Koolstofmineraal

Koolstofmineraal, in geologische context vaak aangeduid als carbonate mineraal, is een mineraal waarin carbonategroepen (CO3)2− een fundamentele bouwsteen vormen. Deze mineralen komen wijdverbreid voor in de aardkorst en spelen een belangrijke rol bij de opslag en cyclus van koolstof. Ze vormen zowel biologische als abiogene sedimenten en zijn verantwoordelijk voor grote sedimentaire gesteenten zoals kalksteen en dolosteen.

De belangrijkste groepen koolstofmineralen omvatten onder meer calciet (CaCO3) en aragoniet (ook CaCO3, maar met een andere kristalstructuur), dolomiet (CaMg(CO3)2), magnesiet (MgCO3), sideriet (FeCO3), rhodochrosiet (MnCO3) en smithsoniet (ZnCO3). Calciet en aragoniet zijn polymorfen van CaCO3; calciet heeft een trigonaal-systeem en kraakachtige rhomboedrische vlakken, terwijl aragoniet orthorombisch is. Koolstofmineralen variëren sterk in kleur en kristalvorm, afhankelijk van de aanwezige metaalionen.

Voorkomen en vorming: koolstofmineralen ontstaan door biogene processen, zoals de afzetting van schelpen en skeletjes van mollusken en koralen, en door anorganische precipitatie in mariene en terrestrische omgevingen. Diagenese en metamorfe transformaties kunnen kalksteen in marmer omzetten. Ze vormen en reageren onder invloed van druk, temperatuur en chemische milieuomstandigheden.

Eigenschappen en identificatie: koolstofmineralen reageren vaak met verdund zoutzuur, waarbij CO2 vrijkomt. Calciet heeft sterke rhomboëdrische doorbraken; aragoniet kan bij verhitting transformeren naar calciet. Hardheid ligt meestal ver onder 5 op de schaal van Mohs, met variaties per mineraal.

Toepassingen en belang: koolstofmineralen zijn essentieel voor cement- en bouwmaterialen (steen en kalksteen), als afzettingsgesteente en als bron van koolstof voor industriële processen. Ze dragen bij aan de langetermijnopslag van koolstof in de aardmantel en sedimentaire reservoirs.