थर के उपयोग के लिए मानक और आवश्यकताएं बढ़ रही हैं, और चूना पत्थर की विशेषताओं, परिवर्तनशीलता और इंजीनियरिंग गुणों की अधिक समझ की आवश्यकता है।
चूना पत्थर हमारे राष्ट्रों के बीच सबसे आवश्यक संसाधन हैं। औद्योगिक खनिज के रूप में उस संसाधन के बारे में हमारी समझ हमारी अर्थव्यवस्था को खराब महत्व देती है। क्योंकि चूना पत्थर को एक "सामान्य" चट्टान माना गया है, पहले भूगर्भीय अनुसंधान दायरे में सीमित था। अतीत में, चूना पत्थर पर यूएसएसजी के अधिकांश शोधों ने मैपिंग डिपॉजिट पर ध्यान केंद्रित किया है, साथ ही साथ एक्विफर्स और पेट्रोलियम जलाशयों के रूप में उनकी भूमिकाओं को समझा है। हालांकि, निर्माण और अन्य उद्योगों के लिए उपयुक्त चूना पत्थर को चिह्नित करने के लिए विभिन्न आंकड़ों की आवश्यकता होती है। कार्बोनेट चट्टानों को रासायनिक शुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है जो कि इच्छित उपयोग से भिन्न होती हैं। कुछ उपयोगों के लिए आवश्यक है कि चूना पत्थर में कुछ अनुकूल इंजीनियरिंग गुण भी हों। चूना पत्थर के उपयोग के लिए मानक और आवश्यकताएं बढ़ रही हैं, और चूना पत्थर की विशेषताओं, परिवर्तनशीलता और इंजीनियरिंग गुणों की अधिक समझ की आवश्यकता है।
अमेरिका की औद्योगिक खपत चूना पत्थर
दोनों भूगर्भिक और आर्थिक सीमाएं निश्चित रूप से चूना पत्थर की भविष्य की आपूर्ति को प्रभावित करेंगी। वर्तमान में संयुक्त राज्य अमेरिका औद्योगिक चूना पत्थर के वैश्विक उत्पादन के 5 से 10% के बीच खपत करता है। 2007 में, औद्योगिक चूना पत्थर का घरेलू उत्पादन लगभग 1.3 बिलियन मीट्रिक टन था, जिसकी कीमत 25 बिलियन डॉलर से अधिक थी। उसी वर्ष, राष्ट्र ने लगभग 430,000 मीट्रिक टन औद्योगिक चूना पत्थर और चूना पत्थर उत्पादों का आयात किया, जिनकी कीमत लगभग 2.2 बिलियन डॉलर थी। इन आयातों में से अधिकांश पोर्टलैंड सीमेंट थे।
अमेरिका की आपूर्ति की चुनौती को पूरा करने के लिए आवश्यक खनिज वस्तुओं जैसे औद्योगिक चूना पत्थर के लिए सटीक और निष्पक्ष वैज्ञानिक डेटा की आवश्यकता होती है। यूएसजीएस खनिज संसाधन कार्यक्रम के साथ वैज्ञानिकों का चल रहा कार्य ध्वनि नीतियों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है जो भविष्य में खनिज संसाधनों की आपूर्ति सुनिश्चित करने में मदद करेगा।