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Calcita

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Concepto:Mineral de fórmula química CaCO3; uno de los minerales más comunes y diseminados en la corteza terrestre.
Calcita. Mineral de fórmula química CaCO3; uno de los minerales más comunes y diseminados en la corteza terrestre. Puede encontrársela en una gran variedad de rocas sedimentarias, metamórficas e ígneas. Es también un mineral importante en la formación de las rocas y es el constituyente principal de las calizas, mármoles y muchas carbonatitas. La calcita en estas rocas es la fuente mundial primordial de la cal viva o cal hidratada o apagada. Se emplea también ampliamente como un flujo metalúrgico para extraer impurezas silíceas mediante la formación de una escoria en los hornos fundidores. Suministra el óxido de calcio, que es componente esencial en los vidrios comunes y cementos. Las calizas y mármoles de pureza más baja pueden encontrar usos como piedra de dimensión, acondicionador de suelos, neutralizadores, ácidos industriales y agregados en concreto y en construcción de carreteras. La calcita en cristales bien formados y transparentes se utiliza en algunos instrumentos ópticos.

Calcita

La calcita conforma un grupo de minerales. Pertenece a la clase de los carbonatos y es un espato de calcio. Si bien tiene similitudes con la calcedonia tiene diferencias con respecto a esta en su composición química.Es uno de los minerales más comunes de la Tierra y se la puede encontrar en más de mil formas diferentes.

Se presenta de distintos colores: blanco, gris,amarillo oscuro, rojizo, naranja, azul, negro, incolora y raramente verde. Se la encuentra en EE.UU, México, Brasil, Francia, Alpes, Suiza, Sur de Alemania, Inglaterra, India, Holanda, Canadá, África y Siberia central.

Es el mineral primario que encontramos en cuevas subterráneas, en forma de estalactitas o estalagmitas, vetas subterráneas, etc. Las formaciones de calcita en las cavernas son en general extremadamente puras y si están coloridas es por la acción de cantidades de hierro y otros elementos.

El ónix mexicano es una variedad de calcita y es utilizado como adorno, en forma de animales, obeliscos y pirámides. No es el mismo ónix que el que pertenece a la familia de los cuarzos. Otra variedad de la calcita es la llamada Espato de Islandia, cuyo aspecto es parecido al hielo y es también denominada calcita cúbica, por su cristalización. Es una de las piedras más buscadas como protección para nuestro hogar, pues además disuelve energías negativas.

Fórmula química CCaCO3, clase: Carbonatos, grupo:de la calcita, Etimología:Nombre derivado del griego y alusivo al hecho de que cuando el mineral se calienta se convierte en polvo. Sistema y clase:*Hexagonal; 32/m

Formación

Es un típico mineral sedimentario que se forma por precipitación química y por depósito de caparazones carbonatados de organismos marinos. Se encuentra también en rocas metamóroficas y en filones hidrotermales.

Propiedades físicas y químicas

Sistema: Trigonal. Hábito: cristales extremadamente variados en apariencia; escalenoedros y romboedros más comunmente, a veces masivo, fibroso, granular, estalactítico. Color: blanco cuando es puro; ofrece varias tonalidades de gris, amarillo, marrón, rojo, verde, azul y negro cuando hay impurezas presentes. Raya: blanca a gris. Brillo: vítreo a perlado, también craso. Diafanidad: transparente a translúcido. Ofrece fluorescencia y fosforescencia bajo luz ultravioleta reflejando los colores verde, amarillo, azul y rojo. Exfoliación: perfecta según las tres direcciones del romboedro.

Brillo: Vítreo, nacarado e incluso mate. Dureza, 3, en algún caso variable según las distintas direcciones. Densidad, 2.710 g/cm3. Óptica, Uniáxica negativa. Muy birrefringente.Frágil, Fácilmente soluble con fuerte efervescencia, en ácidos, incluso diluidos. Birrefringencia muy fuerte. Indice de refracción: omega =1,658; epsilon = 1,486.

Descripción

Conocido también como carbonato de calcio o espato calizo, es uno de los minerales más abundantes en la naturaleza. La calcita se conoce fácilmente; se distingue de los minerales semejantes de su serie por la gran riqueza en facetas que presentan sus cristales, la rareza del romboedro fundamental como forma independiente, las maclas lamelares polisintéticas y la fuerte efervescencia al ser tratada por los ácidos diluidos.

