Caliza o piedra caliza: Propiedades, Características y usos
La caliza o piedra caliza es una roca sedimentaria que al menos está compuesta por el 50% de carbonato de calcio (CaCO3) a manera de calcita, su origen principal es bioquímico-orgánico en un ambiente marino somero, pero también puede formarse por precipitación química en ambientes continentales evaporíticos.
Los componentes principales de la caliza son calcita (más del 50%), carbonato de magnesio y aragonito.
Características y propiedades de la caliza
Composición química y mineralógica
Mineralógicamente una caliza es dominada por calcita (más del 50%), aragonito, y carbonato de magnesio, sin embargo, también puede haber cantidades menores de cuarzo, minerales arcillosos, feldespatos, siderita y algún sulfuro como la pirita.
Normalmente el carbonato de calcio puede ser formado por la acumulación de caparazones y conchas de organismo vivos o por precipitación química directa desde soluciones acuosas.
| % de dolomita (mineral) | % de calcita | Tipo de roca |
| 0 – 10 | 90 – 100 | Caliza |
| 10 – 50 | 50 – 90 | Caliza magnesiana o caliza dolomítica |
| 50 – 90 | 10 – 50 | Dolomía calcárea |
| 90 – 100 | 0 -10 | Dolomía (roca dolomítica) |
En cuanto a la composición química de las calizas o piedras calizas, juega un papel muy importante la relación de calcio (calcita) y magnesio (dolomita) que esté en la roca.
En este aspecto hay que mencionar que la caliza pura teóricamente tendría más del 95% de calcita en su composición y posiblemente un 4% de magnesio (dolomita)
Mientras que si la roca tiene entre un 90% de calcita y un 10% de dolomita, se denominaría caliza magnesiana.
Si ya la calcita solo está entre 50% al 90% de la composición de la roca y la dolomita ya aparece entre 10% al 50%, entonces se denomina caliza dolomítica
Finalmente si empieza dominar la dolomita en la roca y sobrepasa el 50% del total del volumen, ya se empieza a denominar dolomía. Aprende más sobre la dolomita dando clic aquí.
Textura de la piedra caliza
Las calizas son muy variadas debido a los distintos de origen y formación que pueden tener, sin embargo, en base a la clasificación de Dunham 1962 se puede definir las siguientes texturas.
- Matriz soportada
- Grano soportadas
- Cristalinas
En este caso los granos suelen ser fósiles, conchas o caparazones de microorganismos, y también oolitos, peloides e intraclastos.
Mientras que la matriz generalmente es micrita o lodo calcáreo. En cuanto a la textura cristalina es cemento calcáreo cristalizado, donde no se reconoce ninguna textura original. También la textura cristalina se puedo haber formado porque la roca se originó de la precipitación directa de la calcita.
Componentes estructurales
Los granos esqueléticos (bioclastos / fósiles) son los constituyentes dominantes de varios tipos de calizas.
Los tipos de grano esquelético presentes dependen de factores ambientales durante la sedimentación (por ejemplo, temperatura del agua, profundidad y salinidad), así como del estado de evolución y diversidad de invertebrados en ese momento.
Los principales grupos de organismos que aportan material esquelético son los moluscos (bivalvos y gasterópodos), braquiópodos, corales, equinodermos (especialmente los crinoides), briozoos, algas calcáreas, estromatoporoides y foraminíferos.
Otros grupos de menor importancia o local son las esponjas, crustáceos (especialmente ostracodos), anélidos (serpulidos) y cricoconáridos (tentaculitos).
Los esqueletos (bioclastos / fósiles) de carbonato tienen diferentes mineralogías originales, y la preservación de los bioclastos en la piedra caliza depende de esto.
Los oolitos u ooides son granos esféricos a subesféricos, generalmente en el rango de tamaño de 0.2 a 0.5 mm, pero no es raro que alcance varios milímetros de diámetro. Las estructuras de más de 2 mm se denominan pisoides o pisolitas.
Los ooides consisten en recubrimientos concéntricos alrededor de un núcleo, generalmente una partícula de carbonato o grano de cuarzo. La mayoría de los ooides marinos modernos están compuestos de aragonito, pero los antiguos eran generalmente de calcita.
Los peloides son granos de micrita alargados a subesféricos (lodo de cal o lodo calcáreo) generalmente de menos de 1 mm de longitud. Son de origen fecal o bioclastos alterados.
Los intraclastos son fragmentos de sedimento de carbonato reelaborado.
Muchos son copos de hasta varios centímetros de largo, derivados de la desecación de lodos de carbonato de marea o erosión penetemporanea, especialmente por tormentas.
