Calcita

La calcita es un mineral de la clase de los carbonatos que pertenece y da nombre al grupo. Es el polimorfo m√°s estable del carbonato de calcio (CaCO3); los otros polimorfos son la aragonita y la vaterita.

La aragonita se transforma en calcita a temperaturas entre los 380 y 470 ¬į C, mientras que la vaterita es a√ļn menos estable.

Se puede reconocer fácilmente por la efervescencia que siempre produce con ciertos ácidos, como el ácido clorhídrico o el vinagre, así como por su dureza.

Presenta diversas coloraciones muy variadas que reflejancalcita propiedadesla amplia composición química que puede tener (sobre todo los iones que pueden encontrarse como impurezas).

El mineral tiene una amplia distribución a escala global y es empleado para diferentes usos, desde lentes hasta materiales de construcción.

Plinio la llam√≥ as√≠ ya en el a√Īo 79, del lat√≠n calx, ¬ęcal viva¬Ľ. A veces se utiliza como sin√≥nimo ¬ępiedra caliza¬Ľ, si bien la caliza es en realidad la roca formada mayoritariamente por este mineral.

Etimología

Ficha Tecnica

Piedra Calcita azul

Fórmula quimica: CaCO3
Dureza: 3 en la escala de Mohs
Color:Se puede encontrar en color blanco u otras variedades, dependiendo de las impurezas.
Clase Minera: V. Oxisales, dentro de los carbonatos.
Densidad: De 2,710 a 2,711 g/cm3
Sistema Cristalino: Romboedrico

El nombre fue introducido en 1849 por el mineralogista austríaco Wilhelm Karl von Haidinger; lo hizo combinando la palabra alemana calzado y el sufijo -ita (en alemán -it) que es habitualmente empleado para llamar minerales.

La palabra calcio derivaba del lat√≠n calx (que en catal√°n significa ¬ęcal¬Ľ). Plinio el Viejo ya llam√≥ calx la calcita en 79 dC.

El t√©rmino ¬ęalabastro¬Ľ es tambi√©n utilizado por arque√≥logos y profesionales del comercio de piedra para referirse a una variedad de calcita de grano fino que aparece en dep√≥sitos agitados. Este t√©rmino no mantiene relaci√≥n con el t√©rmino ¬ęalabastro¬Ľ para referirse a la variedad de yeso.

Clasificación de la calcita

Seg√ļn la clasificaci√≥n de Nickel-Strunz, la calcita mineral pertenece a ¬ę05.AB: carbonatos sin aniones adicionales, sin H2O, alcalinot√©rreos (y otros M2 +)¬Ľ junto con los siguientes minerales: gaspe√Įta, magnesita, otavita, rodocrosita, siderita, smithsonita, esferocobaltita, ankerita, dolomita, kutnohorita, minrecordita, aragonita, cerussita, estroncianita, witherita, vaterita, huntita, norsethita, alstonita, olekminskita, paralstonita, baritocalcita, carbocerna√Įta, benstonita y juangodoyita. Seg√ļn la clasificaci√≥n de Dana la calcita es un carbonato clasificado en el grupo 14.1.1.1: carbonatos anhidros normales de f√≥rmula A (XO3).

Identificación

Debido a la efervescencia que siempre produce con los ácidos, se ha comprobado que una de las maneras más efectivas para identificarcalcita usos la calcita es el test del ácido, en el que se recomienda utilizar el ácido clorhídrico diluido o el vinagre .

Un ejemplo del uso de este test es la verificación de si un cemento de gres o de conglomerado es de calcita o no, ya que en caso de que haga efervescencia se podrá afirmar que el cemento contiene este mineral calcita.

El motivo de este hecho es la siguiente reacción química, en la que el dióxido de carbono produce burbujas en escaparse en forma de gas: CaCO3 + 2H + → Ca + 2 + H2O + CO2 (g).

Para realizar el test, es importante que el ácido clorhídrico se encuentre concentrado al 10%; esto es debido a que en concentraciones superiores, el ácido también puede hacer hervir algunas dolomías (formadas por dolomita), y por tanto conllevar confusión. Además del test del ácido, la calcita se puede identificar por su dureza, pudiéndose rayar con una moneda de cobre.

Debido a su dureza (dureza = 3), fue escogido como mineral de referencia en la escala de Mohs. Los minerales calcita suelen presentar maclas, tan simples como m√ļltiples, un brillo v√≠trea y una raya de color blanco. Puede presentar varios colores, algunos de los cuales son blanco, amarillo, marr√≥n, rojo, azulado o negro.

Su hábito puede ser característico sobre todo cuando la calcita se encuentra bien cristalizada.

Maclado

calcita formulaComo mínimo se han descrito cuatro leyes de maclado para los cristales de calcita; la ley más habitual presenta un plan de maclado y de composición {0112}. También son comunes las maclas en {0001} con {0001} como superficie composicional, produciendo ángulos reentrantes. Poco comunes son las maclas en {1011} o {0221} como plan de maclado, produciendo lo que se denomina como cristales en forma de corazón (maclado tipo mariposa).

Con microscopio óptico

La calcita observada con microscopio óptico es uniaxial con un signo óptico negativo; su orientación óptica (X | c) es difícil de determinar Calcita microscopio opticocomo consecuencia de su elevada birrefringencia.  Presenta una birrefringencia máxima de 0,174 y una extinción simétrica a las líneas de exfoliación cuando el cristal se encuentra extinguido. Presenta unos colores de interferencia de alto orden en polarización cruzada, un relieve elevado que cambia con la rotación y un índice de refracción menor que la dolomita.

Puede presentar maclado simple y lamelar en algunas caras cristalinas. Presenta exfoliación romboédrica muy clara y perfecta, siempre visible, excepto en los agregados micrítics. La extinción de la calcita es recta en agregados columnares y simétrica en el Romboedro de exfoliación. En el microscopio también es posible observar las macles polisintéticas laminares (no siempre presentes) paralelas a la diagonal mayor del Romboedro de exfoliación.

