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Magnesita

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La magnesita es un mineral con la fórmula química Mg C O3 (carbonato de magnesio).El hierro,el manganeso,el cobaltoyel níquelpueden aparecer como impurezas, pero solo en pequeñas cantidades. La magnesita se presenta de forma natural tanto encriptocristalinacomocristalina, dependiendo de las condiciones de formación.

La magnesita se utiliza en la producción de óxido de magnesio para el revestimiento refractario de hornos y calderas, así como artísticamente en joyería y escultura . Dado que puede formarse por carbonatación de serpentina de magnesio , también se han realizado esfuerzos para utilizar la magnesita en la captura de carbono .

Aparición

La magnesita se presenta en vetas y como producto de alteración de rocas ultramáficas , serpentinita y otros tipos de rocas ricas en magnesio, tanto en terrenos metamórficos de contacto como regionales . Estas magnesitas suelen ser criptocristalinas y contienen sílice en forma de ópalo o sílex .

La magnesita también está presente en el regolito sobre rocas ultramáficas como un carbonato secundario en el suelo y el subsuelo , donde se deposita como consecuencia de la disolución de minerales que contienen magnesio por el dióxido de carbono presente en las aguas subterráneas.

Diferencia entre magnesita criptocristalina y cristalina.

Las magnesitas cristalinas y criptocristalinas presentan estructuras minerales muy diferentes. Mientras que la magnesita cristalina posee una estructura cristalina bien desarrollada, la magnesita criptocristalina es amorfa, compuesta principalmente por agregados de granos finos.

Formación

La magnesita puede formarse mediante metasomatismo de carbonato de talco en peridotita y otras rocas ultramáficas. La magnesita se forma mediante carbonatación de olivino en presencia de agua y dióxido de carbono a temperaturas elevadas y altas presiones típicas de la facies de esquistos verdes .

La magnesita también puede formarse mediante la carbonatación de la serpentina de magnesio (lizardita) a través de la siguiente reacción :

2 Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 + 3 CO 2 → Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 + 3 MgCO 3 + 3 H 2 O

Sin embargo, al realizar esta reacción en el laboratorio, la forma trihidratada del carbonato de magnesio (nesquehonita) se forma a temperatura ambiente. [ 6 ] Esta observación llevó a postular la existencia de una "barrera de deshidratación" en la formación a baja temperatura del carbonato de magnesio anhidro. [ 7 ] Experimentos de laboratorio con formamida , un líquido similar al agua, han demostrado que no existe tal barrera de deshidratación. La dificultad fundamental para la nucleación del carbonato de magnesio anhidro persiste al utilizar esta solución no acuosa. No es la deshidratación de cationes, sino la configuración espacial de los aniones carbonato la que crea la barrera en la nucleación a baja temperatura de la magnesita. [ 8 ]

Se ha encontrado magnesita en sedimentos modernos, cuevas y suelos. Se sabe que su formación a baja temperatura (alrededor de 40 °C [104 °F] ) requiere alternancias entre intervalos de precipitación y disolución. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] La formación de magnesita a baja temperatura podría ser significativa para el secuestro de carbono a gran escala . [ 12 ] Vandeginste describió un importante avance hacia la producción industrial de magnesita a presión atmosférica y una temperatura de 316 K. [ 13 ] [ 14 ] En esos experimentos, pequeñas adiciones de ácido clorhídrico se alternaron periódicamente con adiciones de solución de carbonato de sodio. También fue novedosa la muy corta duración de solo unas pocas horas para los ciclos alternos de disolución y precipitación.  

Se detectó magnesita en el meteorito ALH84001 y en el propio planeta Marte . La magnesita se identificó en Marte mediante espectroscopia infrarroja desde la órbita de un satélite. [ 15 ] Cerca del cráter Jezero , se han detectado carbonatos de Mg y se ha informado que se formaron en el ambiente lacustre que prevalece allí. [ 16 ] Todavía existe controversia sobre la temperatura de formación de estos carbonatos . Se ha sugerido una formación a baja temperatura para la magnesita del meteorito ALH84001 derivado de Marte. [ 17 ] [ 18 ]

La olivina rica en magnesio ( forsterita ) favorece la producción de magnesita a partir de peridotita. La olivina rica en hierro ( fayalita ) favorece la producción de composiciones de magnetita-magnesita-sílice.