La micrita es la matriz de muchas piedras calizas bioclásticas y el componente principal de las calizas de grano fino. Se compone de partículas de carbonato en su mayoría de menos de 4 μm de diámetro.
Gran parte del lodo carbonato moderno, el precursor de la micrita, es de origen biogénico y se forma a través de la desintegración de esqueletos o granos de carbonato como las algas calcáreas.
La esparita (calcita esparítica) es un cemento transparente, a veces blanco y grueso, equivalente precipitado en el espacio de los poros entre los granos y en las estructuras de cavidades más grandes. Es principalmente un cemento, aunque puede ser un precipitado de agua dulce cerca de la superficie.
La calcita fibrosa también es un cemento, que recubre los granos y fósiles y rellena las cavidades. Generalmente es de origen marino y es común en rocas de arrecife.
Caliza en lámina degada
En lámina delgada o al microscopio se va a poder observar claramente los componentes de la piedra caliza, por ejemplo los organismos calcáreos característicos.
Por ejemplo en la imagen se observa gasterópodos rellenos de calcita, lo que indica que la caliza se ha formado en un ambiente marino somero, en este caso se denomina a la roca como Wackestone (ver más adelante la clasificación de las calizas)
Origen y formación
La caliza puede estar relacionado a dos ambientes de formación: al marino somero (es el más común y extenso) y el ambiente continental.
Con respecto al ambiente marino las piedras calizas se forman por la acumulación de los caparazones de microorganismos en el fondo oceánico y de conchas.
Los microorganismos como los foraminíferos toman los iones de calcio (Ca2+) disueltos en el agua de mar para formar sus caparazones.
Cuando estos organismos marinos mueren, estos caparazones caen hacia el fondo del océano y por miles de años se van acumulando.
Es así que los que se encuentran ya enterrados cientos de metros sufren diagénesis y forman las distintas calizas bioclásticas o también calizas fosilíferas.
Otro ejemplo es la coquina, esta se forma por acumulación de conchas que están conformadas por carbonato de calcio. Estas conchas se unen con algún tipo de cemento y forman una coquina.
Con respecto a las piedras calizas de origen continental, estas se forman principalmente por precipitación química directa de los iones de calcio desde soluciones acuosas para formar calcita.
Un ejemplo son la secuencia de evaporitas donde la calcita es acompañada de yeso, anhidrita, silvita, halita, etc.
Aquí la caliza es de origen químico neto.
El ambiente adecuado para formar estas rocas es lacustres litorales, donde el agua de mar se queda estancada y por evaporación se precipita la calcita y se acumula para formar la roca.
Este tipo de rocas son mucho menos extensas que las marinas.
También, existe otro tipo de calizas que se forman en las cuevas, se las conoce como travertino (estalactitas y estalagmitas).
Cuando el agua que entra por las fisuras de la roca a las cuevas, se enriquece en iones de calcio, cuando se evapora el agua tienden a acumularse desde el techo de la cueva a manera de gotas hacia abajo y forman las estalactitas.
Si estas gotas enriquecidas en calcio caen al suelo y se evapora el agua empiezan acumularse hacia arriba y forman las estalagmitas.
Clasificación de las calizas
La clasificación descriptiva más ampliamente usada para definir el tipo de caliza que se encuentra en los trabajos de campo es la de Dunham (1962).
Para la clasificación hay que basarse en la textura, características estructurales, las relaciones de los componentes estructurales primarios: granos (intraclastos, gránulos, pelloides, granos envueltos, bioclastos y esqueleto), lodo de carbonato y cemento de calcita.
Además, también se basa en la presencia o ausencia de lodo calcáreo, la proporción relativa de granos y lodo calcáreo, signos esqueléticos de unión organogénica sobre su desarrollo, litificación in situ y la posición de crecimiento. El sistema es simple y fácil de aplicar, en la descripción en campo con una lupa de geólogo.
Se distingue 6 tipos básicos:
- La piedra caliza cristalina, que no presenta una textura sedimentaria reconocible, más bien tiene carbonato cristalino.
- Mudstone que contiene lodo de carbonato y menos del 10% de granos entre 0.03 y 2 mm.
- Wackestone, donde hay granos entre 0.03 y 2mm en una matriz de lodo calcáreo (matriz soportada) que no supera el 50% del volumen de la roca.
- Packstone que contiene granos, que se tocan entre sí, a manera de granos soportados, pero que aún existe matriz de lodo calcáreo entre los granos.
- Grainstone, no contiene lodo calcáreo, sino solo granos que se tocan entre sí, y cemento de calcita entre los granos.