Propiedades de la calcita

Color

La piedra calcita pura, extremadamente raro en la naturaleza, es incolora y transparente. A menudo, la calcita presenta impurezas (otros elementos que entran dentro de su estructura cristalina); estas impurezas pueden hacer variar el reo rango crom√°tico.

Dejando de lado el espato de Islandia, una de las curiosidades de la calcita es que suele presentar coloraciones amarillentas o marrones cuando se encuentra en estado natural. Algunos de los elementos que pueden hacer variar su color son el hierro, el zinc, el cobalto o el manganeso.

Cuando la calcita tiene hierro, ésta presenta coloraciones amarillentas o marrones (se puede comparar con la siderita (FeCO3)); el zinc produce coloraciones grisáceas en la calcita (se puede comparar con el smithsonita (ZnCO3)); el cobalto produce coloraciones rosadas (se puede comparar con el esferocobaltita (CoCO3)); finalmente, el manganeso, produce colores violetas o rosadas (se pueden comparar con la rodocrosita (MnCO3)).

Las calcitas también pueden presentar coloración verde, a menudo localizada en una parte de los cristales; esto se debe a menudo a la presencia de malaquita de color verde oscuro, que, mezclada con calcita, genera el color verde. Un ejemplo de calcita verde por la acción de la malaquita se encuentra al este del estado de Querétaro, en el centro de México.

Los colores del rango entre el azul cielo y el color de lavanda son a menudo producidos por la radiación producida por algunos minerales. Esta radiación produce defectos en la red cristalina; estos defectos provocan diferentes absorciones de la luz que consecuentemente generan el color azul.

Variedades de calcita

Estructura cristalina de la Calcita

La estructura de la calcita no es muy compleja y, por tanto, se puede entender f√°cilmente observando un esquema o dibujo.calcita dureza A menudo se describe como una estructura de tipo NaCl (halita) modificada. Mientras que en la halita alternan los iones de sodio y de cloro, en la calcita se alternan los de calcio y los carbonatos (CO2-3).

A diferencia de la halita, la calcita no es un mineral c√ļbico como consecuencia de los iones carbonato, que rompen la simetr√≠a c√ļbica en varios sentidos; uno de los cuales es la orientaci√≥n de las diferentes mol√©culas de carbonato, que rompen la simetr√≠a c√ļbica y transforman el cubo en un Romboedro (un cubo con uno de los ejes variados).

La calcita presenta una estructura similar a todos los integrantes del grupo de la calcita de minerales; estos integrantes están formados por carbonato y metales divalentes de radio inferior a 1; en este caso, los átomos de carbono se encuentran de manera trigonal planar en el CO2-3, mientras que los metales divalentes se encuentran en coordinación octaédrica. El grupo puntual de la calcita es 3m, mientras que el grupo espacial es R-3c.

La estructura de la calcita puede presentar diversas variaciones a elevadas presiones: a 1,5 GPa se convierte en calcita-II, una variedad monocl√≠nica P21 / c con una celda a = 6,334; b = = 4,948; c = 8,033 y ő≤ = 107,9¬ļ. A 22 kbar, la calcita-II se convierte en calcita-III, otra variedad monocl√≠nica C2 con una celda a = 8,746; b = 4,685; c = 8,275; ő≤ = 94,4; y Z = 6. La calcita-II y la calcita-III son relativamente metaestables con la aragonita, la cual es estable hasta 8 GPa.

La calcita es un polimorfo del aragonita y la vaterita, siendo el polimorfo m√°s estable del carbonato de calcio. Tanto el aragonito como la vaterita tienen la misma f√≥rmula qu√≠mica pero una estructura cristalina diferente, y son m√°s solubles: la aragonita se transforma en calcita a 400 ¬į C, y la vaterita (mineral muy raro), o őľ-CaCO3 , es a√ļn menos estable. Es isostructural con la nitratina y el otavita, y forma una serie de soluci√≥n s√≥lida con la rodocrosita. Cuando se somete un cristal o masa de calcita en difracci√≥n de rayos X, se obtienen diferentes picos de intensidades de energ√≠a:

Tabla

Propiedades físicas de la Calcita

La calcita es un mineral de carbonato c√°lcico que cristaliza en el sistema trigonal, presentando formas cristalinas muy variables (sobre todo el Romboedro, forma en la que se exfolia f√°cilmente, y el escalenoedre).

Sus macles son muy frecuentes seg√ļn {1000} y {101}, tiene tanto de simples como de polisint√©ticas, adem√°s de agregados en drusas y geodas.

La dureza de la calcita es de 3 en la escala de Mohs, y una densidad de 2,710 a 2,711 g / cm3. Su brillo es más bien vítrea, aunque a veces también satinada. Este mineral menudo presenta un aspecto transparente y opaco, aunque también puede ser incoloro, blanco, amarillo, rosa, rojo, naranja. Su raya es blanca.

Propiedades químicas

Su fórmula química es CaCO3. Los elementos que se encuentran en su estructura son el calcio, el carbono y el oxígeno. Algunos elementos pueden entrar en su estructura como impurezas; algunos de estos elementos son manganeso, hierro, zinc, cobalto, bario, estroncio, plomo, magnesio, cobre, aluminio, níquel, vanadio, cromo y molibdeno.

En el caso del cobalto, el Co2 + le da una coloración rosa.  La calcita, como la mayoría de carbonatos, se disuelve en la mayoría de ácidos.

También puede ser disuelta por diferentes tipos de agua, dependiendo de diferentes factores tales como la temperatura del agua, el pH, y la saturación de la misma.

Aunque la calcita es casi insoluble en agua fría, un bajo pH del agua puede provocar la disolución de la calcita. La calcita presenta un raro disparo, llamado solubilidad retrógrada, en el que se convierte en menos soluble en agua conforme la temperatura de esta aumenta.