Química

Contiene el 56,03% de CaO y el 43,97% de CO2. El Ca puede estar sustituido por Mn, Fe y en menor medida Sr, Co, Zn, Ba y Pb.

Forma de presentarse

El hábito de los cristales es muy variado, pero los más frecuentes son los romboédricos, escalenoédricos y prismáticos, con posibles combinaciones de estas formas. Más frecuente en masas concrecionadas estalactíticas, pisolíticas, fibrosas y laminares. La calcita puede ser incolora o transparente si es pura (espato de Islandia) o coloreada en los más diversos colores, en relación con la presencia de pigmentos o impurezas. Dos hábitos principalmente:

En escalenoedros muy agudos(dientes de Perro). En escalenoedros muy obtusos coronando las bases de los prismas trigonales (cabeza de clavo). También romboedros muy típicos como productos de exfoliación; en formas masivas espáticas, fibrosas, columnares, estalactíticas, granulares y pulverulentas. Maclas frecuentes.

Son frecuentes los cristales romboédricos a prismáticos, maclados o concrecionados, blanquecinos,incoloros pero tqmbién rosas, amarillos, verdes o azules. Se encuentra, en general, en masas microcristalinas compactas (calizas), fibrosas (alabastros),concrecionales (estalactitas yestalagmitas) y sacaroides (mármoles). Es semidura, ligera,soluble en ácido clorhídrico didura, ligera, aoluble en ácido clorhídrico diluido en frío y, con frecuencia, fluorescente.

Otros aspectos

  • Clavo de Calcita: Este mineral se forma en las vetas, uniéndose a la galena, es decir, a la mena del plomo.La forma de los cristales del "pie" del clavo" difiere muy poco de los de la "cabeza".
  • Calcita Escalenoédrica: Una forma muy común de la calcita es la de un diente canino.
  • Conchas y Perlas: La calcita protege a muchos animales marinos. Estos animales toman la calcita del agua y la transforman en duras conchas. Las perlas también están hechas de calcita.
  • Roca en Formación: De los techos de las cuevas calizas cuelgan las estalactitas. Se forman al precipitar la calcita ( cuando deja finos depósitos de sales) con el goteo del agua. En las cálidas cuevas, con su baja presión,el agua se evapora y deja pequeños depósotos de calcita. Allí dónde el agua gotea sobre el suelo se forman las estalagmitas.
  • Terrazas de Calcita: Las cascadas de Pamukkale,en Turqía, se formaron al precipitar la calcita de los manantiales de agua caliente.El mineral se endureció modelando una bella cascada de terrazas.
  • Doble Imagen: Las imágenes, a través de la calcita,se ven dobles. El nombre de este efecto óptico es el de birefracción.

Génesis

Origen

Su génesis principal se debe a los procesos sedimentarios y a los procesos biológicos (caparazones de moluscos, corales, etc.), pero aparece también como mineral metamórfico en los mármoles. La calcita se forma por cristalización directa de disoluciones diluidas o por transformación paramorfa de las demás fases, que son menos estables.

Sedimentario en cuencas marinas y continentales. Ortomagmático asociado con rocas alcalinas. Hidrotermal con fluorita. [[Metamórfico]formando mármoles.

Lugar de formación

Es un mineral muy común y abundante en los más variados tipos de rocas. Entre las especies mineralógicas, la calcita, que representa la modificación trigonal del carbonato de calcio, es la más estable en condiciones ordinarias, y debe considerarse, como una de las más habituales y abundantes. De hecho es el constituyente elemental de distintos tipos de rocas sedimentarias (calizas, travertinos, margas), o metamórficas (mármoles, esquistos calcáreos), y prácticamente no existe formación de esta roca en cuyas litoclasas no se encuentren cristales de este mineral, incluso de notables dimensiones.

Empleo o aplicaciones

Para cementos, materiales cerámicos, obtención de la cal,para carga, fabricación de cemento Portland, en industria química, como fundente en menas metálicas, el Espato de Islandia en industria óptica etc. Los mármoles como roca ornamental en revestimientos de fachadas, etc.