La magnesita también puede formarse por metasomatismo en depósitos de skarn , en calizas dolomíticas , asociada con wollastonita , periclasa y talco .

Resistente a altas temperaturas y capaz de soportar altas presiones, se ha propuesto que la magnesita sea una de las principales fases portadoras de carbonato en el manto terrestre [ 19 ] y posibles portadoras de reservorios profundos de carbono. [ 20 ] Por razones similares, se encuentra en rocas de peridotita metamorfizadas en los Alpes centrales, Suiza [ 21 ] y en rocas eclogíticas de alta presión de Tianshan, China. [ 22 ]

La magnesita también puede precipitarse en lagos en presencia de bacterias, ya sea como carbonatos de Mg hidratados o como magnesita. [ 23 ] [ 24 ]

Evidencia isotópica

Estructura isotópica del CO 2 y del MgCO 3 que ilustra las especies de CO 2 con sustitución simple y doble .

Los isótopos agrupados se han utilizado para interpretar las condiciones de formación de la magnesita y la composición isotópica del fluido precipitante. Dentro de los complejos ultramáficos, las magnesitas se encuentran en vetas y stockworks en forma criptocristalina , así como en unidades de peridotita carbonatada en forma cristalina . Estas formas criptocristalinas suelen estar meteorizadas de forma variable y producen una baja temperatura de formación. [ 25 ] Por otro lado, las magnesitas gruesas producen temperaturas muy altas, lo que indica un origen hidrotermal . Se especula que las magnesitas gruesas de alta temperatura se forman a partir de fluidos derivados del manto, mientras que las criptocristalinas se precipitan por la circulación de agua meteórica, tomando carbono del reservorio de carbono inorgánico disuelto, carbono del suelo y afectadas por efectos isotópicos de desequilibrio.

Las magnesitas que se forman en lagos y ambientes de playa generalmente están enriquecidas en isótopos pesados ​​de C y O debido a la evaporación y la desgasificación de CO₂ . Esto se refleja en que la temperatura derivada de los isótopos agrupados es muy baja. Estos se ven afectados por el efecto del pH , la actividad biológica, así como por el efecto isotópico cinético asociado con la desgasificación. La magnesita se forma como moldes superficiales en tales condiciones, pero más comúnmente se presenta como carbonatos de Mg hidratados ya que su precipitación es cinéticamente favorecida. La mayoría de las veces, derivan C del DIC o de complejos ultramáficos cercanos (por ejemplo, Altin Playa, Columbia Británica, Canadá [ 26 ] ).

Por otro lado, la presencia de magnesitas en rocas metamórficas indica una temperatura de formación muy elevada. La composición isotópica del fluido parental también es pesada, generalmente propia de fluidos metamórficos. Esto se ha verificado mediante la medición de la temperatura a partir de inclusiones fluidas, así como mediante la termometría isotópica tradicional de oxígeno en muestras de cuarzo-magnesita coprecipitadas.

A menudo, la magnesita registra una temperatura isotópica agrupada más baja que la dolomita y la calcita asociadas. [ 27 ] La razón podría ser que la calcita y la dolomita se forman antes a temperaturas más altas (a partir de fluidos similares a los del manto), lo que aumenta la relación Mg/Ca en el fluido lo suficiente como para precipitar la magnesita. A medida que esto sucede con el tiempo, el fluido se enfría, evoluciona al mezclarse con otros fluidos y, cuando forma magnesita, disminuye su temperatura. Por lo tanto, la presencia de carbonatos asociados controla la composición isotópica de la magnesita.

El origen de los carbonatos marcianos puede dilucidarse mediante la aplicación de isótopos agrupados. A partir de estas rocas, se podría evaluar la fuente del CO₂ y las condiciones climáticas e hidrológicas de Marte. Un estudio reciente ha demostrado (mediante termometría de isótopos agrupados ) que los carbonatos en ALH84001 indican su formación en condiciones de evaporación a baja temperatura a partir de agua subterránea y la derivación de CO₂ de la atmósfera marciana. [ 28 ]

Usos

Material refractario

Cuentas de magnesita pulidas y teñidas
Magnesita de Salem

De forma similar a la producción de cal, la magnesita puede quemarse en presencia de carbón vegetal para producir MgO , que, en forma de mineral, se conoce como periclasa . Grandes cantidades de magnesita se queman para producir óxido de magnesio : un importante material refractario (resistente al calor) que se utiliza como revestimiento en altos hornos , hornos de cal e incineradores .