Cuando las condiciones son buenas para la precipitación de calcita, esta forma cementos que rellenan fracturas o porosidades. Cuando las condiciones son buenas para la disolución, la calcita de las fracturas y la porosidad se elimina, y si las condiciones favorables a la disolución perduran en el tiempo, incluso se pueden formar grandes porosidades como cuevas (karsts).

La calcita también tiene una elevada reactividad incluso con ácidos débiles como el vinagre, ya que hace efervescencia con los ácidos diluidos fríos.

Propiedades ópticas

La calcita es un mineral transparente o transl√ļcido que, como ya se ha mencionado anteriormente, puede presentar una gran gama de colores: incoloro, blanco, amarillo, marr√≥n, rojo, azulado a negro. En l√°mina delgada presenta colores de interferencia elevados en polarizaci√≥n cruzada. La clase √≥ptica es uniaxial (-).

Fluorescencia calcitaSus √≠ndices de refracci√≥n son nŌČ = 1640-1660 y nőĶ = 1.486. Presenta una birrefringencia entre 0,154 y 0,174. Los cristales individuales de calcita presentan la propiedad √≥ptica llamada birrefringencia (refracci√≥n doble).

La fuerte birrefringencia de algunos cristales provoca que los objetos que se miren a trav√©s de un trozo de calcita se vean dobles. Este efecto fue descrito por primera vez por el cient√≠fico dan√©s Rasmus Bartholin en el a√Īo 1669.

Además de birrefringencia, la calcita puede presentar fluorescencia; en onda larga (365 nm) a menudo presenta colores rosas, aunque puede llegar a presentar los colores blanco, blanco azulado, blanco amarillento, blanco rosado, amarillo, amarillo anaranjado, naranja, rojo, violeta, rosa salmón, amarillo verdoso, azul , blanco verdoso y azul violáceo.

En onda media (320 nm), la calcita suele presentar fluorescencia roja, aunque puede presentar de blanca, blanco azulado, blanco amarillento, rojo anaranjado, verde amarillento y azul verdoso. En onda corta (254 nm) la calcita presenta fluorescencia azul; además puede presentar los colores blanco, blanco azulado, blanco amarillento, blanco rosado, amarillo claro, amarillo anaranjado, naranja, rojo, rosa, rosa salmón, verde, verdoso, azulado, blanco verdoso y amarillento.

En todos los casos la intensidad de la fluorescencia es fuerte.

La calcita, a veces, tambi√©n presenta fosforescencia, es decir, que tiene la capacidad de absorber y almacenar energ√≠a para luego liberarla en forma de luz. A veces tambi√©n presenta termoluminiscencia, producida por la liberaci√≥n de luz despu√©s de ser sometida a temperaturas elevadas. En este caso, la temperatura debe oscilar entre los 50 y 200 ¬ļC (temperatura bastante inferior a la temperatura de incandescencia).

Celda unidad

En cualquier cristal (no sólo los cristales de calcita) las moléculas y los átomos se distribuyen en redes regulares. La morfología del cristal se basa principalmente en este enrejado que está formado por una repetición periódica de los motivos. Generalmente es muy complicado encontrar la relación entre la geometría de los motivos y la del cristal. Es por ello que en cristalografía se suele emplear otro método: a partir de la celda unidad.

La celda unidad es la fracci√≥n espacial m√°s peque√Īa de un cristal que presenta todas las propiedades de simetr√≠a de este. En el caso de la calcita, las dimensiones de la celda unidad son de 4,9896 √Ö para el eje ay 17.061 √Ö para el eje c (con un ratio en: C = 1: 3.419).¬† Cuando se dan los valores de las dimensiones de la celda unidad, tambi√©n es habitual dar el valor de Z; Z es el n√ļmero de unidades de f√≥rmula que se encuentran en la celda unidad. En el caso de la calcita, la Z = 6; es decir, que dentro de la celda hay seis unidades de f√≥rmula.

Antes del uso de los rayos X en cristalograf√≠a, los ejes cristalinos se determinaban midiendo los √°ngulos entre caras, escogiendo los √°ngulos m√°s peque√Īos, asumiendo que las caras m√°s grandes presentaban ordenamiento m√°s b√°sico. Con este m√©todo, habitualmente coincid√≠an los valores con los descubiertos posteriormente mediante los rayos X.

Esto no pasó en el caso de la calcita. Originalmente la calcita se le asignaba un ratio de celda c: a = 0,8543, siendo c hasta cuatro veces superior al valor obtenido con rayos X; actualmente se considera que c: a = 3,419.

En la mayoría de índices de Miller de la calcita, obtenidos antes de la aplicación de los rayos X, el valor c se multiplicará por cuatro. Por ejemplo, la exfoliación romboédrica es perfecta en {1011} (en la versión antigua) y es perfecta en {1014} en la versión actual (la versión correcta y aceptada)

Formacion

La calcita es un mineral que se forma por precipitación química mediante la evaporación de soluciones muy ricas en hidrogenocarbonato de calcio o por la extracción y la actividad de los organismos marinos y de agua dulce.

La calcita es un mineral muy com√ļn, ya que tiene una amplia distribuci√≥n por todo el planeta, y se calcula que ocupa aproximadamente el 4% del peso total de la corteza terrestre y que recubre el 40% de su superficie.

Se encuentran canteras por todo el mundo, a los suelos, a las costras desérticas, a las fuentes hidrotermales, los yacimientos metasomàtics, a las pegmatitas, en las zonas de meteorización y de oxidación, los espeleotemas e incluso en ciertas rocas magmáticas.