Asociaciones

Aragonito CaCO3,la Dolomita(Ca,Mg) (CO3)2,Magnesitao Giobertita MgCO3, Siderita o Siderosa FeCO3,Smithsonita ZnCO3,Rodocrosita o Dialogita MnCO3, Estroncianita SrCO3,Cerusita PbCO3,Witherita BaCO3,Malaquita Cu2(OH)3CO3 y Azurita Cu3(OH)2(CO3)2.

Minerales similares

El cuarzo, que es más duro, el yeso, más blando, y la dolomita, que produce efervescencia sólo con ácido clorhídrico en caliente.

Materia prima de la cal

Conocida es la importancia industrial que esta especie reviste baja forma de roca calcárea, materia prima para la preparación de la cal. La cal expuesta a calentamiento alrededor de 900º C a la presión ordinaria, sufre una descomposición térmica, como sucede también en otros carbonatos a temperaturas distintas, con pérdida del anhídrido carbónico y formación de óxido de calcio, la así llamada cal viva. Esta última tratada con agua y con la debida cautela, puesto que la reacción desarrolla notables cantidades de calor que producen peligrosas quemaduras, se transforma en hidróxido de calcio o cal apagada, utilizada como "ligazón" para la fabricación del mortero. Asociada a este empleo está el nombre de calcita, derivada de "calx", término usado por los romanos para designar el óxido de calcio obtenido por calcinación de la caliza.

Un mineral científicamente útil

No todos conocen el papel que ha tenido la calcita gracias a una de las propiedades de sus cristales en el desarrollo de las teorías sobre la estructura de los cristales y en el fenómeno del descubrimiento de la polarización de la luz. Por la abundancia, la dimensión y la perfección de sus cristales, el mineral siempre ha atraído la atención de los cristalógrafos. Desde 1784 el Abad René Just Hauy, uno de los padres de la cristalografía morfológica, observando el fenómeno de la exfoliación, que en los cristales de la calcita es muy evidente y recogiendo algunas de las observaciones del matemático y médico bolonés Domenico Guglielmini, había llegado a desarrollar la teoría que representa uno de los fundamentos de la cristalografía geométrica, y el primer intento de encontrar una razón que enlace la estructura y la morfología de los cristales.

Imaginando que subdividimos un cristal romboédrico de calcita mediante exfoliación en romboedros más pequeños, hasta el extremo límite de las posibilidades mecánicas, y más aún, se llegaría a una mínima partícula que tendría todavía la forma del romboedro, y características físicas y químicas invariables. Un cristal, según Hauy, era por tanto, resultado de una regular y ordinaria yuxtaposición de un grandísimo número de poliedros elementales, por él llamados "moléculasintegrantes", como los ladrillos de un edificio.

La teoría se verificaba por el hecho de que partiendo de los cristales obtenidos con la misma forma del sólido de exfoliación era posible obtener formas poliédricas diversas, por ejemplo un escalenoedro mediante pequeños romboedros de exfoliación, alcanzando a aspirar todas las formas más comunes de un cristal. Tales observaciones se extendieron después a otras especies que presentaban evidente exfoliación como la galena o la sal gema y permitieron obtener las formas del octaedro y del rombododecaedro, desde pequeños cubos de exfoliación.

El fenómeno de la birrefringencia descrito por primera vezen 1669, por el danés Erasmus Bartholinus en los cristales de calcita, ha permitido a continuación a otros estudiosos aclarar la verdadera naturaleza de la luz. Si observamos una pequeña mancha puntiforme dibujada sobre un papel blanco a través de la superficie de exfoliación de un romboedro transparente de calcita puesto sobre el papel, notamos la presencia de dos imágenes cuya separación depende del espesor del cristal.

Rotando el romboedro alrededor del plano de la hoja, una de las dos imágenes permanece fija mientras que la otra rota en torno a la inmóvil. La primera se debe a un rayo que obedece a las "normales" leyes de la refracción, y que viene denominado, por tanto, como rayo ordinario. La segunda, que no la respeta, se debe a un rayo que se denomina extraordinario.

