Apuntes Geología General: Ambiente Sedimentario

   Contenido: Carbonatos / Parámetros de precipitación / Caliza oolítica

5.11.8 Formación de Carbonatos

En gran partes del mundo se encuentra inmensas secuencias de carbonatos. Una de las rocas más importantes que podríamos encontrar en cualquier sector de la tierra firme. El ambiente de los carbonatos se puede caracterizar de baja hasta mediana profundidad - con aguas tibias. Generalmente las plataformas continentales - significa la mayoría de las calizas se formaban en un ambiente geotectónico continental - pero claro que la caliza es una formación marina. Una razón de las altas cantidades de calizas en la tierra es justamente la inmediata cercanía de su ambiente de formación a la tierra firme. Como muchos no pertenecen al "original" fondo marino es relativamente fácil que se quedan para siempre como roca a la tierra firme. Los ambientes del mar profundo no corren la misma suerte: Casi su totalidad desaparece en una o otra zona de subducción.


Los carbonatos se constituyen básicamente de calcita (caliza), aragonito y dolomita (dolomía), subordinadamente pueden participar cuarzo, feldespato alcalino y minerales arcillosos. Los carbonatos de siderita son más escasos, incluso económicamente interesantes.
Los procesos de la formación de carbonatos son del tipo marino inorgánico, del tipo bioquímico y del tipo terrestre.
Las condiciones de precipitación y la disolución de CaCO₃.
La base química de la sedimentación de carbonatos es la abundancia relativamente alta de los iones de calcio Ca²⁺ y del bicarbonato (H₂CO₃) o de los iones de bicarbonato (HCO^3-) respectivamente en el agua, en el agua del mar por ejemplo. Un ion de calcio y un ion de HCO^3- se unen formando la calcita y un ion de hidrógeno:
Ca²⁺ + HCO^3- → CaCO₃ + H⁺.
En el equilibrio los iones de calcio y de HCO^3- son disueltos. La precipitación inicia cuando hay cantidades mayores del ion de calcio o del ion de bicarbonato o cuando hay cantidades iguales de estos dos iones y su producto sobrepasa el valor determinante para la saturación.
La disolución de un sedimento calcáreo o de una caliza en un agua con un cierto contenido en CO₂ se puede describir por las reacciones siguientes:
H₂O + CO₂ → H₂CO₃ y CaCO₃ + H₂CO₃ → Ca²⁺ + 2HCO^3-.
Estas reacciones describen la meteorización química de los carbonatos y la disolución de sedimentitas calcáreas formando una caverna o una cueva.


Los parámetros, que influyen la disolución y la precipitación de CaCO₃ son los siguientes:
● El contenido en dióxido de carbono (CO₂): Cada proceso, que aumenta el contenido en CO₂, apoya la disolución de CaCO₃, la disminución de la cantidad de CO₂ favorece la precipitación de CaCO₃.
● El potencial de hidrógeno (pH) influye la disolución y la precipitación de CaCO₃. Un valor bajo de pH favorece la disolución de CaCO₃, un valor alto de pH favorece la precipitación de CaCO₃.
● La temperatura: La disolución de CaCO₃ en agua pura disminuye, con el aumento de la temperatura. Las aguas tibias superficiales de las áreas tropicales están supersaturadas con carbonato de calcio, ahí se forman calizas por precipitación. El agua de mar de temperaturas moderadas casi está saturada con carbonato de calcio, es decir ahí existe un equilibrio entre la precipitación y la disolución de carbonato.



● La presión: El aumento de la presión apoya levemente la disolución de CaCO₃. La influencia de la presión se nota en profundidades altas. En el mar profundo, desde la llamativa profundidad de compensación de carbonato de aproximadamente 4500 - 5000m el carbonato se disuelve completamente (CCD o profundidad de compensación de los carbonatos).
Los carbonatos son entre otros la caliza masiva, la caliza fosilífera, la caliza oolítica, la dolomía, el travertino o sinter, las estalactitas.

Resumen del comportamiento de calcio en el agua:

La caliza oolítica se compone de un cúmulo de granos compactados de caliza de forma redondeada y de diámetro entre 1 y 2 mm. Los granos crecen en el agua del mar supersaturada con CaCO3, de profundidad menor de 2 m, que está caracterizada por un cambio permanente de fases de movimiento y de reposo, alrededor de gérmenes como granos de cuarzo o pedazos diminutos de caparazones por ejemplo. Si el diámetro de los granos redondeados sobresale un cierto limite - aproximadamente 1 a 2 mm de diámetro de grano - los granos son demasiado pesados para seguir el movimiento del agua. Estos granos se acumulan en el fondo de mar y después su compactación forman la caliza oolítica. Véase también "rocas químicas"