Calcàrea
La calcàrea és una roca sedimentaria composta majoritàriament per carbonat de calcio (CaCO3), generalment calcita, encara que freqüentment presenta traces de magnesita (MgCO3) i uns atres carbonat.[1] També pot contindre menudes cantitats de minerals com argila, hematita, siderita, cuarzo, etc., que modifiquen (a voltes sensiblement) el color i el grau de coherència de la roca. El caràcter pràcticament monomineral de les calcàrees permet reconéixer-les fàcilment gràcies a dos característiques físiques i químiques fonamentals de la calcita: és menys dura que el coure (la seua durea en la escala de Mohs és de 3) i reacciona en efervescència en presència d'àcits tals com el àcit clorhídric.
En l'àmbit de les roques industrials o d'àrits per a construcció rep també el nom de pedra calcàrea. Junt a les dolomías i les margas, les calcàrees formen part de lo que es coneixen com roques carbonáticas o calcáreas.
Al voltant del 20% al 25% de les roques sedimentàries són roques carbonáticas, i la major part són calcàrees.[2][3] Les roques carbonáticas restants són en la seua major part dolomias, unes roques estretament relacionades, que contenen un alt percentage del mineral dolomita, Plantilla:Chem2. Calcàrea magnesiana és un terme obsolet i mal definit que s'utilisa per a referir-se a la dolomía, a la calcàrea que conté una cantitat significativa de dolomita (calcàrea dolomítica) o a qualsevol atra calcàrea que continga un percentage significatiu de magnesi.[4] La major part de la calcàrea es va formar en ambients marins poc profunts, com plataformes continentals o plataformes, encara que cantitats menors es varen formar en molts atres ambients. Gran part de la dolomita és dolomita secundària, formada per alteració química de la calcàrea.[5][6] La pedra calcàrea està exposta en grans regions de la superfície de la Terra, i degut a que la pedra calcàrea és llaugerament soluble en l'aigua de pluja, estes exposicions a sovint s'erosionen per a convertir-se en paisages càrstics. La majoria dels sistemes de coves es troben en llits de roca calcàrea.
La pedra calcàrea té numerosos usos: com matèria primera química per a la producció de calç utilisada para ciment (un component essencial del formigó), com agregat per a la base de les carreteres, com a pigment blanc o farcidura en productes com pasta de dents o pintura, com a acondicionador del sol i com a adició decorativa popular en jardins de roques. Les formacions calcàrees contenen al voltant del 30% de les reserves de petròleu del món.[3]
Si es calcina (es du a alta temperatura), la calcàrea dona lloc a calç (òxit de calcio impuro, CaO).
Descripció
[editar | editar còdic]
La calcàrea està composta principalment pels minerals calcita i aragonito, que són diferents formes cristalines de carbonat càlcic (Plantilla:Chem2). La dolomita, Plantilla:Chem2, és un mineral poc comú en la calcàrea, i la siderita o uns atres minerals de carbonat són rars. No obstant, la calcita de la calcàrea conté a sovint un menut percentage de magnesi. La calcita de la calcàrea es dividix en calcita baixa en magnesi i calcita alta en magnesi, en una llínea divisòria situada en una composició del 4% de magnesi. La calcita en alt contingut en magnesi conserva l'estructura mineral de la calcita, que és distinta de la dolomita. La aragonita no sol contindre una cantitat significativa de magnesi.[7] Per lo demés, la majoria de les calcàrees són químicament prou pures, en sediment clásticos (principalment cuarzo de gra fi i minerals d'argila) que constituïxen menys del 5%[8] al 10%[9] de la composició. La matèria orgànica sol representar al voltant del 0,2% d'una calcàrea i rara volta supera el 1%.[10]
La calcàrea sol contindre cantitats variables de sílice en forma de chert o fragments esquelètics silíceos (com espículas d'esponja, diatomeas o radiolarios).[11] Els fòssils també són comuns en la calcàrea.
