La garnierita es el nombre general de un mineral de níquel verde que se encuentra en bolsas y vetas dentro de rocas ultramáficas meteorizadas y serpentinizadas . Se forma por meteorización laterítica de rocas ultramáficas y se presenta en muchos depósitos de laterita de níquel en el mundo. Es un mineral de níquel importante, que tiene un gran porcentaje en peso de NiO. [1] [2] Como la garnierita no es un nombre mineral válido según la Comisión de Nuevos Minerales, Nomenclatura y Clasificación (CNMNC), no se ha adoptado universalmente una composición o fórmula definida. Algunas de las composiciones propuestas son todos silicatos de Ni-Mg hidratados , [1] [3] un nombre general para los hidrosilicatos de Ni-Mg que generalmente se presentan como una mezcla íntima y comúnmente incluye dos o más de los siguientes minerales: serpentina , talco , sepiolita , esmectita o clorita , [4] y silicatos de Ni-Mg, con o sin alúmina, que tienen patrones de difracción de rayos X típicos de serpentina, talco, sepiolita, clorita, vermiculita o alguna mezcla de todos ellos. [5]
Varios estudios han examinado la composición de la garnierita. En 1964, se realizó un estudio sobre la composición de una garnierita similar al talco y se encontró que la composición era cercana a las composiciones de la estevensita y la sepiolita , pero con un reemplazo parcial del contenido de Mg por Ni. [6] En 1973, otro estudio encontró que el análisis químico de muestras de garnierita produce fórmulas no estequiométricas que se pueden reducir a fórmulas como las del talco y la serpentina . Los autores sugirieron una fórmula de monohidrato de talco de (Mg, Ni) 3 Si 4 O 10 (OH) 2 · H 2 O para la garnierita similar al talco. [4] Un tercer estudio encontró Mg, Si, Fe, Ni y Al en las muestras estudiadas. El autor determinó que las composiciones de todas sus muestras de garnierita se encuentran entre la serie de solución sólida de serpentina y la serie de solución sólida de sepiolita. [5] En 2008, otro estudio utilizó difracción de rayos X para encontrar la composición de muestras de garnierita recolectadas en la mina Falcondo en la República Dominicana . Encontró que cada uno de los especímenes analizados caía en uno de tres grupos: un grupo de Ni-talco a willemseíta (hasta 25 por ciento en peso de Ni), un grupo de Ni- lizardita a nepouíta (hasta 34 por ciento en peso de Ni) y un grupo de Ni-sepiolita a falcondoíta (hasta 24 por ciento en peso de Ni). [7] En 2011, el estudio más reciente realizado utilizó el análisis de Estructura Fina de Absorción Extendida de Rayos X ( EXAFS ) para determinar la composición de sus muestras de garnierita. Encontró que la garnierita tiene una solución sólida casi completa entre Ni- sepiolita y falcondoíta , y las muestras analizadas mostraban entre 3 y 77 por ciento de composición de falcondoíta. [2] Según los análisis de rayos X y térmicos, las garnieritas de los depósitos de los Urales son formaciones multifásicas y están constituidas por serpentinitas ( pecoraíta 2McI, crisotilo 2McI, crisotilo 2OrcI, lisardita 6T, lisardita 1T, nepouíta – níquel lisardita 1T), cloritas ( clinocloro IIB, sepiolita , paligorskita ), minerales arcillosos ( nontronita , saponita , montmorillonita , vermiculita ), minerales del tipo mica.supergrupo ( talco , vilemsita, clintonita , annita , flogopita ) y cuarzo . Entre los minerales esporádicos que se encuentran en ellos se encuentran calcita , sauconita , beidellita, halloysita , thomsonita , goethita , maghemita , ópalo , moganita , hexahidrita de níquel, magnesiocromita accesoria y rivsita. [8]
La garnierita es generalmente un mineral de grano fino con una estructura cristalina pobre . [4] Los parámetros de la celda unitaria , encontrados mediante análisis de microscopía electrónica de transmisión (TEM), son 13,385(4), 26,955(9), 5,271(3) Å y 13,33(1), 27,03(2), 5,250(4) Å. El grupo espacial es Pncn. [7]
Basándose únicamente en los radios iónicos y la carga, el Ni 2+ debería sustituir fácilmente al Mg 2+ en la coordinación octaédrica . [3] [9] El hecho de que el Ni sustituya fácilmente al Mg en la garnierita explica por qué, a medida que aumenta el contenido de NiO, disminuye el contenido de MgO. El níquel en la garnierita no se distribuye uniformemente por toda la estructura, sino que se concentra en pequeñas zonas de níquel rodeadas de zonas de magnesio. [2]