Es un componente habitual de las rocas sedimentarias, especialmente la caliza, aunque es muy fácil de encontrarla asociada a diversos minerales como la siderita, el cuarzo, la pirita o la fluorita. Como mineral que se forma por precipitación, para entender el proceso de información, se debe comprender primero el comportamiento del carbonato cálcico en las diferentes condiciones.

Generalmente, este comportamiento (por ejemplo en el caso de la calcita) viene determinado por la ecuación:
Ecuacion calcita

Donde CaCO3 es calcita en estado sólido; H2CO3 es ácido carbónico (formado por la reacción entre el agua y el dióxido de carbono [H2O + CO2 = H2CO3]); Ca + 2 es el ión positivo calcio (catión) en solución, y HCO-3 es el ión negativo (anión) hidrogenocarbonato (llamado antiguamente ión bicarbonato) en solución.

Como consecuencia de que el equilibrio es din√°mico, las ecuaciones CaCO3 + H2CO3 = Ca + 2 + 2HCO-3 y H2O + CO2 = H2CO3 se encuentran estrechamente relacionadas. Si se aumenta el CO2 en la segunda ecuaci√≥n, se producir√° m√°s H2CO3 (en ning√ļn caso tomamos el agua como reactivo limitante, ya que en un lago o en el oc√©ano se encuentra en enormes cantidades).

Este incremento de H2CO3 implicará una disolución de la calcita (CaCO3). Por lo tanto, al igual que si aumentamos el contenido de CO2 en un agua la calcita se disuelve, si disminuimos el contenido, la calcita precipitará.

Es por este motivo que la calcita precipita en los casos donde un agua cargada con CO2 disuelto lo libera a la atmósfera. Esta ecuación también nos ayuda a comprender las condiciones ambientales de precipitación de la calcita.

Si observamos un mapa de temperaturas marinas y lo comparamos con las zonas actuales de precipitaci√≥n de calcita (v√©ase las im√°genes), observaremos que las zonas de precipitaci√≥n coinciden con las de elevada temperatura, y se sit√ļan cerca de los tr√≥picos.calcita roja

Esta evidencia se explica porque el CO2, como la gran mayoría de los gases, es menos soluble a temperaturas altas y más soluble a temperaturas bajas.

Este hecho implica que a temperaturas bajas el CO2 disuelto en agua tienda a permanecer disuelto y por lo tanto el carbonato de calcio no precipite. En cambio, a elevadas temperaturas, el dióxido de carbono pierde solubilidad y es liberado a la atmósfera; en este caso, como consecuencia de la pérdida de CO2, se da la precipitación de la calcita. Por esta misma razón, hay precipitación de calcita en manantiales calientes o termales, independientemente de su latitud.

Los aumentos en la presión de carga aumentan la solubilidad de los gases, y por tanto también del dióxido de carbono; por tanto, un aumento de la presión producirá una disolución del carbonato de calcio.

Las algas y plantas acuáticas o marinas también tienen un papel importante en la precipitación o disolución del carbonato de calcio, ya que al realizar la fotosíntesis eliminan parte del CO2 de las aguas, y por tanto favorecen la precipitación de la calcita.

Cuando estas mismas plantas mueren y se descomponen, liberan CO2 y, por tanto, favorecen la disolución del carbonato cálcico. De manera general, los carbonatos minerales precipitan en contextos básicos y se disuelven en condiciones ácidas.

A temperatura y presi√≥n atmosf√©ricas (25 ¬į C y 1 atm), la calcita es termodin√°micamente estable. En este contexto, todas las formas metaestables de carbonato de calcio tienden a la transformaci√≥n en calcita.

La calcita también puede precipitar por la actividad de los organismos marinos que forman sus conchas de carbonato cálcico y que al morir se sedimentan dando lugar a las llamadas calizas organogèniques o bioquímicas.

También se puede encontrar formando parte de rocas formadas por metamorfismo regional o de contacto de calizas sedimentarias que se transforman en mármol por recristalización de la calcita (para más información sobre las rocas constituidas por calcita, véase el siguiente apartado).

La calcita como mineral formador de rocas

Rocas sedimentarias

La calcita es el principal mineral no silicato formador de rocas. Es un importante formador de rocas sobre todo en ambientes sedimentarios, aunque puntualmente tiene cierta influencia en algunos ambientes ígneos y metamórficos, y también lo puede ser en ambientes hidrotermales.

Las principales rocas constituidas mayoritariamente por calcita son algunas rocas carbonatadas, concretamente las calizas. Las rocas calizas suelen tener más de un 50% de calcita, y también pueden contener otros minerales dependiendo de su contexto de formación (arcilla, hematites, siderita, cuarzo).

Si una roca caliza contiene una cantidad relevante de arcilla, esta llama marga. El término entre la caliza y la marga suele llamarse margocalizas.

Las calizas están constituidas por granos minerales de calcita. Algunos de estos fragmentos provienen de fragmentos esqueléticos marinos tales como el coral, los gasterópodos, bivalvos, equinodermos, crinoideos, foraminíferos, algas y otros organismos.

También se encuentran otros fragmentos como ooides, peloides, intraclasts y extraclasts. Hay rocas calizas que no presentan grandes, sino que se encuentran formadas a partir de una precipitación química de calcita; por ejemplo el travertino.

Las rocas calizas se forman en mares y oc√©anos c√°lidos (en regiones tropicales), sobre todo en zonas donde hay un aporte sedimentario (detr√≠tico) poco importante. Las rocas calizas se pueden diferenciar seg√ļn su origen; este puede ser qu√≠mico o biol√≥gico.

Origen químico: en el caso de un origen químico, la caliza se forma a partir de la precipitación del carbonato de calcio disuelto en agua con cierto contenido de ácido carbónico (CO2), como consecuencia de la alta solubilidad que presenta el carbonato cálcico. Cuando las aguas cargadas de CO2, liberan el gas a la atmósfera, se produce una precipitación química del carbonato de calcio en exceso:
Origen quimico rocas sedimentarias calcita
Esta liberación del dióxido de carbono se produce en dos contextos diferentes. El primero se da en el litoral, cuando las aguas cargadas en dióxido de carbono llegan a la superficie y este se libera a la atmósfera. El segundo se da cuando las aguas continentales subterráneas llegan a la superficie.

