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ÓLA FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCAS
LA FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCASMINERALES Y ROCASCONTENIDOS:CONTENIDOS:
1. La composición de la Tierra
1. 1. Las rocas que componen la Tierra1. 2. ¿Qué es un mineral?1. 3. Los cristales1. 4. Propiedades físicas de los minerales1. 4. Propiedades físicas de los minerales1. 5. Principales tipos de minerales1. 6. Los recursos minerales
2 Los ambientes petrogenéticos2. Los ambientes petrogenéticos
2. 1. Sedimentario2. 2. Magmático2 3 Metamórfico2. 3. Metamórfico
LA FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCASMINERALES Y ROCAS1. La composición de la Tierra1. La composición de la Tierra
1.1. Las rocas que componen la Tierra
La corteza y el manto terrestre están formadas por material mineral, es decir, por rocas de distnta naturaleza y en distinto estado físico en función de las condiciones fisico-químicas reinantes en cada uno de las zonas de la Tierra.las zonas de la Tierra.
Los elementos que constituyen las rocas de la corteza terrestre son principalmente ocho elementos químicos:
- Oxígeno (O) con un 46 6 %Oxígeno (O) con un 46,6 %- Silicio (Si) con un 27,7 %- Aluminio (Al) con un 8,1 %- Hierro (Fe) con un 5 %- Calcio (Ca) con un 3 6 %- Calcio (Ca) con un 3,6 %- Sodio (Na) con un 2, 8 %- Potasio (K) con un 2,6 %- Magnesio (Mg) con un 2,1 %
LA FORMACIÓN DE MINERALES Y ROCASMINERALES Y ROCAS1. La composición de la Tierra1. La composición de la Tierra
1.1. Las rocas que componen la Tierra
Las rocas que aparecen en las grandes formacionesgeológicas de la Tierra son agregados de un ao variasespecies de minerales, formados en un mismo procesop , pnatural.
L i l ( d tit i l id d bá iLos minerales (que pueden constituir la unidad básicade materia en la Tierra) son un tipo especial desustancia sólida en la que los átomos están unidosmediante enlaces químicos según una determinadamediante enlaces químicos según una determinadaorientación en el espacio.
1.2. ¿QUÉ ES UN MINERAL?Q
P t i l t t Para que un material terrestre sea considerado mineral ha de cumplir las
i di i i iseis condiciones siguientes:
Ó1. MATERIAL SÓLIDO.2. DE ORIGEN INORGÁNICO.
DE ORIGEN NATURAL3. DE ORIGEN NATURAL.4. DE COMPOSICIÓN QUÍMICA DETERMINADA.5 SON ESTABLES5. SON ESTABLES6. CON UNA ESTRUCTURA CRISTALINA .
1.3. LOS CRISTALES
Un cristal es un mineral con una configuración externaUn cristal es un mineral con una configuración externapoliédrica (con caras planas, aristas y vértices) quesuele ser un reflejo de su estructura.
El hábito cristalino es un tipo de forma geométrica quepresenta un cristal. Hay minerales que casi siempreaparecen con el mismo hábito y otros que varían dep y qhábito en función de dónde y cómo se hayan formado.
La estructura cristalina es la ordenación de loselementos constituyentes de un mineral. Puederepresentarse como una retícula o red tridimensionalllamada red cristalina. Por su naturaleza simétrica, lasredes cristalinas están formadas por sucesivasrepeticiones de una unidad estructural llamada celdaunidad.
1.3. LOS CRISTALES
Para definir la celda unidad de una red se establece unPara definir la celda unidad de una red se establece unorigen de coordenadas en uno de sus nudos y seconsideran dos tipos de parámetros:
-Tres vectores: a, b y c, que parten del origen decoordenadas y cuyo módulo equivale a la distanciamínima a la que se repite un nudo del mismo tipo en
d d l t di i d l icada una de las tres direcciones del espacio.
-Los tres ángulos α, β, γ que dichos vectores formanentre sí.
Solo se originan 32 formas o clases de simetría; deéstas, sólo 14 constituyen las redes cristalinas de loséstas, sólo 14 constituyen las redes cristalinas de losminerales y se pueden agrupar en siete sistemascristalinos.
