Carbonatación de diatomeas y génesis de calizas/dolomías diagenéticas en ambiente continental y marino (Mioceno de Tresjuncos, Cuenca y Níjar, Almería). Un ejemplo de secuestro de CO2 en la Naturaleza

Abstract

Carbonate (calcite and dolomite) pseudomorphs after diatoms were identified from marine (Messinian, Níjar section) and freshwater (Turolian, Tresjuncos section) diatomites. The mineralogical and petrological study has allowed to know the replacement of opal-A by calcite or dolomite, and the consequent formation of diagenetic limestones/dolostones, deducing the factors that favor this replacement in both environments. The data obtained are relevant to the research about the use of diatomites for the capture and storage of carbon dioxide through carbonation. A pseudomorphic carbonatation process of the frustules occurred by a direct replacement of the opal-A and a cementation of the microporosity. Opal-A was replaced by calcite or dolomite via a coupled dissolution-precipitation process. The organization of the opal A microspheres inside the frustules could determine the organization of multi-ion complexes / nanoparticles of amorphous carbonates that would later recrystallize to calcite or dolomite crystals. The carbonation of the lacustrine diatomites was favored by the great amount of biota (amphibians, crusta­ceans, insects, plants…etc.) included in them. In this environment, the sulphate-reduction processes during the degradation of the organic matter generated CO2, which along with pH and salinity changes, facilitated the replace­ments. It is possible that the carbonatation of the frustules was coeval to the calcite or dolomite precipitation during the fossilization of the biota, and therefore, early diagenetic in origin. The nodules and opaline lenticular beds formation triggered the carbonation process of the marine diatomites because CO2 and Ca are released from the dissolution of biocalcarenites/biocalcitutites included in the diatomites. Small pH variations around 9, and the presence of sulfates, would facilitate the replacement of the valves, during the burial diagenesis.En el presente trabajo se estudian los procesos de carbonatación de frústulas de diatomeas y la consecuente formación de calizas/dolomías diagenéticas, en estratos de diatomitas marinas (Messiniense, sección de Níjar) y lacustres (Turoliense, sección de Tresjuncos). Se realiza un estudio mineralógico y petrológico para conocer el reemplazo de ópalo A por calcita o dolomita, considerando los factores que favorecen este reemplazo en ambos ambientes. Los datos obtenidos son relevantes para la investigación del uso de diatomitas en la captura y alma­cenamiento de dióxido de carbono a través de su carbonatación. Los procesos pseudomórficos de carbonatación de las valvas se llevaron a cabo mediante el reemplazo directo del ópalo A por calcita o dolomita y la cementación de la microporosidad. La perfecta reproducción de las valvas indica un mecanismo de reacción con acoplamiento de disolución-precipitación en la interfase de reacción. Se interpreta que la organización de las microesferas de ópalo A, dentro de las valvas, condicionaría la organización de complejos amor­fos de varios iones o nanopartículas de carbonatos amorfos, que posteriormente recristalizarían a calcita o dolomita. En las diatomitas lacustres, el proceso de carbonatación de las valvas fue favorecido por la materia orgánica proveniente de la gran cantidad de biota (anfibios, crustáceos, insectos, plantas... etc.) que incorporan. En este ambiente, los procesos de sulfato-reducción durante la degradación de la materia orgánica, generaron CO2, que junto con cambios de pH y salinidad facilitaron los reemplazos. Es posible que las carbonataciones de las valvas fueran coetáneas a la precipitación de calcita y dolomita que fosiliza la biota y por lo tanto, diagenéticas tempra­nas. En las diatomitas marinas, el proceso desencadenante del reemplazo de las valvas fue la formación de capas lenticulares y nódulos opalinos, ya que al disolverse los microfósiles calcáreos que las diatomitas incluían, se liberó CO2 y Ca. Pequeñas variaciones de pH en un entorno alrededor de 9, y la presencia de sulfatos facilitarían el reemplazado durante la diagénesis por enterramiento