Origen biológico: en el caso del origen biológico, son los organismos marinos los que emplean el carbonato de calcio para construir sus esqueletos minerales. Para ciertas especies marinas, es fácil adquirir carbonato de calcio, ya que se encuentra de manera abundante en el mar y en algunos lagos, y en ocasiones incluso casi en estado de saturación.

Ciertos organismos inducen la precipitación de la calcita para formar los esqueletos. Cuando estos organismos mueren, los restos minerales se acumulan en el fondo marino. En algunos casos forman auténticos sedimentos que tras la diagénesis constituirán la mayoría de calizas existentes actualmente en la Tierra.

Rocas ígneas

La calcita puede ser un mineral primario (ígneo) o secundario (formado posteriormente a los procesos ígneos) en rocas ígneas.

En el primer caso, se encuentra en rocas formadas a partir de magmas relativamente ricos en dióxido de carbono, y suele ser un mineral tardío que cristaliza en la matriz de la roca.

En el segundo caso, la calcita se forma por alteración o cristalización a partir de fluidos hidrotermales o meteóricos. Las rocas ígneas que contienen más de un 50% de carbonato denominan carbonatitas. La calcita también puede estar presente, aunque en menor medida en kimberlitas.

Rocas metamórficas

Cuando cualquiera de las rocas citadas anteriormente es afectada por metamorfismo, se transforma en una roca metamórfica. Si la roca original presenta cantidades relevantes de calcita o carbonato, es habitual que la roca metamórfica que derive también en presente. La roca metamórfica más conocida que presenta calcita es el mármol.

El mármol se forma a partir de un metamorfismo que causa una recristalización de los carbonatos preexistentes. El mármol resultante presenta una especie de mosaico tipo Blocky de cristales de carbonato. Las estructuras sedimentarias de la roca original son frecuentemente destruidas, aunque en algunos casos se conservan, e incluso se han encontrado fósiles en mármoles. Cuanto más pura sea la roca caliza original, más puro será el mármol resultante. La calcita también se encuentra en otras rocas metamórficas como esquistos o filitas carbonatadas o skarns.

La calcita en la historia geológica: los mares de calcita

Los mares de calcita aparecen en la historia de la Tierra cuando los precipitados inorg√°nicos marinos de carbonato de calcio eran bajos en magnesio (LMC; del ingl√©s Low Magnesium Calcite), opuesto a los actuales ricos en magnesio del aragonita (HMC; de del ingl√©s High Magnesium Calcite). Los mares de calcita alternaban con los de aragonita siendo m√°s prominentes en los per√≠odos Ordov√≠cico y Jur√°sico. La mineralizaci√≥n obtenida en aquellas √©pocas a√ļn aprecia.

Un mar de calcita es aquel donde el principal carbonato de calcio inorgánico que precipita es la calcita con bajo contenido de magnesio; en contraposición, un mar de aragonita es todo aquel mar donde el principal carbonato de calcio inorgánico que precipita es la aragonita con elevado contenido de magnesio.

Como ya se ha especificado anteriormente, durante el Paleozoico inferior y desde el Mesozoico medio al Mesozoico superior, predominaban claramente los mares de calcita, destacando sobre todo los mares de calcita del Ordovícico y el Jurásico. Los mares de aragonita eran frecuentes en el Paleozoico medio, al Mesozoico inferior y al Cenozoico (también en la actualidad).

Los principales efectos geológicos y biológicos de las condiciones de los mares de calcita incluyen la rápida y amplia formación de tierras duras carbonatadas, ooides calcítics, cementos de calcita, y la disolución contemporánea de las conchas aragonítiques en mares cálidos.

Las tierras duras son muy comunes, por ejemplo, en los mares de calcita del Ordovícico y el Jurásico, y totalmente ausentes en los mares de aragonita del Pérmico.

Los fósiles y organismos invertebrados que se encuentran en depósitos asociados a mares de calcita suelen presentar conchas primas y esqueletos de calcita. En estos casos, algunos organismos pueden presentar una capa externa de calcita y una interna de aragonita; esto se da por la rápida disolución que presenta la aragonita en mares calcítics; al ser precipitada como biominerales y no estar en contacto con el agua se mantiene.

Los mares de calcita coinciden con épocas de rápida expansión del fondo marino y con condiciones climáticas tipo invernadero (greenhouse).  Los centros de expansión del fondo marino a través de chimeneas hidrotermales reducen el ratio entre magnesio y calcio en el agua del mar. La relación del ratio Mg / Ca favorece la precipitación de la calcita en detrimento de la aragonita.

Un aumento de la expansión del fondo marino implica un aumento de la actividad volcánica, así como de los niveles de dióxido de carbono de la atmósfera y los océanos. Esto influye directamente en la precipitación de los polimorfos de CaCO3.

La calcita en los seres vivos, los fósiles y los procesos de fosilización

Los procesos de fosilización son complejos y presentan diferentes y numerosos estadios, desde el entierro hasta el descubrimiento del fósil. Los organismos con partes duras como conchas mineralizadas presentes en trilobites o ammonites (entre otros organismos), presentan más opciones de ser conservados que los organismos con sólo partes blandas como las medusas o los gusanos.

