• Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

kalk

Oprindelige forfattere HJSP og MSoe Seneste forfatter Redaktionen

kalk, fællesbetegnelse for al uorganisk og organisk udfældet calciumcarbonat (CaCO3). Kalk omfatter både kildekalk og kedelsten, der begge er af uorganisk oprindelse, men anvendes ofte som synonym for de almindelige danske kalkbjergarter, fx kridt, bryozokalk, koralkalk, der alle er af organisk oprindelse. Kalk består hovedsagelig af mineralerne calcit eller aragonit og er et af de væsentligste råstoffer i den danske undergrund med en årlig produktion på ca. 3 mio. t. Ca. 1/3 anvendes som landbrugskalk, 1/3 til cement og ca. 1/3 til andre formål (mørtel, fyld i papir).

Kalksten

Kalk. I blotninger på overfladen kan kalkstensstrukturer og bestanddele være vanskelige at bestemme, men disse ses tydeligt, når den slebne bjergart benyttes som gulv- og vægbeklædning eller som facadesten på bygninger. Orthoceratitkalk: kalkmuddersten med mange uregelmæssige gravegange samt gennemskårne tragtformede beboelseskamre for blæksprutter (orthoceratitter) afsat i et åbent, marint lavenergimiljø. Længden på den vandrette orthoceratit er 15 cm. Skalgruskalk næsten udelukkende bestående af fragmenter af søliljer. Aflejringen er afsat i et lavvandet marint højenergimiljø. De største fragmenter er 3-5 cm. Revkalk hovedsagelig dannet af forskellige typer koraller, stromatoporider og søliljer. Fugen på billedet er 1 cm. Kalksten med onkoider: lys kalkmuddersten med algeboller (onkoider) aflejret i et lavenergimiljø samt rød, lerholdig, nodulær kalkmuddersten med gennemskåret ammonitskal. Den lyse kalksten brydes af uregelmæssige eller savtakkede trykopløsningshorisonter (stylolitter). Den vandrette fuge mellem de lyse kalksten er 3 mm, onkoiderne i gennemsnit 8 mm i diameter. Travertin: kemisk udfældet kalksten aflejret omkring varme kilder i et vulkansk område. Højden på billedet er 17 cm.

Kalk. I blotninger på overfladen kan kalkstensstrukturer og bestanddele være vanskelige at bestemme, men disse ses tydeligt, når den slebne bjergart benyttes som gulv- og vægbeklædning eller som facadesten på bygninger. Orthoceratitkalk: kalkmuddersten med mange uregelmæssige gravegange samt gennemskårne tragtformede beboelseskamre for blæksprutter (orthoceratitter) afsat i et åbent, marint lavenergimiljø. Længden på den vandrette orthoceratit er 15 cm. Skalgruskalk næsten udelukkende bestående af fragmenter af søliljer. Aflejringen er afsat i et lavvandet marint højenergimiljø. De største fragmenter er 3-5 cm. Revkalk hovedsagelig dannet af forskellige typer koraller, stromatoporider og søliljer. Fugen på billedet er 1 cm. Kalksten med onkoider: lys kalkmuddersten med algeboller (onkoider) aflejret i et lavenergimiljø samt rød, lerholdig, nodulær kalkmuddersten med gennemskåret ammonitskal. Den lyse kalksten brydes af uregelmæssige eller savtakkede trykopløsningshorisonter (stylolitter). Den vandrette fuge mellem de lyse kalksten er 3 mm, onkoiderne i gennemsnit 8 mm i diameter. Travertin: kemisk udfældet kalksten aflejret omkring varme kilder i et vulkansk område. Højden på billedet er 17 cm.

Kalksten (limsten) er en bjergart, der består af mere end 75 % carbonatmineraler, hovedsagelig calcit og aragonit. Andre mineraler som fx dolomit og siderit kan forekomme i mindre mængder sammen med fx flint, sand og ler. Kalksten udgør ca. 10 % af alle sedimentære aflejringer og kendes fra indtil 2700 mio. år gamle bjergarter.

Ordet kalk kommer af latin calx 'kalk', genitiv calcis.

Både calcit og aragonit findes i nutidige kalkaflejringer; aragonit er imidlertid ustabilt og opløses eller omdannes til calcit og findes derfor ikke i ældre kalksten. Carbonater kan rekrystallisere under diagenese eller metamorfose, hvorved bjergartens oprindelige karaktertræk kan udviskes, som det er tilfældet i dolomit og marmor.

Kalksten består af tre hovedkomponenter: carbonatkorn (fx skaldele, ooider og peloider), kalkslam (micrit) og carbonatcement. Kalksten varierer meget i både tekstur og farve, afhængigt af skalindhold, kornstørrelse og -type samt urenheder. De er oftest lyse, men selv et lavt indhold af jernforbindelser eller organisk materiale kan farve dem røde, grønne, blå eller næsten sorte.

