La calcita és un mineral de la classe dels carbonats que pertany i dona nom al grup de la calcita. És el polimorf més estable del carbonat de calci (CaCO₃); els altres polimorfs són l'aragonita i la vaterita. L'aragonita es transforma en calcita a temperatures entre els 380 i 470 °C, mentre que la vaterita és encara menys estable. La calcita es pot reconèixer fàcilment per l'efervescència que sempre produeix amb certs àcids, com ara l'àcid clorhídric o el vinagre, així com per la duresa. Presenta diverses coloracions molt variades que reflecteixen l'àmplia composició química que pot tenir (sobretot els ions que poden trobar-se com a impureses). El mineral té una àmplia distribució a escala global i és emprat per a diferents usos, des de lents fins a materials de construcció.
Plini el Vell la va anomenar així ja l'any 79, del llatí calx, «calç viva». A vegades s'utilitza com a sinònim «pedra calcària», per bé que la calcària és en realitat la roca formada majoritàriament per calcita.
Etimologia El nom de «calcita» va ser introduït l'any 1849 pel mineralogista austríac Wilhelm Karl von Haidinger; ho va fer combinant la paraula alemanya Calcit i el sufix -ita (en alemany -it) que és habitualment emprat per a anomenar minerals. La paraula calcit derivava del llatí calx (que en català vol dir «calç»). Plini el Vell ja va anomenar calx a la calcita l'any 79 dC. El terme «alabastre» és també utilitzat per arqueòlegs i professionals del comerç de pedra per a referir-se a una varietat de calcita de gra fi que apareix en dipòsits bandejats. Aquest terme no manté relació amb el terme «alabastre» per referir-se a la varietat de guix.More about alabaster and travertine, brief guide explaining the different use of the same terms by geologists, archaeologists and the stone trade. Oxford University Museum of Natural History, 2012
Classificació Segons la classificació de Nickel-Strunz, la calcita pertany a «05.AB: Carbonats sense anions addicionals, sense H₂O, alcalinoterris (i altres M2+)» juntament amb els següents minerals: gaspeïta, magnesita, otavita, rodocrosita, siderita, smithsonita, esferocobaltita, ankerita, dolomita, kutnohorita, minrecordita, aragonita, cerussita, estroncianita, witherita, vaterita, huntita, norsethita, alstonita, olekminskita, paralstonita, baritocalcita, carbocernaïta, benstonita i juangodoyita. Segons la classificació de Dana la calcita és un carbonat classificat en el grup 14.1.1.1: Carbonats anhidres normals de fórmula A(XO₃).
Grup de la calcita
El grup de la calcita està format per vuit espècies de minerals nitrats i carbonats, de cations monovalents i divalents relativament petits, entre els quals trobem Li, Ni, Na, Mg, Ca, Fe2+, Zn, Co2+, i Cd. EspècieFórmulaCalcitaCaCO₃EsferocobaltitaCoCO₃GaspeïtaNiCO₃MagnesitaMgCO₃OtavitaCdCO₃RodocrositaMnCO₃SideritaFeCO₃SmithsonitaZnCO₃
Minerals relacionats A més a més dels minerals que constitueixen el grup de la calcita, aquesta es troba relacionada químicament i estructural amb altres minerals. Generalment, aquests minerals, són els que es troben classificats dins del grup 5.AB en la classificació de Nickel-Strunz: Carbonats sense anions addicionals i sense aigua i, dins d'aquest grup, carbonats amb elements alcalinoterris (i altres M2+). La següent taula conté una llista dels minerals relacionats:
Identificació De visu miniatura|Selecció d'alguns hàbits de la calcita segons Goldschmidt (1913) miniatura|esquerra|Calcita amb maclat tipus papallona A causa de l'efervescència que sempre produeix amb els àcids, s'ha comprovat que una de les maneres més efectives per identificar la calcita és el test de l'àcid, en el qual es recomana utilitzar l'àcid clorhídric diluït o el vinagre. Un exemple de l'ús d'aquest test és la verificació de si un ciment de gres o de conglomerat és de calcita o no, ja que en el cas que faci efervescència es podrà afirmar que el ciment conté aquest mineral és calcític. El motiu d'aquest fet és la següent reacció química, en la qual el diòxid de carboni produeix bombolles en escapar-se en forma de gas: CaCO₃ + 2H+ → Ca+2 + H₂O + CO₂ (g). Per a dur a terme el test, és important que l'àcid clorhídric es trobi concentrat al 10%; el motiu és que en concentracions superiors, l'àcid també pot fer bullir algunes dolomies (formades per dolomita) i, per tant, comportar confusió. A més a més del test de l'àcid, la calcita es pot identificar per la duresa, es pot ratllar amb una moneda de coure. A causa d'aquesta duresa (duresa = 3), va ser escollit com a mineral de referència en l'escala de Mohs. La calcita sol presentar macles, tan simples com múltiples, una lluïssor vítria i una ratlla de color blanc. Pot presentar diversos colors, alguns dels quals són blanc, groc, marró, vermell, blavós o negre. El seu hàbit pot ser característic sobretot quan la calcita es troba ben cristal·litzada. Maclat Com a mínim s'han descrit quatre lleis de maclat per als cristalls de calcita; la llei més habitual presenta un pla de maclat i de composició {0112}. També són comunes les macles en {0001} amb {0001} com a superfície composicional, produint angles reentrants. Poc comunes són les macles en {1011} o {0221} com a pla de maclat, produint el que s'anomena com a cristalls en forma de cor (maclat tipus papallona).