- Boundstone, que contiene componentes esqueléticos primarios (fósiles) unidos con sedimentación, litificados en su hábitat en la posición de crecimiento o los componentes individuales relacionados con los organismos, con la sedimentación y formación de biostromas, biohermos o estromatolitos.
¿Cómo identificar la caliza?
Con la lupa de veinte aumentos trata de observar si tienes componentes fósiles en la roca, o si la textura es netamente cristalina y también toma en cuenta las siguientes características.
Afloramiento
Cuando la roca calcárea esta relacionado con un ambiente marino somero, generalmente ocurre en grandes extensiones. Es decir que el afloramiento de caliza de ambiente marino suele ser muy extenso.
Sin embargo, también lo puedes encontrar intercalado con areniscas calcáreas, lutitas y limolitas en secuencias turbidíticas. Suelen ocupar estratos que varían desde pocos centímetros e incluso superan los 2 metros de espesor, y cuando aparecen solo secuencias calcáreas suelen superar los 10 metros de espesor.
Los estratos son masivos y subhorizontales, y cuando son afectados por tectonismo no se pliegan, mas bien se fracturan y por disolución es común observar vetillas de calcita.
Color
Las calizas marinas suelen ser gris oscuros, debido al alto porcentaje de lodo calcáreo que suelen tener. Sin embargo, pueden variar desde un color gris claro a gris oscuro, dependiendo de su composición. Suelen ser blanquecinas cuando se generan por precipitación química.
La prueba del ácido clorhídrico
Toma la roca, lávala un poco y con el rayador de acero raspa la roca, y coloca un poco de ácido clorhídrico al 10% de concentración.
Observa como empieza a causar efervescencia en la roca, entre más intensa y duradera es aquella efervescencia, significa que la roca es más pura en calcita. Si es menos intensa significa que tiene impurezas de cuarzo o minerales arcillosos.
Usos
- El uso principal es par fabricar cemento al mezclarlo con arcilla (lutitas), arena y otros componentes.
- Es un agente neutralizador, se la tritura al tamaño de arena y se usa para recuperar suelos en agricultura.
- También cuando se la tritura al tamaño de polvo, se la puede usar para refinar algunos metales, es decir que se combina con residuos de la fundición y se elimina como escoria.
- Puede usar como roca ornamental, los bloques se explotan y se crean baldosas o rocas para crear esculturas.
- También se la puede usar para relleno y lastre de carreteras.
- El polvo de esta roca también se puede usar en minas subterráneas recubriendo las paredes de las minas de carbón que facilita la respiración de la gente.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
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Hola y para romper esa piedra que se puede utilizar¿ agua ?
Sí, el agua puede utilizarse como parte de un proceso para romper piedra caliza, aunque es importante destacar que no actúa directamente para romperla, sino que se utiliza como un medio para potenciar otras técnicas.
Un método comúnmente utilizado para romper piedra caliza es el de «corte con hilo diamantado». En este proceso, se utiliza un hilo revestido de diamante que se coloca alrededor de la piedra caliza y se tensa. Luego, se introduce agua en la zona de corte para lubricar el hilo y enfriarlo, evitando el sobrecalentamiento. El agua también ayuda a eliminar los residuos generados durante el corte.
Otra técnica que involucra el uso de agua para romper la piedra caliza es conocida como «escisión hidráulica». En este método, se perforan orificios en la piedra caliza y se introducen cuñas o gatos hidráulicos en los orificios. Luego, se inyecta agua a alta presión en los orificios, lo que crea una fuerza hidráulica que puede fracturar la piedra caliza.
Ambos métodos mencionados requieren un equipo especializado y experiencia en su aplicación segura y efectiva. Si necesitas romper piedra caliza, es recomendable consultar a profesionales o especialistas en el campo de la construcción o la minería, quienes podrán ofrecerte orientación específica y utilizar las técnicas adecuadas según tus necesidades y circunstancias.
se puede mezclar la caliza con cemento Portland para producir material de construcción como muros encofrados?
Sí. Sin embargo, es bueno realizar un análisis petrográfico para determinar que cuente con buena calidad física y descartar la presencia de dolomita, ya que puede generar una reacción álcalis-carbonato con el cemento.
Me pueden ayudar con un diagrama de beneficios y transformación de l aragonito
La caliza es una roca sedimentaria* compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio. También puede contener pequeñas cantidades de minerales como arcilla, hematita, siderita, cuarzo, etc., que modifican el color y el grado de coherencia de la roca.
Tengo una duda maestra es si es por aquí que hay que subir esa tarea.