La garnierita es un silicato estratificado . [4] [6] [10] La principal diferencia entre las variantes de garnierita similares a serpentinas y similares a talcos es el espaciamiento entre capas en la estructura, que se observa en estudios de difracción de rayos X en polvo . Las variantes similares a serpentinas tienen espaciamientos basales de 7 Å, mientras que las variantes similares a talcos tienen un espaciamiento basal de 10 Å. [4] [6] Con aumentos de 10 6 ×, los espaciamientos de capas de 7 y 10 Å (d(001)) son obvios y medibles, y los espaciamientos de 7 Å están mejor definidos que los de 10 Å. [10] Los minerales similares a serpentinas de 7 Å muestran partículas en forma de varilla y tubo, así como partículas laminares y partículas esponjosas que probablemente sean agregados, mientras que la variedad de 10 Å muestra mucha menos variación en partículas, mostrando solo formas laminares y esponjosas con muy pocas partículas en forma de tubo o varilla. Algunas partículas presentan una interestratificación con espaciamientos de 7 y 10 Å. No existe correlación entre el contenido de NiO y las formas de las partículas en el mineral. [10] Las garnieritas de tipo 7 Å suelen parecerse a la crisotilo o la lagardita en sus estructuras, mientras que las de tipo 10 Å suelen parecerse a la pimelita . [4] [10]
La garnierita es un mineral verde, que va del amarillo verdoso claro al verde oscuro. [3] [5] El color proviene de la presencia de níquel en la estructura mineral del magnesio. [4] La noumeaíta (que más tarde se determinó que era un miembro de la familia de las garnieritas) varía en dureza , desde blanda y quebradiza hasta lo suficientemente dura como para tallarla en figurillas y similares. [11] Algunas especies de garnierita se adhieren a la lengua y se disuelven fácilmente en agua o incluso en la lengua. [11] La garnierita comúnmente tiene una textura coloforme, típica de los minerales que llenan los espacios abiertos de una solución . [7] En general, las garnieritas de color verde más oscuro tienen un mayor contenido de Ni, una mayor gravedad específica y un índice medio de refracción más alto que las garnieritas de color verde más claro, lo que probablemente se relaciona con la inclusión de más Ni en su estructura cristalina . La gravedad específica de la garnierita varía aproximadamente de 2,5 a 3. El índice medio de refracción de la garnierita varía aproximadamente de 1,563 a 1,601. [1]
La garnierita de color claro es una alteración de una roca rica en olivino a un mineral parecido a la arcilla pobre en níquel, la garnierita de color verde claro a verde brillante es el resultado de la lixiviación de óxido de manganeso, magnesio, níquel y hierro de la garnierita verde oscura original, rica en níquel, que fue depositada por las aguas subterráneas. [1] Esto conduce a una aparición muy común de garnierita como rellenos de fracturas de vetas de milímetros a centímetros de espesor o como tejido o revestimientos en la mina Falcondo en la República Dominicana. [7] [12] La difracción de rayos X de muestras de esa mina muestra que las vetas de garnierita incluyen sepiolita-falcondoíta y cuarzo ( crisoprasa , una variedad verde de cuarzo con un contenido de níquel de menos del 2 % en peso). [7] Las brechas encontradas en las fallas de la mina Falcondo contienen clastos de garnierita cementados entre sí por una deposición secundaria de garnierita, lo que es evidencia de una deposición sintectónica de garnierita. [7] En los depósitos de garnierita cerca de Riddle, Oregón , la garnierita se encuentra como un producto de la erosión de la peridotita subyacente , con una capa de garnierita de entre 50 y 200 pies (15 y 61 m) de espesor. [1]
Jules Garnier , un geólogo francés, publicó su trabajo sobre la geología de Nueva Caledonia en 1867, anunciando el descubrimiento de níquel allí. [3] La garnierita recibió el nombre de Jules Garnier en un artículo de Archibald Liversidge en 1874. [1] Cuando Liversidge envió una copia de su artículo a Garnier, Garnier respondió que el nuevo mineral noumeíta que se describía en el artículo sonaba muy parecido a un mineral que había descrito en su artículo de 1869. Liversidge decidió nombrar al nuevo mineral garnierita en honor a Garnier y le dio el nombre de noumeíta a un segundo mineral encontrado en la misma área general en Nueva Caledonia. [1] [11]