Normalmente las partes conservadas en fósiles son las duras, ya que las blandas, constituidas principalmente por materia orgánica se descomponen. Aunque las partes duras pueden ser destruidas por la acción de las olas o comidas por otros organismos como hongos o algas, es más fácil que se preserven.Fosiles

La posibilidad de que un organismo fosilizado, aumenta si éste ya vive en el sedimento; y aquellos que viven en el fondo marino son más fácilmente fosilizados que los que viven en la columna de agua. La calcita es un mineral que tiene una elevada presencia en algunos organismos fósiles:

En el caso de los equinodermos, su tejido esquelético se compone principalmente de calcita rica en magnesio ((Ca, Mg) CO3). Un caso curioso es el de las espículas; aunque estas pueden hacer más de 10 centímetros de largo, se comportan como monocristales cuando se observan con luz polarizada.

Los equinodermos también suelen presentar los huesecillos formados por material calcáreo. Los huesecillos son elementos que forman parte del esqueleto de ciertos equinodermos y que aportan más rigidez y protección.

Se encuentran de diferentes maneras en erizos de mar, estrellas de mar, ophiuroidea, pepinos de mar y crinoideos. Los huesecillos (así como las espículas, que son huesecillos especializados) son las partes de los equinodermos que presentan una fosilización más favorable.

Algunos artrópodos como los trilobites, presentaban los exoesqueletos mineralizados, probablemente a partir de una mezcla de calcita y materia orgánica (quitina), exceptuando el orden Nektaspida; actualmente lo que se conoce más detalladamente es la presencia de calcita en los ojos de los trilobites.

Los ojos de los trilobites se han conservado en el registro fósil para que las lentes oculares y las estructuras que las rodean eran de calcita, un material difícil de descomponer.

Los ojos de calcita de los primeros trilobites eran una serie de lentes hexagonales herméticamente compactos, similares a los ojos compuestos de algunos artrópodos actuales. Durante aquella época había grandes cantidades de calcita en el mar, por lo tanto, no había problemas a la hora de formar los ojos.  Actualmente se han descrito tres tipos de ojos en los trilobites, todos ellos formados por calcita:

  • Ojos holocroals: presentes en la mayor parte de los trilobites conocidos. Presentan hasta 15.000 lentes de calcita, y la membrana de la c√≥rnea s√≥lo cubre las que se encuentran juntas.
  • Ojos esquizocroals: este tipo de ojos se consideran una innovaci√≥n respecto a los anteriores, y est√° presente en los phac√≤fids. Presentan un menor n√ļmero de lentes (alrededor de unas 700), pero estas son de tama√Īo mayor. Cada una de las lentes tiene una c√≥rnea individual y se encuentran separadas entre ellas. La c√≥rnea penetra en las lentes.
  • Ojos abatocroals: s√≥lo se han descrito en el g√©nero Eodiscina del C√°mbrico. Presentan unas 70 lentes de tama√Īo peque√Īo y separadas entre ellas con c√≥rneas individuales. La c√≥rnea no penetra en las lentes.

Fosiles en calcita

Además de los trilobites, diferentes especies de crustáceos y miriápodos también utilizan la calcita para la génesis de sus exoesqueletos. En estos casos, la calcita puede llegar a suponer más del 40% de la cutícula. En cuanto a los moluscos con concha, presentan generalmente carbonato en esta, aunque también pueden generar conchas de otros materiales.

Hay varios grupos de moluscos que presentan conchas carbonatadas, como los bivalvos, gaster√≥podos, los polyplacophora, los ammonites o los nautilo√Įdeus, entre otros. Las conchas calc√°reas son formadas generalmente por calcita y / o aragonita, aunque algunos estudios tambi√©n describen la presencia de vaterita.

Los cristales de carbonato c√°lcico se forman entre capas de materia org√°nica. Generalmente, la c√°scara de los moluscos est√° constituida por varias capas, generalmente de calcita y aragonito y posee una microestructura especial caracter√≠stica de cada c√°scara. Sin embargo, las c√°scaras puramente calc√≠tiques son extremadamente raras y se presentan s√≥lo en bivalvos del g√©nero Ostreoida (como por ejemplo Crassostrea gigas); sin embargo, estos organismos presentan el miostracum (zona de adherencia de los m√ļsculos) aragon√≠tic, como cualquier otro bivalvo.

En la formación de conchas de los moluscos, la cáscara se forma a partir de un fluido orgánico secretado por las células del organismo, este fluido posteriormente es calcificado. Para la formación de conchas, los iones calcio y carbonato son esenciales para que la cáscara es principalmente carbonatada; se considera que los iones calcio son tomados del agua marina y de los alimentos, aunque todavía hay controversia al respecto.

Los por√≠feros, tambi√©n conocidos como esponjas, son animales con un registro f√≥sil presente desde el per√≠odo ediac√°rico. Dentro del filo se pueden diferenciar tres clases: Demospongiae, Hexactinellida y Calcarea. Las dos primeras presentan esp√≠culas sil√≠ceas, mientras que la √ļltima las presenta calizas. En el caso de las esponjas de la clase Calcarea, presentan esp√≠culas biominerales de hasta 10 mm de longitud y con formas espec√≠ficas; est√°n formadas por calcita rica en magnesio.

Las espículas se encuentran cubiertas por una especie de vaina orgánica. Estas espículas se comportan como individuos monocristalinos de calcita y en cierto modo la orientación cristalográfica está relacionada con la morfología.

A pesar de su naturaleza monocristalina, la mayor√≠a de esp√≠culas presentan un comportamiento de fractura casi is√≥tropo, nada t√≠pico de los cristales de calcita, lo que indica una mayor resistencia de las esp√≠culas. Cada esp√≠cula se encuentra formada por c√©lulas especializadas que suministran iones minerales en cavidades extracelulares, donde se produce la cristalizaci√≥n a trav√©s de un cristal n√ļcleo.

Podemos comparar las espículas calcítiques de las esponjas calcáreas con las silíceas del resto de esponjas y con los equinodermos. Restos fosilizadosA pesar de la variación mineralógica y la diferencia taxonómica entre esponjas y equinodermos, estos biominerales comparten similitudes respecto a su construcción a escalas nanométricas.