La calcàrea sol ser de color entre blanc i gris. La calcàrea que és inusualment rica en matèria orgànica pot ser de color casi negre, mentres que traces de ferro o manganeso poden donar a la calcàrea un color blanquecino a groc a roig. La densitat de la calcàrea depén de la seua porosidad, que varia entre el 0,1% de la calcàrea més densa i el 40% de la creta. La densitat corresponent oscila entre 1,5 i 2,7 g/cm3. Encara que és relativament blana, en una durea Mohs de 2 a 4, la calcàrea densa pot tindre una resistència a la compressió de fins a 180 MPa.[12] A modo de comparació, el formigó sol tindre una resistència a la compressió d'uns 40 MPa.[13]
Encara que les calcàrees presenten poca variabilitat en la seua composició mineral, mostren una gran diversitat en la seua textura.[14] No obstant, la majoria de les calcàrees estan formades per grans del tamany de l'arena en una matriu de fanc carbonatado. Ya que les calcàrees són a sovint d'orige biològic i solen estar compostes per sediment que es depositen prop del lloc a on es varen formar, la classificació de les calcàrees sol basar-se en el seu tipo de gra i en el seu contingut de fanc.[8]
Grans
[editar | editar còdic]
La majoria dels grans de la calcàrea són fragments esquelètics d'organismes marins com coralés o foraminíferos.[15] Estos organismes segreguen estructures de aragonito o calcita, i les deixen arrere quan moren. Atres grans de carbonat que componen les calcàrees són els ooides, els peloides i els litoclastos (intraclastos i extraclastos).[16]
Els grans esquelètics tenen una composició que reflectix els organismes que els varen produir i l'entorn en el que es varen produir.[17] Els grans esquelètics de calcita en baix contingut en magnesi són típics de braquiópodos articulats, foraminíferos planctónicos (que suren lliurement) i cocolitos. Els grans esquelètics de calcita en alt contingut en magnesi són típics de foraminíferos bentónicos, equinoderms i algues coralinas. Els grans esquelètics de aragonito són típics de moluscs, algues verdes calcáreas, estromatopóridos, coralés i cucs tubícolas. Els grans esquelètics també reflectixen periodos geològics i ambients específics. Per eixemple, els grans de coral són més comuns en entorns d'alta energia (caracterisats per fortes corrents i turbulències), mentres que els grans de briozoos són més comuns en entorns de baixa energia (caracterisats per aigües tranquiles).[18]
Fanc
[editar | editar còdic]Els grans de la majoria de les calcàrees estan incrustats en una matriu de fanc carbonatado. Esta és típicament la fracció més gran d'una roca carbonatada antiga.[19] El fanc format per cristals individuals de menys de 5 µm llongitut es descriu com micrita.[20] En el fanc carbonatado fresca, la micrita està formada principalment per menudes agulles de aragonito, que poden precipitar-se directament de l'aigua de mar,[21] ser secretadas per algues,[22] o produir-se per abrasió de grans de carbonat en un entorn d'alta energia.[23] Es convertix en calcita als pocs millons d'anys del seu deposición. Més recristalización de micrita produïx microespuma, en grans de 5-15µm de diàmetro.[21]
Formació
[editar | editar còdic]Són molt característiques pel seu color clar, blanquecino o gris. Les calcàrees es formen en les mars càlides i poc profunts de les regions tropicals, en aquelles zones en les que els aportes detrítics són poc importants. Dos processos, que generalment actuen conjuntament, contribuïxen a la formació de les calcàrees:
Orige hídric
[editar | editar còdic]
El carbonat de calcio (CaCO3) es dissol en molta facilitat en aigües que contenen diòxit de carbono (CO2) gaseós dissolt, degut a que reacciona en est i aigua per a formar bicarbonato de calcio [Ca(HCO3)2], compost intermig d'alta solubilidad. No obstant en entorns en els que el CO2 dissolt es llibera bruscament a l'atmòsfera, es produïx la reacció inversa aumentant la concentració de carbonat de calcio (vore llei d'acció de masses), l'excés de les quals sobre el nivell de saturació precipita. D'acort a lo descrit, el equilibri químic en solució seguix la següent equació:
Eixa lliberació de CO2 es produïx, fonamentalment, en dos tipos d'entorns: en el llitoral quan apleguen a la superfície aigües carregades de CO2 i, sobre els continents, quan les aigües subterrànees alcancen la superfície.
