2.14 Carbonaten deel 1
Carbonaten zijn zouten van koolzuur. Maar, zeg je dan wellicht, koolzuur is toch CO2, dus een gas? Dat klopt, maar dat is eigenlijk een verkeerde benaming. Want de juiste benaming voor CO2 is ‘koolzuurgas’. En koolzuur ontstaat als koolzuurgas in water wordt opgelost. De chemische formule van koolzuur is dan ook H2CO3.
Calciumcarbonaat
Koolzuur vormt zouten, waarvan calciumcarbonaat (CaCO3) het meest voorkomt. Zoals reeds genoemd in 1.06 bestaan hiervan 3 polymorfen: calciet (trigonaal), aragoniet (orthorombisch) en het instabiele vateriet (hexagonaal).
Calciumcarbonaat is na kwarts het meest voorkomende mineraal op aarde. Zo zijn marmer en krijt amorfe varianten van CaCO3. Van de kristallijne vormen komt calciet het meest voor. Dit ontstaat vaak door inwerking van water en CO2 op ander mineralen. Hierdoor ontstaan b.v. ook druipsteengrotten.
Afb. 1: Deze calciet-kristallen (op matrix) lijken wel diamanten.
Calciet is van zichzelf kleurloos, maar komt door ‘verontreinigingen’ voor in veel kleuren. En ook in veel vormen. In 1.06 zag je al een foto van bruine ‘dogtooth’ calciet, zo genoemd omdat de kristallen op hondentanden lijken. In het vervolg een aantal foto’s van verschillende calciet-exemplaren in ons bezit.
Afb. 2: Druipsteengrot van Clamouse. (Bron: www.france-voyage.com)
Druipsteengrotten ontstaan doordat koolzuurhoudend water op krijt terecht komt en daar doorheen sijpelt. In een holte onder het krijt vallen waterdruppels op de grond, die verdampen. Ze laten daarbij op plafond en bodem een piepklein beetje calciet achter. In de loop van miljoenen jaren groeien deze minuscule hoeveelheden uit tot stalactieten (hangend) en stalagmieten (op de bodem). En als die twee samenkomen ontstaat er een zuil. (Bron: NTR SchoolTV)
Afb. 3 (links): 2 geslepen stukken 'honing'-calciet.
Afb. 4: ‘Citroen’-calciet uit Pakistan.
Afb. 5: Blauwe calciet.
Afb. 6: ‘Pistache’-calciet.
Afb. 7: Ongeslepen 'honing'-calciet.
Afb. 8: Deze delicate vorm van calciet wordt ‘engelenvleugel’ genoemd.
Afb. 9: Ruwe 'honing'-calciet.
Het is heel gemakkelijk om op een foto iets kleins groot te laten lijken. Maar wellicht daardoor is het juist lastig om van iets groots te laten zien dat het groot is. Het stuk hierboven zou een paar centimeter lang kunnen zijn, maar in werkelijkheid meet het 17 centimeter en weegt het zo'n 2½ kg.
Afb. 10 (rechts): 2 obelisken van calciet met mooie kleuren.
Afb. 11: Van dit ‘Caribisch calciet’ is onduidelijk of het inderdaad puur calciet is. Waarschijnlijker is dat het om een combinatie van calciet en aragoniet gaat.
Afb. 13: Ook deze obelisk is een mengsel van calciet en aragoniet.
Afb. 12 (links): Diverse stukken 'regenboog'-calciet.
Afb. 14: De tandjes zijn wat kleiner, maar ook dit is 'dogtooth' calciet.
Aragoniet is van zichzelf kleurloos, maar vaak heeft het een tamelijk saaie bruine kleur, zoals de bol rechts. Gelukkig bestaan er ook meer opwindende varianten, met mooie kleuren en vormen.
Afb. 16: Een groot en zwaar hart van roze mangano-calciet.
Afb. 17: Aragoniet-bol.
Afb. 15 (links): Een ‘spray’ van hele fijne aragoniet-kristalletjes op matrix uit Duitsland.
Afb. 18: Zeiringiet krijgt zijn fraaie aqua-kleur door ‘verontreiniging’ met aurichalciet, een koper-zink carbonaat, dat aan bod komt in Carbonaten deel 2.
Afb. 19: Verkocht als 'Carribean calciet', maar de vorm laat duidelijk zien dat dit aragoniet is en geen calciet. Ook dit is dus zeiringiet.
Afb. 20 (links): ‘Naald’-aragoniet uit Oostenrijk.
Afb. 21: Een soort aragoniet-egel.
Flos ferri (‘ijzerbloem’) ontstaat vaak in grotten, waar in stilstaand water opgelost calciumcarbonaat neerslaat.
Afb. 22: Deze op koraal lijkende variant van aragoniet wordt ‘flos ferri’ genoemd. Afkomstig uit Griekenland.
Op Marktplaats kocht ik het stuk hieronder, volgens de verkoper ‘zeldzaam hexagonaal calciet’. Nu bestaat hexagonaal calciet niet, maar wel de polymorf vateriet, hetgeen calciumcarbonaat is met een hexagonaal kristalstelsel.