Además, los elementos esqueléticos de los equinodermos se asimilan a las espículas calcáreas de las esponjas, sobre todo por el hecho de ser, en ambos casos, elementos formados por cristales individuales de calcita magnesianas que forman estructuras complejas.

Dentro de los poríferos se encuentran dos especies fósiles relevantes: los estromatopòrids y los archaeocyatha. Los estromatopòrids (Stromatoporida) fueron poríferos que vivieron entre el Ordovícico y el Devónico, formando arrecifes con corales tabulados y briozoos.

Los estromatop√≤rids se presentan como grandes pelotas de carbonato c√°lcico, que en secci√≥n presentan una estructura similar a la de las escleroesponges. Los archaeocyatha (Archeociata) son un g√©nero extinto exclusivos del C√°mbrico inferior; eran por√≠feros de peque√Īo tama√Īo que formaban arrecifes. El material esquel√©tico consist√≠a en poliedros microgranulars entrelazados, constituidos de carbonato c√°lcico (presumiblemente calcita) con ejes aleatoriamente orientados y sin esp√≠culas.

Las algas calc√°reas son un grupo de organismos sin validez taxon√≥mica y, dentro de este grupo, se incluyen algas que precipitan carbonato c√°lcico (CaCO3). Este tipo de algas pueden llegar a formar bioconstrucciones carbonatadas de cierto tama√Īo.

Normalmente el término se emplea para describir algas bentónicas  e incluye especies de los clorófitos (Chlorophyta), rodòfits (Rhodophyta), Phaeophyceae y cianobacterias.  Generalmente, las clorofita precipitan aragonita mientras que las rodòfites precipitan calcita rica en magnesio.  Las cianobacterias tienen un papel importante en la precipitación de calcita en ambientes lacustres, especialmente en lagos oligotróficos.

Los serp√ļlids son una familia de an√©lidos s√©siles constructores de tubos. Estos tubos son exclusivamente de material carbonatado como la calcita.¬† Los serp√ļlids son importantes calcificadoras, sobre todo en mares templados, donde llegan a formar peque√Īos arrecifes.¬† Los serp√ļlids tienen uno de los sistemas de biomineralizaci√≥n m√°s avanzados de entre los an√©lidos y pueden construir tubos de calcita, aragonita o mixtas.

Usos de la calcita

Las propiedades de la calcita hacen que sea un mineral ampliamente utilizado. Se utiliza como material de construcción, abrasivo, pigmento, en la industria farmacéutica y otros.

La industria de la construcci√≥n es la principal industria consumidora de calcita, sea en forma de roca caliza o m√°rmol.¬† Estas rocas se emplean como rocas para construcci√≥n o como mortero; se han empleado desde hace miles de a√Īos. Los bloques de calcita son los principales materiales de construcci√≥n en muchas pir√°mides de Egipto y Am√©rica Latina.

Bloques de calcita blancaActualmente, la caliza pulida y el mármol son materiales de construcción; sobre todo en arquitectura decorativa. La industria actual utiliza la calcita para producir cemento; el cemento se utiliza para construir edificios, carreteras, puentes, paredes y otras estructuras.

En el contexto de la construcción, la calcita también se utiliza ornamentalmente, ya sea en forma de mármol, travertino o blanda caliza. La calcita también es el componente principal de la tiza (el utensilio que se utiliza para dibujar sobre las pizarras).

La calcita tambi√©n se utiliza para la neutralizaci√≥n de √°cidos. Durante cientos de a√Īos. Las calizas y los m√°rmoles se han fragmentado y esparcido por los campos como neutralizadores de los suelos. Tambi√©n se calientan para producir una reacci√≥n m√°s r√°pida en el suelo.

La calcita también se emplea como neutralizador en la industria química, en áreas donde los ríos o corrientes de agua se encuentran afectados por drenaje ácido de minas; distribuyéndose en estas corrientes, la calcita ayuda a neutralizar los ácidos.

El carbonato de calcio derivado de calizas o m√°rmoles de alta pureza tambi√©n se utiliza en la medicina; mezclado con az√ļcar y potenciadores del sabor, el carbonato forma pastillas masticables para neutralizar los √°cidos del est√≥mago

Varios productos químicos importantes se producen también a partir de la calcita; sobre todo diferentes productos de higiene doméstica como los detergentes. También es empleada para la fabricación de fertilizantes, metales, vidrio, gomas y cauchos, así como pinturas. La variedad transparente conocida como espato de Islandia se utiliza en la industria óptica para la fabricación de polarizadores de microscopios y otros utensilios.

La calcita molida, llamada blanco de Espa√Īa, se utiliza como abrasivo suave. Adem√°s, es uno de los mejores minerales para coleccionar, ya que hay muchas formas interesantes y variadas, as√≠ como coloridos y bonitos espec√≠menes. Son relativamente f√°ciles de identificar por los coleccionistas debido a su doble refracci√≥n y su reacci√≥n con los √°cidos.

La calcita en forma de polvo se utiliza para diferentes propósitos. Cuando se utiliza en forma de polvo, la calcita menudo presenta un marcado color blanco, y por tanto se utiliza como pigmento o como emblanquinador; incluso, algunas pinturas primitivas fueron pintadas a partir de polvo de calcita.

El polvo extraída a partir de calizas o mármoles, es ampliamente utilizada como suplemento en piensos de animales: las gallinas ponedoras y las vacas lecheras necesitan importantes aportaciones de calcio para mantener su produccicalcita rosaón.

La calcita, al ser un mineral de baja dureza (3 en la escala de Mohs), puede ser utilizado como abrasivo de baja dureza, para limpiar superficies sin da√Īarlas. El polvo de caliza tambi√©n puede ser aplicada sobre las paredes y el techo de minas de carb√≥n para reducir el polvo derivada del carb√≥n en el aire (polvo que conlleva peligro de explosi√≥n); el polvo de calcita no es inflamable y por tanto reduce este riesgo.