Kalksten kan enten være biogene (organiske) eller kemisk udfældede og findes både i marine miljøer og i ferskvandsmiljøer. De fleste kalksten er aflejrede på lavt vand (under 15 m) i subtropisk eller tropisk klima, hvor temperatur, lysforhold og næringstilførsel er mest gunstige for kalkproducerende organismer, men de kan også dannes i koldt vand i tempereret klima. Ofte er de dannet ved vækst på stedet som fx i skalbanker og rev (koralkalk og bryozokalk) eller ved, at carbonatholdigt sediment bliver indfanget og bundet af algemåtter (stromatolitter). Kalk kan også aflejres på dybt vand, dvs. 4000-5000 m afhængigt af kompensationsdybden, enten ved omlejring af turbiditstrømme eller ved, at kalkskallede pelagiske organismer, der lever svævende i de øvre vandmasser, fx kalkalger, synker til bunds. Under specielle omstændigheder kan kalksten også dannes som den vulkanske bjergart carbonatit.

Biogene kalksten indeholder oftest skalfragmenter af kalkproducerende organismer. De organismer, der hovedsageligt bidrager med materiale, er koraller, bryozoer, snegle, muslinger, søpindsvin, søliljer, brachiopoder, coccolitter (alger) og foraminiferer. Sammensætningen afspejler miljøforhold under sedimentationen, fx vanddybde, temperatur og salinitet.

Kemisk udfældede kalksten inddeles i tre hovedtyper: kalksten dannet ved inddampning af sø- eller havvand (evaporitter), oolitiske eller pisolitiske kalksten samt travertin, der bl.a. omfatter caliche, kildekalk (frådsten), drypsten og kalkaflejringer omkring varme kilder i vulkanske områder.

Kysten ved Bulbjerg med den 47 m høje klint. Foto fra 2004.

Kysten ved Bulbjerg med den 47 m høje klint. Foto fra 2004.

Kalksten er økonomisk betydningsfuld som råstof (kalk og bygningssten) og som reservoirbjergart for grundvand, olie og gas. Omtrent 50 % af al olie og gas i verden produceres fra kalksten; i den danske del af Nordsøen kommer langt den største del af produktionen fra kalkfelter. Betydelige forekomster af malm som fx bly og zink er også bundet til kalksten.

Kalksten fra Kridt og Tidlig Tertiær (120-60 mio. år før nu) er et af den danske undergrunds mest markante landskabselementer og findes bl.a. blottet ved Bulbjerg i Thy og i klinterne på Møn og Stevns samt i store, åbne brud ved Aalborg og Fakse. Kalksten fra Mellem Kambrium og Tidlig Ordovicium (540-480 mio. år før nu) findes blottet på Bornholm. Tykke kalkaflejringer fra Perm (ca. 250 mio. år gamle) findes ligeledes i den danske undergrund.

Anvendelser

Kalks vigtigste anvendelser er til fremstilling af cement og som læsket kalk til fremstilling af mørtel. Kalkmørtel var kendt i mange civilisationer allerede omkring 1000 f.Kr. Kalk anvendes som fyldstof i papir, gummi, maling, tabletter mv. og er en af råvarerne til fremstilling af glas. Det anvendes også som slaggedanner i stålfremstilling. For kalks rolle som kosttilskud, se calcium (calciumpræparater) og calcium-stofskiftet. Mange tekniske anvendelser beror på, at kalk er det billigste råstof for basiske forbindelser, idet brændt og læsket kalk er basiske.

Ved opvarmning, brænding, afgiver kalk kuldioxid og danner calciumoxid, brændt kalk. Ved vandtilsætning, læskning, fås derefter calciumhydroxid, læsket kalk. Den læskede kalk kan reagere med luftens kuldioxid, hvorved kalken gendannes (se calcium (forbindelser)). Kalk til brænding skal være ren og hård, men også porøs, og det er kun en mindre del af de danske forekomster, der kan anvendes; bedst er faksekalken.

I den tekniske kemi anvendes kalk som leverandør af carbonationer til soda både i den tidligere anvendte Leblanc-proces og den nu anvendte Solvay-proces. I vandrensning kan den forbigående hårdhed fjernes med calciumhydroxid, idet der dannes bundfald af calciumcarbonat (kedelsten). Afsvovling af røggas kan foretages med kalkmælk, der er en suspension af læsket kalk i vand. Kalkmælk anvendes også til hvidtning. Sukkersaft renses ved tilsætning af læsket kalk, hvorved der dannes calciumsalte af sucrose; sukkeret frigøres igen med kuldioxid. Kalkmel (formalet kalk) anvendes som fyldstof ved brug af det sprængfarlige ammoniumnitrat som gødning.

I landbruget anvendes kalk pga. sine basiske egenskaber mod forsuring (se kalkning). Brændt kalk og læsket kalk anvendes til at forbedre bæreevnen af lerholdig jord.

kalkovne

Den klassiske ovn til kalkbrænding er den kontinuert virkende lodrette skaktovn, hvor kalksten og kul eller koks påfyldes foroven, og brændt kalk trækkes ud forneden. Nogle ovne fyres i dag med olie eller naturgas. For at formindske brændstofforbruget kan man anvende varmeregenerering, idet man bruger to sammenkoblede ovne og lader afgassen fra den ene forvarme kalken i den anden. Andre meget anvendte ovne er roterovne, der fødes med små kalkstykker. Tidligere anvendtes også ringovne, hvor store kalkstykker måtte opstables ved håndkraft.

Kuldioxid fra kalkovne kan opsamles og udnyttes, som det gøres til intern brug i Solvay-sodaanlæg og sukkerfabrikker, og som det tidligere har været gjort for at fremstille "kulsyre" til salg på flasker.