La estatua de Don Blas de Lezo en Cartagena de Indias es uno de los monumentos más importantes de la ciudad y rinde homenaje al almirante español, considerado el "Héroe de Cartagena". Desde una perspectiva geológica, sin embargo, el pedestal sobre el que se alza la estatua resulta igualmente interesante. Si se observa con atención, se pueden descubrir pequeñas geodas por toda su superficie.
Propiedades de la caliza
La caliza se compone principalmente de carbonato de calcio en forma de calcita y suele formarse en ambientes de sedimentación marina, como plataformas carbonatadas, arrecifes o mares de plataforma poco profundos. Incluso durante la diagénesis, la consolidación del sedimento originalmente suelto, se desarrollan cavidades en la roca.
Propiedades importantes para la formación de geodas
- Soluble en agua ligeramente ácida (formación kárstica)
- Porosa o fracturada
- A menudo contiene cavidades, fósiles o fisuras
Estas estructuras y propiedades primarias constituyen la base y hacen que la caliza sea ideal para la mineralización secundaria y la formación de geodas.
Crecimiento de geodas en la caliza
Una geoda es una cavidad en la roca revestida de cristales, pero no completamente rellena.
Se distingue entre:
- Drusa → parcialmente abierta
- Ambidiestra → completamente rellena de minerales
A diferencia de las rocas volcánicas, las cavidades en la caliza suelen formarse por:
1. Procesos de disolución (karst): el agua que contiene CO₂ forma ácido carbónico y disuelve el carbonato de calcio. Esto da lugar a la formación de poros, fisuras y cuevas. Estas cavidades pueden variar en tamaño, desde microscópicas hasta grandes cuevas.
2. Cavidades biogénicas: se forman por la disolución de fósiles, a medida que desaparece la materia orgánica.
3. Procesos tectónicos: las grietas y fisuras se crean por la presión y la deformación.
La formación de geodas comienza cuando estas cavidades se llenan con soluciones ricas en minerales. Estas soluciones suelen provenir de aguas subterráneas o fluidos diagenéticos, es decir, líquidos (principalmente agua) que circulan a través de sedimentos o rocas durante la diagénesis, provocando cambios químicos. Contienen iones disueltos como calcio, magnesio, silicio o hierro. Si las condiciones fisicoquímicas cambian, por ejemplo, debido a una caída de presión, un cambio de temperatura o la desgasificación de CO₂, la solución se sobresatura. Como resultado, los minerales comienzan a cristalizar en las paredes de la cavidad. Los cristales suelen crecer desde el borde hacia el centro, de modo que la superficie interna de la geoda queda revestida de cristales formados libremente, mientras que la cavidad permanece al menos parcialmente intacta.
En las geodas de caliza, predominan los minerales carbonatados, especialmente la calcita. En ciertas condiciones, también puede formarse aragonita, otra modificación del carbonato de calcio que a menudo forma agregados aciculares o fibrosos. Los minerales silicatos, especialmente la calcedonia y el cuarzo microcristalino, también desempeñan un papel importante. Además de carbonatos y silicatos, también pueden aparecer óxidos o sulfuros de hierro, que suelen ser responsables de coloraciones que van del amarillo al rojizo.
Un fenómeno relacionado es la formación de amigdaloides, que son cavidades completamente llenas de minerales. Mientras que las geodas son cavidades abiertas o parcialmente abiertas revestidas de cristales, las amigdaloides son el resultado del relleno completo por el crecimiento de minerales. Sin embargo, en las calizas, la distinción no siempre es clara, ya que muchas geodas inicialmente abiertas pueden cementarse por completo con el tiempo.
Examine la roca con atención y luego responda las siguientes preguntas antes de registrar su hallazgo. Puede escribir sus respuestas y registrarlas en su idioma nativo. Si visitó el EarthCache en equipo, una sola persona debe enviar las respuestas de todo el equipo. Asegúrese de indicar quién envió las respuestas y que cada persona tome su propia foto.
1. ¿Se encuentran minerales secundarios en todas las cavidades?
2. ¿Todas las cavidades en la roca son geodas o también hay amígdalas? Explique brevemente su respuesta.
3. ¿Existe alguna evidencia de que haya óxidos de hierro en las geodas además de calcita? ¿Cómo lo sabe?