1.3. LOS CRISTALES
La cristalización es el proceso por el cual se formanLa cristalización es el proceso por el cual se formancristales. Para que esto ocurra, es necesario que losiones, átomos o moléculas que constituyen la redcristalina se ensamblen es decir formen enlaces hechocristalina se ensamblen, es decir, formen enlaces, hechoque tiene lugar en procesos naturales caracterizadospor unas condiciones concretas de presión ytemperatura.temperatura.
Las formas en las que se produce la cristalización son:
C lid ió d- Consolidación de magmas.
- Precipitación de sustancias disueltas.
Sublimación- Sublimación.
- Transformaciónes en estado sólido (recristalización).
1.3. LOS CRISTALES
Las variaciones en la cristalización y sus efectos:
1. ISOMORFISMO. Son minerales que tienen la mismaestructura cristalina pero diferente composición química.Por ejemplo las plagioclasas (cálcicas y sódicas).j g ( y )
2. POLIMORFISMO. Son minerales que tienen diferenteestructura cristalina pero la misma composición químicaestructura cristalina pero la misma composición química.Por ejemplo los minerales de carbono: a altastemperaturas cristalizan en el sstema cúbico (diamante)y en condiciones más moderadas crsitalizan en ely en condiciones más moderadas crsitalizan en elsistema hexagonal (grafito).
1.3. LOS CRISTALES
Las variaciones en la cristalización y sus efectos:
3 IMPERFECCIONES son irregularidades en las caras3. IMPERFECCIONES. son irregularidades en las carasde un cristal originadas por un crecimiento incorrectodebido a una falta de espacio, de reposo o de tiempodurante el proceso Las mas frecuentes son lasdurante el proceso. Las mas frecuentes son lasdislocaciones o escalones en las caras del cristal y lafalta de caras, aristas o vértices.
4. ASOCIACIONES DE CRISTALES. Las mayoría decrsitales crecen cerca de otros a partir de núcleospróximos. Si los cristales se disponen de manerairregular, se llaman agregados, si los mineralescomponen una estructura simétrica se llaman maclas.
1.4. PROPIEDADES DE LOS MINERALES
Los minerales tienen una serie de propiedades físicas de diversa naturalezaLos minerales tienen una serie de propiedades físicas de diversa naturaleza,que están deerminadas por su composición química y por su estructuracristalina. Algunas de las más importantes son las siguientes:- FracturaFractura.- Exfoliación- Dureza- TenacidadTenacidad- Peso específico- Punto de fusión- Color- Refringencia- Luminiscencia- Brillo- Magnetismo- Propiedades eléctricas
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
E F ÓN FEXFOLIACIÓN Y FRACTURA.Se trata del tipo de rotura que sufre elp qmineral cuando es sometido a una fuerzasuperior a sus límites elástico y plástico.p y p
- Se exfolia si se separa de manera regular (en láminas,p g ( ,cubos, etc).
- Se fractura si se rompe de forma irregular.
Exfoliación y fracturaExfoliación y fractura
La galena se exfolia en b scubos.
El fEl cuarzo se fractura.
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
DUREZADUREZASe trata de la dificultad con la que unqmineral se raya.
Escala de Mohs: Permite establecer la dureza de un mineralmineral.
- Escala numérica- 10 minerales conocidos10 minerales conocidos.- Valor 1 al más blando, valor 10 al más duro.
Escala de MohsEscala de Mohs
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
TENACIDADTENACIDADEs la resistencia a la rotura que tienequn mineral.Según esta característica podemos diferenciarSegún esta característica podemos diferenciarvarios grupos:
- Frágil.g- Maleable.- Dúctil.- Flexible- Elástico.
TenacidadTenacidad
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
PESO ESPECÍFICO PESO ESPECÍFICO Relación entre el peso de un fragmentod f t d i l lde un fragmento de un mineral y elpeso de un volumen igual de agua a 4ºC.
PUNTO DE FUSIÓNTemperatura a la que un mineralpierde su estado sólido por desagrega-
ó d d lp p g gción de su red cristalina.
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
COLOR Y RAYAEl color es la propiedad de reflejar laEl color es la propiedad de reflejar laluz con una longitud de ondadeterminadadeterminada.