Las temperaturas de calcinación determinan la reactividad de los productos de óxido resultantes, y las clasificaciones de calcinado ligero y calcinado total se refieren al área superficial y la reactividad resultante del producto (esto generalmente se determina mediante una métrica industrial del índice de yodo).

' Luz quemadaEl término "producto" generalmente se refiere a la calcinación que comienza a 450  °C y continúa hasta un límite superior de 900  °C, lo que da como resultado una buena superficie y reactividad.

Por encima de 900  °C, el material pierde su estructura cristalina reactiva y vuelve al estado químicamente inerte ' quemado'.'producto que se prefiere para su uso en materiales refractarios como revestimientos de hornos.

En el ensayo al fuego, se pueden utilizar copelas de magnesita para la copelación , ya que la copela de magnesita resistirá las altas temperaturas involucradas.

Otros usos

La magnesita también puede utilizarse como aglutinante en materiales para suelos ( mortero de magnesita ). [ 29 ] Además, se utiliza como catalizador y relleno en la producción de caucho sintético y en la preparación de productos químicos y fertilizantes de magnesio.

Se están llevando a cabo investigaciones para evaluar la viabilidad de secuestrar el gas de efecto invernadero dióxido de carbono en magnesita a gran escala. [ 30 ] Esto se ha centrado en peridotitas de ofiolitas (rocas del manto obducidas en la corteza) donde se puede crear magnesita dejando que el dióxido de carbono reaccione con estas rocas. Se han logrado algunos avances en ofiolitas de Omán. [ 31 ] Pero el principal problema es que estos procesos artificiales requieren suficiente porosidad-permeabilidad para que los fluidos puedan fluir, pero esto rara vez ocurre en las peridotitas .

Obras de arte

La magnesita se puede cortar, taladrar y pulir para formar cuentas que se utilizan en la fabricación de joyas. Las cuentas de magnesita se pueden teñir en una amplia gama de colores vivos, incluyendo un azul claro que imita la apariencia de la turquesa .

El artista japonés-estadounidense Isamu Noguchi utilizó magnesita como material escultórico para algunas de sus obras. [ 32 ]

Seguridad y salud en el trabajo

Las personas pueden estar expuestas a la magnesita en el lugar de trabajo por inhalación, contacto con la piel y contacto con los ojos.

Estados Unidos

La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) ha establecido el límite legal ( límite de exposición permisible ) para la exposición a la magnesita en el lugar de trabajo en 15  mg/m³ de exposición total y 5  mg/m³ de exposición respiratoria durante una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 10  mg/m³ de exposición total y 5  mg/m³ de exposición respiratoria durante una jornada laboral de 8 horas. [ 33 ]