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The statue of Don Blas de Lezo in Cartagena de Indias is one of the city's most important monuments and honors the Spanish admiral, considered the "Hero of Cartagena." From a geological perspective, however, the pedestal on which the statue stands is at least as interesting. If you look closely, you can discover small geodes all over it.
Properties of Limestone
Limestone consists primarily of calcium carbonate in the form of calcite and is usually formed in marine depositional environments, such as on carbonate platforms, in reefs, or shallow shelf seas. Even during diagenesis, the consolidation of the originally loose sediment, cavities develop within the rock.
Important Properties for Geode Formation
- Soluble in slightly acidic water (karst formation)
- Porous or fractured
- Often contains cavities, fossils, or fissures
These primary structures and properties form the basis and make limestone ideal for secondary mineralization and geodes.
Growth of Geodes in Limestone
A geode is a cavity in the rock that is lined with crystals but not completely filled.
A distinction is made between:
Druse/vug → partially open
Amygdale → completely filled with minerals
Unlike volcanic rocks, cavities in limestone are usually formed by:
1. Dissolution processes (karst): CO₂-containing water forms carbonic acid and dissolves calcium carbonate. This results in the formation of pores, fissures, and caves. These cavities can range in size from microscopic to large caves.
2. Biogenic cavities: formed by the dissolution of fossils, as organic material disappears.
3. Tectonic processes: cracks and fissures are created by pressure and deformation.
The actual formation of druses begins when these cavities are filled with mineral-rich solutions. These solutions usually originate from groundwater or diagenetic fluids, i.e., liquids (mostly water) that circulate through sediments or rocks during diagenesis, causing chemical changes. They contain dissolved ions such as calcium, magnesium, silicon, or iron. If the physicochemical conditions change, for example due to a drop in pressure, a change in temperature, or the degassing of CO₂, the solution becomes supersaturated. As a result, minerals begin to crystallize on the walls of the cavity. The crystals typically grow from the edge toward the center, so that the inner surface of the geode becomes lined with freely formed crystals, while the cavity itself remains at least partially intact.
In limestone geodes, carbonate minerals, especially calcite, predominate. Under certain conditions, aragonite, another modification of calcium carbonate that often forms acicular or fibrous aggregates, can also form. Silicate minerals, especially chalcedony and microcrystalline quartz, also play an important role. In addition to carbonates and silicates, iron oxides or sulfides can also occur, which are often responsible for colorations ranging from yellow to reddish.
A related phenomenon is the formation of amygdaloids, which are cavities completely filled with minerals. While geodes are open or partially open cavities lined with crystals, amygdaloids are the result of complete filling by mineral growth. However, in limestones, the distinction is not always clear, as many initially open geodes can become completely cemented over time.
Examine the rock carefully and then answer the following questions before logging your find. You are welcome to write your answers and log in your native language. If you visited the EarthCache as a team, one person only needs to send the answers for the whole team. Just be sure to indicate who sent the answers and that each person takes their own photo.
1. Are secondary minerals found in all the cavities?
2. Are all the cavities in the rock geodes, or are there also amygdaloids? Briefly explain your answer.
3. Is there any evidence that iron oxides are present in the geodes in addition to calcite? How can you tell?
4. Take a photo of yourself or a personal item at the location and attach it to your log!
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Die Statue von Don Blas de Lezo in Cartagena de Indias ist eines der bedeutendsten Denkmäler der Stadt und ehrt den spanischen Admiral, der als „Held von Cartagena“ gilt. Aus geologischer Sicht ist aber der Sockel, auf dem die Statue steht, mindestens genauso interessant. Wenn man genau hinschaut, kann man darin überall kleine Drusen entdecken.
Eigenschaften von Kalkstein
Kalkstein besteht überwiegend aus Calciumcarbonat in Form von Calcit und entsteht meist in marinen Ablagerungsräumen, etwa auf Karbonatplattformen, in Riffen oder flachen Schelfmeeren. Bereits während der Diagenese, also der Verfestigung des ursprünglich lockeren Sediments, entwickeln sich Hohlräume im Gestein.
Wichtige Eigenschaften für Drusenbildung
Genau diese primären Strukturen und Eigenschaften bilden die Grundlage und machen Kalkstein ideal für sekundäre Mineralbildung und Drusen.