Est és el procés fonamental de formació de grutas i coves en presència d'estalactitas i estalagmitas en moltes regions calcáreas en pedres calcàrees[24] denominades també karsts, carsts o carsos. Estes últimes denominacions de les regions calcáreas provenen del nom de la regió eslovena de Carso, rica en estos minerals i paisages.
Orige biològic
[editar | editar còdic]
1: Plataformes carbonatadas; 2: Secs coralinos
Numerosos organismes utilisen el carbonat de calcio per a construir el seu esquelet mineral, degut a que es tracta d'un compost abundant i moltes voltes casi a saturació en les aigües superficials dels oceans i llac (sent, per això, relativament fàcil induir la seua precipitació). Despuix de la mort d'eixos organismes, es produïx en molts entorns l'acumulació d'eixos restants minerals en cantitats tals que apleguen a constituir sediments que són l'orige de la gran majoria de les calcàrees existents.
La sedimentación calcárea va ser molt més important en atres époques i actualment està llimitada a unes quantes regions de les marees tropicals. Les calcàrees que es poden observar sobre els continents es varen formar en époques caracterisades per tindre un clima molt més càlit que l'actual, quan no hi havia gèl en els pols i el nivell de la mar era molt més elevat. Àmplies zones dels continents estaven en aquell llavors cobertes per mars epicontinentales poc profunts. En l'actualitat, són relativament poques les plataformes carbonatadas [marcada en el (1) en l'image superior], eixercitant els secs (2) un paper important.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ C. Klein, C. S. Hurlbut. Manual de Mineralogia, quarta edició. Editorial Reverté, 1998
- ↑ Petrologia : ígnea, sedimentaria i metamòrfica., 2nd edició, New York: W.H. Freeman, pp. 295-300. ISBN 0-7167-2438-3.
- ↑ 3,0 3,1 Boggs, 2006, p. 159.
- ↑ «Calcàrea magnesiana», Glossari de geologia., Fourth edició, Alexandria, Virginia: Institut Geològic Americà. ISBN 0-922152-34-9.
- ↑ Orige de les roques sedimentàries, 2d edició, Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, pp. 446, 510-531. ISBN 0-13-642710-3.
- ↑ Boggs, 2006, p. 182-194.
- ↑ Blatt, Middleton y Murray, 1980, p. 448-449.
- ↑ 8,0 8,1 Blatt y Tracy, 1996, p. 295.
- ↑ Boggs, 2006, p. 160.
- ↑ Blatt, Middleton y Murray, 1980, p. 467.
- ↑ Blatt y Tracy, 1996, pp. 301-302.
- ↑ “Calç i calcàrea” . Enciclopèdia Kirk-Othmer de Tecnologia Química: 1-53.
- ↑ «Compressive strength test», Enciclopèdia Britànica.
- ↑ Blatt y Tracy, 1996, pp. 295-296.
- ↑ Blatt, Middleton y Murray, 1980, p. 452.
- ↑ Blatt y Tracy, 1996.
- ↑ Blatt, Middleton y Murray, 1980, p. 449.
- ↑ Boggs, 2006, p. 161-164.
- ↑ Blatt y Tracy, 1996, p. 298.
- ↑ Blatt, Middleton y Murray, 1980, p. 460.
- ↑ 21,0 21,1 Blatt y Tracy, 1996, p. 300.
- ↑ Boggs, 2006, p. 166.
- ↑ “The Origin of Carbonate Mud” . Geophysical Research Letters 46 (5): 2696–2703. doi:. Bibcode: 2019GeoRL..46.2696T.
- ↑ C. Marcs, J. Martínez, D. Rodrigo (1962). Química. Edicions SM.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Caliza» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.