Minerales de Carbonatos y la Química de sus Cristales

Minerales de Carbonatos
y la
Química de sus Cristales
Readings:
Tucker and Wright: Carbonate Sedimentology; Sections: 6.1- 6.2.2
Scoffin: An Introduction to Carbonate Sediments and Rocks; Chapter 1
Mineralogía y Química de
Carbonatos
• Por definición la base química
fundamental de los carbonatos es el
grupo C03 2-
• El hydroxilo (OH-) es el otro anión mas
común encontrado
Ej. Malaquita (malachite) Cu2(OH)2CO3
Mineralogía y Química de Carbonatos
•
Tres oxígenos rodean el átomo de carbón en forma
de triángulo
0
C
0
0
•
Estos enlaces C-0 son cortos causando que los
átomos de oxígenos estén cerca y el enlace sea
fuerte estructuralmente.
•
Este enlace será mas fuerte que cualquier enlace
OXIGENO-METAL presente en cualquier carbonato
Mineralogía y Química de Carbonatos
Tabla 1.1 - Scoffin, 1987
•
Cationes con radios iónicos pequeños producirán carbonatos
rhombohedrales (6 fold-coordination / 2 cationes por cada oxigeno)
•
Cationes con radios iónicos grandes producirán carbonatos
orthorombicos (9 fold-coordination / 3 cationes por cada oxigeno)
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Propiedades
Tabla 1.2 - Scoffin, 1987
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Estrcutura Cristalográfica
Fig 6.1 - Tucker and Wright, 1990
Tabla 1.1 - Scoffin, 1987
Calcita:
• Capas alternadas de Ca y C03
• Grupos de C03 en cada capa están orientados a 180o de los
grupos de C03 de la próxima capa
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Estrcutura Cristalográfica
Fig. 6.2 - Tucker and Wright, 1990
Calcita:
• átomo de Ca coordinado con 6 0 formando un octaedro un
poco distorsionado
• cada 0 esta unido a un C y dos Ca
• enlaces C - 0 coincidentes con los 3 a-axis cristalográficos
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Estructura Cristalográfica
Dolomita :
•
se substituye Mg en capas
alternadas de Ca
•
substitución causa cambios en
la fuerza (distancia) de enlace
causando que la simetría de
dolomita sea levemente
diferente (menor) que la de
calcita
Fig. 6.1 - Tucker and Wright, 1990
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Estrcutura Cristalográfica
Fig. 6.3 - Tucker and Wright, 1990
Dolomita :
•
Cambios en el largo del enlace entre Ca-0 y Mg-0
causan que el 0 se mueva mas cerca de Mg
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Estrcutura Cristalográfica
Dolomita :
• Para acomodar esta
diferencia los enlaces C03
rotan formando octaedros
Ca06 que son mas pequeños
y menos distorsionados (mas
estables) que los de calcita.
Fig. 6.3 - Tucker and Wright, 1990
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Estrcutura Cristalográfica
Fig. 6.3 - Tucker and Wright, 1990
Dolomita :
•
Los octaedros Mg06 en dolomita son mas pequeños y menos
distorsionados (mas estables) que los de Magnesita (MgC03)
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Estrcutura Cristalográfica
Aragonita:
•
Ca separadas por dos capas (niveles) de (3) C03
Fig. 6.4 - Tucker and Wright, 1990
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Soluciones Sólidas
Radios similares
Radios diferentes
Fig. 6.5 - Tucker and Wright, 1990
8 cationes divalentes pueden sustituir el Ca en la calcita !
Cd (octavita)
Mn (rhodochrosita)
Fe (siderita)
Co Zn (smithsonite)
Mg (magnesita)
Ni (gasperita)
calcita - dolomita - magnesita
CaCO3 - Ca.Mg(CO3)2 -MgCO3
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Soluciones Sólidas
Fig. 6.5 - Tucker and Wright, 1990
Ca (aragonita)
Ca
. Ba (alstonita)
Sr (strontianita)
Ba (whiterita)
Pb (cerusita)
Aragonita es el único importante desde el punto de vista sedimentario.
Aragonita puede contener 14 mol % SrCO3
Aragonita puede contener 2.5 mole % PbCO3
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Phase relationships
• Carbonatos estables en la Superficie
del Planeta:
l
l
l
Magnesita
Dolomita
Calcita
(todos con un poco de MgCO3)
Mineralogía y Química de Carbonatos:
Magnesian calcites
•
Carbonatos de aguas llanas en lo
trópicos se componen mayormente
de Aragonita y Calcitas Magnesianas
l
Cacitas Magnesianas (CalMag)
(> 4% mol MgCO3)
•
Correlación entre Mol % MgCO3 en
Esqueletos de CalMag vs. Latitud
•
Factores envueltos:
l
Temperatura
l
Nivel de saturación de CO3-2
Fig. 6.8 - Tucker and Wright, 1990