Afb. 23: Vateriet of niet? De honing-raatjes van de hexagonale kristallen zijn in ieder geval duidelijk zichtbaar. Afkomstig uit China.
Solid solutions
Carbonaten kennen een groot aantal solid solutions (zie 1.07).
Vanwege de kleuren is een van mijn favorieten de reeks calciet (CaCO3) - mangano-calciet ((Ca,Mn)CO3) - kutnohoriet (CaMn2+CO3, met een verhouding Ca en Mn van c.a. 1:1) - rhodochrosiet (Mn2+CO3).
Afb. 24: Dit prachtige stuk mangano-calciet ziet eruit alsof het geboetseerd is.
Afb. 25: Roze kutnohoriet uit Zuid-Afrika. Het mineraal is vernoemd naar de Tsjechische stad Kutná Hora.
Afb. 26: Geslepen stukje rhodochrosiet, met een fantastisch mooie rose kleur. De naam betekent letterlijk 'rode steen'.
Afb. 27: Nog een geslepen stukje rhodochrosiet.
Afb. 28: Ruwe rhodochrosiet kan ook mooi zijn.
Een 2e solid solution loopt van calciet via o.a. dolomiet (CaMg(CO3)2) en huntiet (CaMg3(CO3)4) naar magnesiet (MgCO3).
Afb. 29: Lichtroze dolomiet.
Afb. 30: Huntiet met aragoniet op matrix uit Tsjechië.
In 1.09 heb ik al een aantal foto’s van magnesiet en een collectie gehydrateerde familieleden laten zien. Dat hoeft hier dus niet meer.
Afb. 31: Dolomiet met calciet en marcasiet.
Je zou het idee kunnen hebben, dat dolomiet vernoemd is naar de Dolomieten, maar dan heb je het mis. Zowel de bergketen als het mineraal zijn los van elkaar vernoemd naar de Franse mineraloog en geoloog Déodat de Dolomieu (1750-1801).
Een volgende solid solution loopt van magnesiet via breunneriet ((Mg,Fe2+)CO3) naar sideriet (Fe2+CO3).
Afb. 32: Breunneriet-kristallen op matrix uit Oostenrijk.
Afb. 33: Sideriet op matrix uit Frankrijk.
Ankeriet (Ca(Fe2+,Mg)(CO3)2) zou je kunnen zien als een soort kruispunt tussen de laatste 2 solid solutions.
Afb. 34: Groenbruine ankeriet op rode cinnaber (HgS) uit Oostenrijk.
Een andere favoriet van mij is het rijtje calciet - cobalto-calciet ((Ca,Co)CO3) - spherocoblatiet (CoCO3). Niet zo vreemd, want we zijn weer terug bij de kobalt-zouten. Kijk die kleuren eens!
Afb. 35: Cobalto-calciet op matrix.
Afb. 36: Spherocobaltiet op matrix uit Marokko.
Afb. 37: Cobalto-dolomiet ((Ca,Mg,Co)CO3) uit de DR Congo. Ook dit mineraal vormt een soort kruispunt.
Een laatste solid solution, die ik hier behandel is calciet - barytocalciet (BaCa(CO3)2) - witheriet (BaCO3).
Afb. 38: Barytocalciet uit Engeland.
Afb. 39: Witheriet uit Engeland.
Van de verkoper kreeg ik de waarschuwing mee, dat witheriet erg giftig is. Nader onderzoek leert dat dit vooral voor de poedervorm geldt. Toch goed de handen wassen na aanraking.
Calcietgroep vs. aragonietgroep
Nikkel (Ni), mangaan (Mn), ijzer (Fe) magnesium (Mg), cadmium (Cd), zink (Zn) en kobalt (Co) hebben een relatief kleine atoomkern. Daardoor hebben deze elementen als koolzuurzout een trigonaal kristalstelsel. Lood (Pb), strontium (Sr) en barium (Ba) hebben een relatief grote atoomkern en dat levert met koolzuur een orthorombisch kristalstelsel op.
Calcium zit ongeveer in het midden, en dit verklaart dat CaCO3 zowel met een trigonaal (calciet) als een orthorombisch (aragoniet) kristalstelsel voorkomt.
(Bron: Stichting GEA)
Afb. 40: Smithsoniet (ZnCO3). Het groene exemplaar bevat koper en komt uit de DR Congo. Het gele exemplaar bevat cadmium en komt uit Ierland
Afb. 41: Zeldzame groene gaspéiet (NiCO3) op matrix uit Australië.
Afb. 42: Strontianiet (SrCO3) uit Duitsland.
Het element strontium, met atoomnummer 38, is genoemd naar de Schotse plaats Strontian, waar voor het eerst strontiumhoudende mineralen (zoals strontianiet) werden ontdekt.
Het Latijnse cerussa betekent 'wit lood', hetgeen de verklaring is voor de naam van het loodhoudende cerussiet.
Afb. 43 (links): Heldere cerussiet (PbCO3) met roodbruine bariet (BaSO4) op grijszwarte galena (PbS). Afkomstig uit Marokko.
Het samen voorkomen van verschillende soorten mineralen, zoals bij het stuk hierboven, noemt men 'paragenese'.