Drusenbildung im Kalkstein
Eine Druse ist ein Hohlraum im Gestein, der innen mit Kristallen ausgekleidet ist, aber nicht vollständig gefüllt.
Man unterscheidet:
Im Gegensatz zu vulkanischen Gesteinen entstehen Hohlräume im Kalkstein meist durch:
1. Lösungsvorgänge (Karst): CO₂-haltiges Wasser bildet Kohlensäure und löst Calciumcarbonat. Als Ergebnis entstehen Poren, Klüfte und Höhlen. Dabei können diese Hohlräume mikroskopisch klein bis hin zu großen Höhlen sein.
2. Biogene Hohlräume: durch Auflösung von Fossilien, organisches Material verschwindet
3. Tektonische Prozesse: Risse und Spalten entstehen durch Druck und Deformation.
Die eigentliche Drusenbildung setzt ein, wenn solche Hohlräume von mineralreichen Lösungen durchströmt werden. Diese Lösungen stammen meist aus dem Grundwasser oder aus diagenetischen Fluiden, also Flüssigkeiten (meist Wässer), die während der Diagenese durch Sedimente oder Gesteine zirkulieren und dabei chemische Veränderungen bewirken. Sie enthalten gelöste Ionen wie Calcium, Magnesium, Silizium oder Eisen. Ändern sich die physikalisch-chemischen Bedingungen, etwa durch Druckabfall, Temperaturänderung oder Entgasung von CO₂, kommt es zur Übersättigung der Lösung. In der Folge beginnen Minerale an den Wänden des Hohlraums auszukristallisieren. Die Kristalle wachsen dabei typischerweise vom Rand zur Mitte hin, sodass die Innenfläche der Druse mit frei ausgebildeten Kristallen ausgekleidet wird, während der Hohlraum selbst zumindest teilweise erhalten bleibt.
In Kalkstein-Drusen dominieren karbonatische Minerale, insbesondere Calcit. Unter bestimmten Bedingungen kann auch Aragonit entstehen, eine andere Modifikation von Calciumcarbonat, die oft nadelige oder faserige Aggregate bildet. Daneben spielen silikatische Minerale eine wichtige Rolle, insbesondere Chalcedon und mikrokristalliner Quarz. Neben Karbonaten und Silikaten können auch Eisenoxide oder Sulfide auftreten, die oft für Färbungen von gelb bis rötlich, verantwortlich sind.
Ein verwandtes Phänomen sind sogenannte Mandeln, also vollständig mit Mineralen ausgefüllte Hohlräume. Während Drusen offene oder teilweise offene Hohlräume mit Kristallauskleidung darstellen, sind Mandeln das Resultat einer vollständigen Ausfüllung durch Mineralwachstum. In Kalksteinen ist die Unterscheidung jedoch nicht immer scharf, da viele ursprünglich offene Drusen im Laufe der Zeit vollständig zementiert werden können.
Schaut euch das Gestein genau an und beantwortet dann bitte vor dem Loggen folgende Fragen. Gerne könnt ihr die Antworten und Logs in eurer Muttersprache scheiben. Wenn ihr den EC im Team besucht habt, dann reicht es wenn einer die Antworten für das ganze Team schickt. Schreibt dann nur bitte dazu, wer die Antworten geschickt hat und macht bitte jeder ein eigenes Foto.
1. Findet man in allen Hohlräumen sekundäre Minerale?
2. Handelt es sich bei allen Hohlräumen in dem Gestein um Drusen oder gibt es auch Mandeln? Begründet eure Antwort kurz.
3. Gibt es Hinweise darauf, dass außer Calcit auch Eisenoxide in den Drusen enthalten sind? Woran erkennt ihr das?
4. Macht ein Foto von euch oder einem persönlichen Gegenstand vor Ort und hängt es an euren Log!
Schickt mir eure Antworten per Mail oder Nachrichtencenter! Nach dem Absenden der Antworten könnt ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist, melde ich mich. Ihr braucht nicht die Logfreigabe abwarten! Ich wünsche euch viel Spaß bei dieser geologischen Entdeckungsreise!
Quellen:
https://geowiki.geo.lmu.de/wiki/Kalkstein
https://de.wikipedia.org/wiki/Druse
https://geologyscience.com/de/minerals/silicates-minerals/chalcedony
https://geoden.de