La birrefringencia, que consiste precisamente en este desdoblamiento de un rayo luminoso que atraviesa un cristal de calcita, es una teoría observable en cualquier otro cristal trigonal, tetragonal o hexagonal, pero es muy difícil encontrar cristales de especies distintas suficientemente transparentes y de espesor, y birrefringencia tales que muestren con absoluta claridad la separación entre las dos imágenes. Por ejemplo, el cuarzo, que es también birrefringente, da raras veces lugar a este fenómeno de forma evidente. Observando a través de los cristales, incluso grandes de este mineral, si no se usa una lente es muy difícil notar de forma clara el desdoblamiento de las imágenes.

Sin embargo, en el caso de grandes cristales de cuarzo cortados esféricamente (como los elaborados por los japoneses), el desdoblamiento puede notarse perfectamente a simple vista. Este fenómeno era conocido por Huygens, que sin embargo, no pudo dar una explicación: el problema permaneció, por tanto, sin resolver hasta que una observación accidental de Malus, en 1808, percibió que las dos imágenes desaparecían alternativamente cada 90º de rotación del segundo cristal. Tal observación, que llevó al fenómeno del descubrimiento de la polarización de la luz, dio la clave para una teoría sobre la verdadera naturaleza de la luz, inmediatamente desarrollada por T. Young, Fresnel y Arago, formulada de forma definitiva por J. Clark Maxwell, en 1865 y hasta hoy aceptada.

Por último, la determinación de la estructura cristalina de la calcita representa uno de los primeros trabajos de caracterización estructural de un compuesto mediante difracción de Rayos X efectuada en 1914 por Sir W. L. Bragg, quien logró a continuación en 1924 explicar las propiedades ópticas del mineral relacionándolas con la disposición de los átomos del cristal.

Las localidades de calcita

En cristales de dimensiones notables, espléndidos por la riqueza de forma y transparencia, la calcita está presente en un grandísimo número de localidades y en los más variados yacimientos. Los ejemplares más bellos son aquellos, que se encontraron en filones metalíferos. Ejemplos clásicos, notables por la perfección de la forma cristalina y la variedad de las maclas, son los cristales procedentes de la mina inglesa de Cumberland: Alston Moor, Egremont y Frizington.

Muy escasa es la presencia en el mercado de ejemplares de esta procedencia, que se pueden admirar solamente en las viejas colecciones o en los museos. En años recientes soberbios ejemplares, con cristales frecuentemente maclados, según la base y de un bellísimo color que va del amarillo oro pálido a "coñac", se encuentran en la mina de Elmwood, junto a Carthage, en Tennessee, en espléndida asociación con fluorita, blenda y galena: son considerados entre los más bellos de esta especie.

También, en los Estados Unidos se encuentran gruesos cristales de hábito prismático o escalenoédrico procedentes de la mina de Joplin, en Missouri, asociados a bellos cubos de galena. Muy difundida en todas las colecciones son las drusas de calcita procedentes de los filones metalíferos de Tsumeb, en el suroeste de Africa. Cristales romboédricos verdaderamente enormes, incomparables por la impieza y adecuados para la construcción de prismas de Nicol, empleados en aparatos ópticos para obtener luz polarizada, se han obtenido en las cavidades de un basalto junto a Helgustadir, en Eskefjord, en Islandia (de ahí el nombre de Espato de Islandia usado para designar la variedad limpia y transparente de calcita).

Muy limpia y de dimensiones conspicuas son los cristales del yacimiento de cobre nativo del Lago Superior, que a veces incluye bellas cristalizaciones de cobre que han mantenido vivo su esplendor metálico. Elegantes cristalizaciones se encuentran en los Alpes. Son notables, los cristales romboédricos, de dimensiones conspicuas, que se encuentran con cuarzo en las litoclasas de las calizas junto a Pooetta (Italia), y aquellos escalenoedros de la gola de Furlo (Pesaro). En España existen numerosísimos y magníficos yacimientos de calcita, aunque sólo se citan las localidades más características, sobre todo, en las que se han encontrado extraordinarios ejemplares de "espato de Islandia": Dima (Vizcaya); Linares (Jaén); Mil Marcos (Guadalajara); Alfarnate (Málaga), etc.

Fuentes

  • Calcitas
  • Enciclopedia McGraw-Hill de Ciencia y Tecnología. 2da. Edición, Tomo II, 1992, pp. 336