Referencias

  1. ↑ Warr, LN (2021). "Símbolos minerales aprobados por IMA–CNMNC" . Mineralogical Magazine . 85 (3): 291– 320. Bibcode : 2021MinM...85..291W . doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 . 
  2. ↑ http://rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/magnesite.pdf Manual de Mineralogía
  3. ↑ http://www.mindat.org/min-2482.html Mindat.org
  4. ↑ http://webmineral.com/data/Magnesite.shtml Datos de Webmineral
  5. ↑ Klein, Cornelis y Cornelius S. Hurlbut, Jr., Manual de Mineralogía, Wiley, 20.ª ed., pág. 332 ISBN 0-471-80580-7
  6. ↑ Leitmeier, H.(1916): Einige Bemerkungen über die Entstehung von Magnesit und Sideritlagerstätten, Mitteilungen der Geologischen Gesellschaft in Wien , vol.9, págs.
  7. ↑ Lippmann, F. (1973): Minerales carbonatados sedimentarios. Springer Verlag, Berlín, 228 p.
  8. ↑ Xu, J; Yan, C.; Zhang, F.; Konishi, H., Xu, H. y Teng, HH (2013): Prueba del efecto de hidratación de cationes en la cristalización de sistemas Ca – Mg- CO3. Proc. Natl. Acad. Sci. US, vol.110 (44), pp.17750-17755.
  9. ^ Deelman, JC (1999): "Nucleación a baja temperatura de magnesita y dolomita" , Neues Jahrbuch für Mineralogie , Monatshefte, págs.
  10. ↑ Alves dos Anjos et al. (2011): Síntesis de magnesita a baja temperatura. Carbonatos y Evaporitas, vol. 26, pp. 213-215.
  11. ↑ Hobbs, FWC y Xu, H. (2020): Formación de magnesita a través del ciclo de temperatura y pH como indicador de ambientes lagunares y de playa. Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 269, pp. 101-116.
  12. ↑ Oelkers, EH; Gislason, SR y Matter, J. (2008): Carbonatación mineral del CO2. Elements, vol.4, pp.333–337.
  13. ↑ V. Vandeginste (2021): Efecto del ciclo de pH y los iones de zinc en la formación de carbonato de calcio y magnesio en fluidos salinos a baja temperatura. Minerals, vol. 11, pp. 723-734.
  14. ↑ V. Vandeginste, V.; Snell, O.; Hall, MR; Steer, E. y Vandeginste, A. (2019): Aceleración de la dolomitización por zinc en aguas salinas. Nature Communications, vol. 10, 1851.
  15. ↑ Ehlmann, BL et al. (2008): Identificación orbital de rocas carbonatadas en Marte. Science, vol.322, no.5909, pp.1828–1832.
  16. ↑ Horgan, Briony HN; Anderson, Ryan B.; Dromart, Gilles; Amador, Elena S.; Rice, Melissa S. (marzo de 2020). "La diversidad mineral del cráter Jezero: evidencia de posibles carbonatos lacustres en Marte" . Icarus . 339 113526. Bibcode : 2020Icar..33913526H . doi : 10.1016/j.icarus.2019.113526 . ISSN 0019-1035 . 
  17. ↑ McSween Jr, H. Y y Harvey, RP (1998): Un modelo de evaporación para la formación de carbonatos en el meteorito marciano ALH84001. International Geology Review, vol. 49, pp. 774-783.
  18. ↑ Warren, PH (1998): Evidencia petrológica de un origen evaporítico de baja temperatura, posiblemente por inundación, de los carbonatos en el meteorito ALH84001. Journal of Geophysical Research, vol. 103, n.° E7, 16759-16773.
  19. ^ Isshiki, Maiko; Irifune, Tetsuo; Hirose, Kei; Ono, Shigeaki; Ohishi, Yasuo; Watanuki, Tetsu; Nishibori, Eiji; Takata, Masaki; Sakata, Makoto (enero de 2004). "Estabilidad de la magnesita y su forma a alta presión en el manto inferior". Naturaleza . 427 (6969): 60– 63. Bibcode : 2004Natur.427...60I . doi : 10.1038/naturaleza02181 . ISSN 0028-0836 . PMID 14702083 . S2CID 4351925 .   
  20. ↑ Marcondes, ML; Justo, JF; Assali, LVC (23-09-2016). "Carbonatos a altas presiones: posibles portadores de reservorios profundos de carbono en el manto inferior de la Tierra" . Physical Review B. 94 ( 10) 104112. Bibcode : 2016PhRvB..94j4112M . doi : 10.1103/PhysRevB.94.104112 .
  21. ↑ Ferry, John M.; Rumble, Douglas; Wing, Boswell A.; Penniston-Dorland, Sarah C. (22 de abril de 2005). "Una nueva interpretación de las variaciones a escala centimétrica en el progreso de las reacciones metamórficas impulsadas por infiltración: estudio de caso de metaperidotita carbonatada, Val d'Efra, Alpes centrales, Suiza". Journal of Petrology . 46 (8): 1725– 1746. doi : 10.1093/petrology/egi034 . ISSN 1460-2415 . 
