Minerales de Carbonatosy la

Química de sus CristalesReadings:

Tucker and Wright: Carbonate Sedimentology; Sections: 6.1- 6.2.2

Scoffin: An Introduction to Carbonate Sediments and Rocks; Chapter 1

Mineralogía y Química deCarbonatos

• Por definición la base químicafundamental de los carbonatos es elgrupo C03

2-

• El hydroxilo (OH-) es el otro anión mascomún encontrado

Ej. Malaquita (malachite) Cu2(OH)2CO3

Mineralogía y Química de Carbonatos

• Tres oxígenos rodean el átomo de carbón en formade triángulo

0

C

0 0

• Estos enlaces C-0 son cortos causando que losátomos de oxígenos estén cerca y el enlace seafuerte estructuralmente.

• Este enlace será mas fuerte que cualquier enlaceOXIGENO-METAL presente en cualquier carbonato

Mineralogía y Química de Carbonatos

• Cationes con radios iónicos pequeños producirán carbonatosrhombohedrales (6 fold-coordination / 2 cationes por cada oxigeno)

• Cationes con radios iónicos grandes producirán carbonatosorthorombicos (9 fold-coordination / 3 cationes por cada oxigeno)

Tabla 1.1 - Scoffin, 1987

Mineralogía y Química de Carbonatos:Propiedades

Tabla 1.2 - Scoffin, 1987

Mineralogía y Química de Carbonatos:Estrcutura Cristalográfica

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

Tabla 1.1 - Scoffin, 1987Fig 6.1 - Tucker and Wright, 1990

Mineralogía y Química de Carbonatos:Estrcutura Cristalográfica

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

Fig. 6.2 - Tucker and Wright, 1990

Mineralogía y Química de Carbonatos:Estructura Cristalográfica

Dolomita :• se substituye Mg en capas

alternadas de Ca• substitución causa cambios en

la fuerza (distancia) de enlacecausando que la simetría dedolomita sea levementediferente (menor) que la decalcita

Fig. 6.1 - Tucker and Wright, 1990

Mineralogía y Química de Carbonatos:Estrcutura Cristalográfica

Dolomita :• Cambios en el largo del enlace entre Ca-0 y Mg-0 causan que el 0 se mueva mas cerca de Mg

Fig. 6.3 - Tucker and Wright, 1990

Mineralogía y Química de Carbonatos:Estrcutura Cristalográfica

Dolomita :• Para acomodar esta

diferencia los enlaces C03rotan formando octaedrosCa06 que son mas pequeñosy menos distorsionados (masestables) que los de calcita.

Fig. 6.3 - Tucker and Wright, 1990

Mineralogía y Química de Carbonatos:Estrcutura Cristalográfica

Dolomita :• Los octaedros Mg06 en dolomita son mas pequeños y menos

distorsionados (mas estables) que los de Magnesita (MgC03)

Fig. 6.3 - Tucker and Wright, 1990

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

8 cationes divalentes pueden sustituir el Ca en la calcita !Cd (octavita) Mn (rhodochrosita) Fe (siderita)Co Zn (smithsonite) Mg (magnesita) Ni (gasperita)

Radios similares Radios diferentes

CaCO3 - Ca.Mg(CO3)2 -MgCO3calcita - dolomita - magnesita

Fig. 6.5 - Tucker and Wright, 1990

Mineralogía y Química de Carbonatos:Soluciones Sólidas

Ca (aragonita) Sr (strontianita) Ba (whiterita)

Ca . Ba (alstonita) 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

Fig. 6.5 - Tucker and Wright, 1990

Mineralogía y Química de Carbonatos:Phase relationships

• Carbonatos estables en la Superficiedel Planeta:

l Magnesita

l Dolomita

l Calcita(todos con un poco de MgCO3)

Mineralogía y Química de Carbonatos:Magnesian calcites

• Carbonatos de aguas llanas en lotrópicos se componen mayormentede Aragonita y Calcitas Magnesianas

l Cacitas Magnesianas (CalMag)(> 4% mol MgCO3)

• Correlación entre Mol % MgCO3 enEsqueletos de CalMag vs. Latitud

• Factores envueltos:

l Temperatura

l Nivel de saturación de CO3-2

Fig. 6.8 - Tucker and Wright, 1990