La calcita también puede ser utilizada como almacén de dióxido de carbono. El dióxido de carbono es un gas que ayuda a atrapar y mantener el calor en la superficie terrestre. Durante el proceso de formación de calcita, parte del dióxido de carbono se elimina de la atmósfera y se almacena durante largos períodos de tiempo; cuando la calcita se meteorizado o se utiliza para algunos usos como la basificación de aguas o la producción de cemento, este proceso de almacenamiento del CO2 se revierte, por tanto, la generación y destrucción de calcita tiene un importante papel sobre el clima terrestre.

Variedades

Existen muchas variedades de calcita. Algunas de estas variedades son conocidas por su forma cristalina, por sus propiedades, o bien por su composición química.Variedad de calcita

En cuanto a su forma, una de las variedades m√°s conocida es la llamada calcita diente de perro, con cristales escalenoedres los que presentan la forma dipiramidal similar a los dientes de los caninos.

La calcita alas de √°ngel es una variedad determinada tanto por la forma de los cristales como por su color. Los cristales son grandes, muy delgados y tabulares, de color blanco, asemej√°ndose a las alas de los √°ngeles.

Generalmente son m√°s gruesos en la base, e incoloros en el interior de las zonas m√°s gruesas. Se trata de una variedad com√ļn de M√©xico

En cuanto a sus propiedades, la variedad más conocida es el llamado espato de Islandia, que son fragmentos de calcita totalmente incoloros y transparentes. Fue encontrado por primera vez en cavidades basálticas de Islandia y muestra con mucha claridad el fenómeno de la birrefringencia o refracción doble, que hace que los objetos se vean a través de este aparezcan doblados.

A una longitud de onda de ~ 590 nm la calcita tiene un índice de refracción ordinario y extraordinario de 1,658 y 1,486, respectivamente.

Otro ejemplo de variedad bastante conocida es el √≥nix mexicano, una variedad de calcita usada con prop√≥sitos ornamentales que se corta con facilidad en peque√Īas figuras, vasos y otros objetos comunes (no debe confundirse con el verdadero √≥nix, el cual es una variedad criptocristalina del cuarzo).

Hay una variedad denominada tradicionalmente alabastro que no debe confundirse con la variedad de yeso llamada tambi√©n alabastro. Ambos tipos de alabastro han sido utilizados como piedra ornamental debido a su estructura de cristales especialmente hasta susceptible de ser pulida, con un bel blanco transl√ļcido.

En esta variedad de este mineral (a menudo formada en ambientes sedimentarios detr√≠ticos) los cristales son muy peque√Īos (pr√°cticamente invisibles a simple vista) formando un gran volumen masivo de roca caliza.

La glendonita es una variedad de calcita pseudom√≥rfica tras ika√Įta, originaria de Glendon (Nueva Gales del Sur, Australia).¬† La ika√Įta es una especie mineral con f√≥rmula qu√≠mica CaCO3 ¬∑ 6H2O bastante inestable, ya que se deshidrata este mineral por encima de los 8 ¬į C.¬† El gennoishi es una variedad de glendonita.

Otras variedades de calcita son: afrita,  antraconita (una variedad carbonífera negro, a menudo bituminosa), argentina o espato Schieffer (una variedad laminar con brillo plateado),  baricalcita (una variedad que contiene bario, con fórmula ((Ca, Ba) CO3)

Barleycorn (una variedad que consiste en pseudomorfismes, posiblemente de gaylussita),¬† bruyerita (una variedad concreciones negro), capre√Įta, la que tiene cabeza de llave (una variedad con una terminaci√≥n piramidal plana de los cristales prism√°ticos, asemej√°ndose a una cabeza de llave), cobaltocalcita (una variedad de color rosado debido a su contenido de Co2 +)

La especie palomita (una variedad que cristaliz√≥ en peque√Īos n√≥dulos; al romperse el material, las superficies resultantes se parecen a un mont√≥n de palomitas de ma√≠z)

Otras especies son la dolom√≠tica (una variedad que contiene peque√Īas cantidades de magnesio en sustituci√≥n del calcio),¬† calcita estr√≤ncica (que contiene estroncio), la variedad f√©rrica (que contiene hierro), calcita magn√©sica (rica en magnesio), calcita mang√†nica o manganocalcita (rica en manganeso), calcita niqu√®lica (una variedad que contiene n√≠quel)

Calcita pl√ļmbico (que contiene plomo), calcita-arena (una variedad con los cristales crecidos con inclusiones de arena), calcita z√≠ncica (variedad rica en zinc),¬† crazy calcita (nombre que se aplica en el √°mbito local en Nueva Jersey a una variedad masiva que emite fluorescencia en dos tonalidades e intensidades de rojo bajo onda corta ultravioleta)

Drewita,¬† espato pizarra (una variedad lamelar), espato satinado (que no debe confundirse con el espato que es una variedad de yeso), hematoconita (de color rojo sangre coloreada debido a las inclusiones de hematites), hay slopita, lublinita (una forma eflorescente y suave, con consistencia fibrosa, y en generalmente h√ļmeda)

Jade mexicano (de color verde te√Īida artificialmente), patagosita, pelagosita ( una delgada capa oscura sobre dolomita, posiblemente formada por la acci√≥n del agua de mar),¬† prasocroma (rica en √≥xido de cromo, que se encuentra como un recubrimiento producto de alteraci√≥n de la cromita), prunnerita (violeta similar a la calcedonia), pseudogaylussita (pseudom√≥rfica tras gaylussita)

Roepperita,  stinkkalk (una variedad que se distingue por desprender un olor fétido al fracturarse la debido inclusiones de H2S), y travertino (formado por carbonato de calcio disolvente en agua subterránea y luego depositándolo en la superficie de la tierra por los ríos, fuentes naturales, o géiseres)

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