  22. ↑ Zhang, Lifei; Ellis, David J.; Williams, Samantha; Jiang, Wenbo (julio de 2002). "Metamorfismo de ultra alta presión en el oeste de Tianshan, China: Parte II. Evidencia de magnesita en eclogita". American Mineralogist . 87 (7): 861– 866. Bibcode : 2002AmMin..87..861Z . doi : 10.2138/am-2002-0708 . ISSN 0003-004X . S2CID 101814149 .  
  23. ↑ Mavromatis, Vasileios; Pearce, Christopher R.; Shirokova, Liudmila S.; Bundeleva, Irina A.; Pokrovsky, Oleg S.; Benezeth, Pascale; Oelkers, Eric H. (2012-01-01). "Fraccionamiento de isótopos de magnesio durante la precipitación de carbonato de magnesio hidratado con y sin cianobacterias" . Geochimica et Cosmochimica Acta . 76 : 161–174 . Bibcode : 2012GeCoA..76..161M . doi : 10.1016/j.gca.2011.10.019 . ISSN 0016-7037 . S2CID 15405751 .  
  24. ↑ Shirokova, Liudmila S.; Mavromatis, Vasileios; Bundeleva, Irina A.; Pokrovsky, Oleg S.; Bénézeth, Pascale; Gérard, Emmanuelle; Pearce, Christopher R.; Oelkers, Eric H. (2013-01-01). "Uso de isótopos de Mg para rastrear la precipitación de carbonato de magnesio mediada por cianobacterias en lagos alcalinos". Geoquímica acuática . 19 (1): 1– 24. Bibcode : 2013AqGeo..19....1S . doi : 10.1007/s10498-012-9174-3 . ISSN 1573-1421 . S2CID 129854388 .  
  25. ^ Quesnel, Benoît; Boulvais, Philippe; Gautier, Pierre; Cathelineau, Michel; John, Cédric M.; Dierick, Malorie; Agrinier, Pierre; Drouillet, Maxime (junio de 2016). "Isótopos estables emparejados (O, C) y termometría de isótopos agrupados de vetas de magnesita y sílice en la peridotita Nappe de Nueva Caledonia" (PDF) . Geochimica et Cosmochimica Acta . 183 : 234– 249. Código Bib : 2016GeCoA.183..234Q . doi : 10.1016/j.gca.2016.03.021 . hdl : 10044/1/33108 . ISSN 0016-7037 . 
  26. ↑ Power, Ian M.; Harrison, Anna L.; Dipple, Gregory M.; Wilson, Siobhan A.; Barker, Shaun LL; Fallon, Stewart J. (junio de 2019). "Formación de magnesita en ambientes de playa cerca de Atlin, Columbia Británica, Canadá". Geochimica et Cosmochimica Acta . 255 : 1–24 . Bibcode : 2019GeCoA.255....1P . doi : 10.1016/j.gca.2019.04.008 . ISSN 0016-7037 . S2CID 146307705 .  
  27. ↑ Streit, Elisabeth; Kelemen, Peter; Eiler, John (17 de junio de 2012). "Coexistencia de serpentina y cuarzo en peridotita serpentinizada con carbonato en la ofiolita de Samail, Omán". Contributions to Mineralogy and Petrology . 164 (5): 821– 837. Bibcode : 2012CoMP..164..821S . doi : 10.1007/s00410-012-0775-z . ISSN 0010-7999 . S2CID 12595278 .  
  28. ↑ Halevy, Itay; Fischer, Woodward W.; Eiler, John M. (2011-10-11). "Carbonatos en el meteorito marciano Allan Hills 84001 formados a 18 ± 4 °C en un entorno acuoso cercano a la superficie" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 108 (41): 16895– 16899. doi : 10.1073/pnas.1109444108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3193235. PMID 21969543 .   
  29. ↑ Información sobre pisos de magnesita , impermeabilización de terrazas en la costa oeste
  30. ↑ "Científicos encuentran la manera de crear un mineral que puede eliminar el CO₂ de la atmósfera" . phys.org/news . Consultado el 15 de agosto de 2018 .
  31. ↑ Kelemen, Peter B.; Matter, Juerg; Streit, Elisabeth E.; Rudge, John F.; Curry, William B.; Blusztajn, Jerzy (2011-05-30). "Tasas y mecanismos de carbonatación mineral en peridotita: procesos naturales y recetas para la captura y almacenamiento mejorados de CO2 in situ". Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 39 (1): 545– 576. Bibcode : 2011AREPS..39..545K . doi : 10.1146/annurev-earth-092010-152509 . ISSN 0084-6597 . 
  32. ↑ "Fuente Ford para la Feria Mundial de Nueva York" . Museo Noguchi . Consultado el 2 de enero de 2022 .
  33. ↑ "CDC – NIOSH Guía de bolsillo sobre riesgos químicos – Magnesita" . www.cdc.gov . Consultado el 19 de noviembre de 2015 .
  • ISBN de rocas y gemas del Smithsonian 0-7566-0962-3