Amb microscopi òptic miniatura|Plans de maclat lamel·lar en calcita. Imatge presa amb microscopi òptic; nicols creuats La calcita observada amb microscopi òptic és uniaxial amb un signe òptic negatiu; és difícil de determinar-ne l'orientació òptica (X|c) perquè té una birefringència elevada. Presenta una birefringència màxima de 0,174 i una extinció simètrica a les línies d'exfoliació quan el cristall es troba extingit. Presenta uns colors d'interferència d'alt ordre en polarització creuada, un relleu elevat que canvia amb la rotació i un índex de refracció menor que la dolomita. Pot presentar maclat simple i lamel·lar en algunes cares cristal·lines. Presenta exfoliació romboèdrica molt clara i perfecta, sempre visible, excepte en els agregats micrítics.Calcite L'extinció de la calcita és recta en agregats columnars i simètrica en el romboedre d'exfoliació. En el microscopi també és possible observar-hi les macles polisintètiques laminars (no sempre presents) paral·leles a la diagonal major del romboedre d'exfoliació.
Propietats Color La calcita pura, extremadament rara a la naturalesa, és incolora i transparent. Sovint, la calcita presenta impureses (altres elements que entren dins de l'estructura cristal·lina); aquestes impureses poden fer variar el reu rang cromàtic. Deixant de banda l'espat d'Islàndia, la calcita sol presentar coloracions groguenques o marrons en estat natural. Alguns dels elements que poden fer variar-ne el color són el ferro, el zinc, el cobalt o el manganès. Quan la calcita té ferro, aquesta presenta coloracions groguenques o marronoses (es pot comparar amb la siderita (FeCO₃)); el zinc hi produeix coloracions grisenques (es pot comparar amb l'smithsonita (ZnCO₃)); el cobalt produeix coloracions rosades (es pot comparar amb l'esferocobaltita (CoCO₃)); finalment, el manganès, produeix colors violetes o rosades (es poden comparar amb la rodocrosita (MnCO₃)). A partir de les següents imatges es poden comparar els minerals citats anteriorment amb diferents coloracions en la calcita:
La calcita també pot presentar coloració verda, sovint localitzada en una part dels cristalls; això es deu sovint a la presència de malaquita de color verd fosc, que, barrejada amb calcita, genera el color verd. Un exemple de calcita verda per l'acció de la malaquita es troba a l'est de l'estat de Querétaro, al centre de Mèxic. Els colors del rang entre el blau cel i el color d'espígol són sovint produïts per la radiació produïda per alguns minerals. Aquesta radiació produeix defectes en la xarxa cristal·lina; aquests defectes provoquen diferents absorcions de la llum que conseqüentment generen el color blau.
Estructura cristal·lina miniatura|Estructura de la calcita miniatura|Comparació de l'estructura de l'halita (a dalt) amb la de la calcita (a baix) L'estructura de la calcita no és gaire complexa i, per tant, es pot entendre fàcilment observant un esquema o dibuix. Sovint es descriu com una estructura de tipus NaCl (halita) modificada. Mentre que en l'halita s'alternen els ions de sodi i de clor, en la calcita s'alternen els de calci i els carbonats (). A diferència de l'halita, la calcita no és un mineral cúbic com a conseqüència dels ions carbonat, que trenquen la simetria cúbica en diversos sentits; un dels quals és l'orientació de les diferents molècules de carbonat, que trenquen la simetria cúbica i transformen el cub en un romboedre (un cub amb un dels eixos variats). La calcita presenta una estructura similar a tots els integrants del grup de la calcita de minerals; aquests integrants estan formats per carbonat i metalls divalents de radi inferior a 1; en aquest cas, els àtoms de carboni es troben de manera trigonal planar en el , mentre que els metalls divalents es troben en coordinació octaèdrica. El grup puntual de la calcita és 3m, mentre que el grup espacial és R-3c. L'estructura de la calcita pot presentar diverses variacions a elevades pressions: a 1,5 GPa es converteix en calcita-II, una varietat monoclínica P21/c amb una cel·la a = 6,334; b = =4,948; c = 8,033 i β = 107,9º. A 22 kbar, la calcita-II es converteix en calcita-III, una altra varietat monoclínica C2 amb una cel·la a = 8,746; b = 4,685; c = 8,275; β = 94,4; i Z = 6. La calcita-II i la calcita-III són relativament metaestables amb l'aragonita, la qual és estable fins a 8 GPa. La calcita és un polimorf de l'aragonita i la vaterita, sent el polimorf més estable del carbonat de calci. Tant l'aragonita com la vaterita tenen la mateixa fórmula química però una estructura cristal·lina diferent, i són més solubles: l'aragonita es transforma en calcita a 400 °C, i la vaterita (mineral molt rar), o μ-CaCO₃, és encara menys estable. És isostructural amb la nitratina i l'otavita, i forma una sèrie de solució sòlida amb la rodocrosita. Quan se sotmet un cristall o massa de calcita a difracció de raigs X, s'obtenen diferents pics d'intensitats d'energia: Pic (2θ) Intensitat (%)3,86 123,035 1002,845 32,495 142,285 182,095 181,927 51,913 171,875 171,604 10
Propietats físiques La calcita és un mineral de carbonat càlcic que cristal·litza en el sistema trigonal, presentant formes cristal·lines molt variables (sobretot el romboedre, forma en la qual s'exfolia fàcilment, i l'escalenoedre). Les seves macles són molt freqüents segons {1000} i {101}, en té tant de simples com de polisintètiques, a més d'agregats en druses i geodes. Té una duresa de 3 a l'escala de Mohs, i una densitat de 2,710-2,711 g/cm³. Té una lluïssor més aviat vítria, encara que a vegades també setinada. Aquest mineral sovint presenta un aspecte transparent i opac, encara que també pot ser incolor, blanc, groc, rosa, vermell, taronja. La ratlla és blanca.
Propietats químiques