El color de un mineral no siempre es el mismo.Para asegurarse del color de un mineral hay quePara asegurarse del color de un mineral hay querayarlo y observar el color de la raya, sin fiarse desu aspecto externo, ya que puede estar alterado.p , y q p
Color y rayaColor y raya
El feldespato puedep ppresentar aspectoblanquecino, rosa,qamarillo o rojo; sinembargo, su raya esg ysiempre de colorblanco.
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
ETRANSPARENCIA.Se trata de la capacidad que posee unSe trata de la capacidad que posee unmineral de dejar pasar la luz.Según el grado de transparencia se distinguen trestipos de minerales:
áf- Diáfanos.- Translúcidos.- Opacos.
La birrefringenciaLa birrefringencia
C i tConsiste en quedescompone end ddos un rayo deluz que loatraviese.
En el caso de la calcita(Espato de Islandia),los objetos se venlos objetos se vendobles a través de ella.
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
BRILLOBRILLOEs el aspecto que presenta un minerall fl j l lal reflejar la luz.
El brillo puede ser:METÁLICO Si tiene el reflejo de los metalesMETÁLICO. Si tiene el reflejo de los metales.
NO METÁLICO. Si carece de esta característica. Dentro de este grupo se diferencian:g p
Vítreo. Con aspecto de vidrio.Graso. Si se parece a la grasa.N d Si l áNacarado. Si se parece al nácar.Diamantino. Si brilla como un diamante.Resinoso. Si brilla de forma similar a la resina.
Brillo Brillo
La pirita tiene brillo pmetálico.
Por el contrario la Por el contrario, la halita (sal común)
tiene brillo no tiene brillo no metálico graso.
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
MAGNETISMOMAGNETISMOCapacidad que tienen algunos mineralesd t fé i íde atraer a cuerpos férricos por símismos o después de ser puestos encontacto con un imáncontacto con un imán.
L tit ti l id d d t La magnetita tiene la capacidad de atraer a cuerpos férricos por sí misma.
PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES FÍSICAS
PROPIEDADES ELÉCTRICASPROPIEDADES ELÉCTRICASAlgunos cristales pueden adquirir
lé t i j l lcarga eléctrica, por ejemplo, al sercalentados (piroelectricidad) o al sersometidos a presión (piezoelectrisometidos a presión (piezoelectri-cidad) .
1.5. Los principales tipos de minerales1.5. Los principales tipos de minerales
Una especie mineral tiene una composición química y una estructuraUna especie mineral tiene una composición química y una estructuracristalina particular y diferente de todas las demás. Una misma especiemineral puede presentarse con distintas formas o hábitos cristalinos.
CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES:
-NO SILICATADOS.- Elementos nativos. Ej. oro nativo- Haluros. Ej. Halita- Súlfidos. Ej. Galena- Carbonatos. Ej. Aragonito- Oxisales no carbonáticas Ej Apatito- Oxisales no carbonáticas. Ej. Apatito- Óxidos e hidróxidos. Ej. Corindón
-SILICATADOS.- Nesosilicatos Ej Olivino- Nesosilicatos. Ej. Olivino- Sorosilicatos. Ej. Zoisita- Ciclosilicatos. Ej. Berilo- Inosilicatos. Ej. Hornblenda- Filosilicatos. Ej. Mica moscovita- Tectosilicatos. Ej. Cuarzo
1.6. Los recursos minerales
En la actualidad practicamente no existe ninguna roca o mineral que noEn la actualidad practicamente no existe ninguna roca o mineral que notenga ninguna utilidad industrial o de otro tipo. Estos materiales se conocencon el nombre de recursos minerales y pueden agruparse en variascategorías.categorías.
CRISTALES- JOYERÍA. Ej. diamantes y piedras preciosas.
COLECCIONISMO Ej C i t l d t ñ bi f d- COLECCIONISMO. Ej. Cristales de gran tamaño y bien formados.- ELECTRÓNICA. Ej. cuarzos.- ÓPTICA. Ej. Cristales de fluorita.
FUENTES DE ENERGÍA C b tibl fó il ( bó t ól ) it ( i )FUENTES DE ENERGÍA. Combustibles fósiles (carbón, petróleo) y uranita (uranio).
RECURSOS NO METÁLICOS.- MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. Ej. arenas, gravas, ...
MATERIALES DE USO INDUSTRIAL Ej Nit t f f t (f tili t )- MATERIALES DE USO INDUSTRIAL. Ej. Nitratos y fosfatos (fertilizantes),hematites (pigmentos), abrasivos (polvo de diamante), arenas de cuarzo(vidrio).
RECURSOS MINERALES METÁLICOS. Ej. Cinabrio (con mercurio), termómetros.j ( ),* Ver menas metálicas.
FICHAS FICHAS
f h d l l dLas fichas de los minerales recogen todaslas características más importantes para la
l ó d lcatalogación de un mineral.
NOMBRE DE LA ESPECIE MINERAL:...........................................................
COMPOSICIÓN QUÍMICA: .................................
PROPIEDADES FÍSICAS:PROPIEDADES FÍSICAS:Brillo: ........................ Tenacidad : .........................Color: ........................ Exfoliación : .......................Raya: ......................... Fractura: .............................Dureza: ..................... Transparencia: ...................
DIBUJO ESQUEMÁTICO DEL EJEMPLAR:
PRÁCTICAS PRÁCTICAS
Comprobación de algunas de las propiedades físicas de los minerales.
Identificación de minerales utilizando la Escala de MohsMohs.
Identificación de algunos minerales utilizando nt f cac ón a gunos m n ra s ut zan o claves dicotómicas.
El b ión d l m n s n fi h n l s Elaboración de al menos una ficha con las características de un mineral, utilizando las guías y
libros pertinentes.
2. LOS AMBIENTES PETROGENÉTICOS
La dinámica de las placas tectónicas crea algunas zonas en la litosferacuyas condiciones posibilitan la formación de las rocas. Estas zonas son losambientes petrogenéticos.p g
Los principales ambientes son tres: p p
- MAGMÁTICO
- METAMÓRFICO
- SEDIMENTARIO
2.1. AMBIENTE PETROGENÉTICO MAGMÁTICO
En zonas con las condiciones adecuadas para la formación de magmasEn zonas con las condiciones adecuadas para la formación de magmas.Una vez formados, ascienden a la superficie y acaban por consolidarse yoriginar rocas magmáticas.
Las principales regiones con ambiente magmático son:- Bordes divergentes. Dorsales y rift intracontinentales.- Bordes convergentes. Zonas de subducción.g- Zonas intraplaca. Penachos térmicos del interior terrestre.
2.1. AMBIENTE PETROGENÉTICO MAGMÁTICO
En zonas de la litosfera con temperaturas más o menos elevadas y prsionesEn zonas de la litosfera con temperaturas más o menos elevadas y prsionesmás o menos intensas. Además, suele haber fluidos calientes que penetrana través de los poros y de las fisuras de las formaciones rocosas.
C l i ti d d t f t ó fi i dCualquier tipo de roca puede transformarse en roca metamórfica si se danlas condiciones.
Principales regiones:
- Bordes divergentes.
- Bordes convergentes.
- Fallas transformantes.
- Regiones de intraplaca.
2.1. AMBIENTE PETROGENÉTICO SEDIMENTARIO
Es propio de regiones de la litosfera denominadas cuencas sedimentariasEs propio de regiones de la litosfera denominadas cuencas sedimentarias,que son depresiones cóncavas en las que se produce la acumulación desedimentos procedentes de la acción de los procesos exógenos delmodelado sobre zonas continentales próximas.modelado sobre zonas continentales próximas.
El fondo de estas cuencas sufre un continuo hundimineto que permte laacumulación de abundantes capas de sedimentos.
Los de las más profundas quedan sometidos a unas condiciones de presióny temperatura en las que opera la diagénesis de procesos que lostransforma en rocas sedimentarias.
Principales regiones:- Cuencas sedimentarias en bordes divergentes. Rift intracontinentales.- Cuencas sedimentarias en bordes convergentes. Entre el arco insular yel continente.- Cuencas sedimentarias en zonas intraplaca. Ej. Fondos marinos.