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Geología>25. Tema 2. Minerales 1

Minerales

Geología > 25Juan D CentenoFacultad de Ciencias GeológicasUCM


Tema 2. Minerales y Rocas

1. Conceptos de cristal y mineral2. Estructura interna de los cristales y los minerales

1.Tipos de enlace2.Redes cristalinas3.Los principales sistemas de cristalización4.Imperfecciones, maclas y agregados cristalinos

3. Isomorfismo y polimorfismo4. Minerales petrográficos

1.Minerales silicatados: su clasificación y propiedades de los principales minerales.

2.Minerales no silicatados: su clasificación y propiedades de los principales minerales.

5. Concepto de roca6. Clasificación de las rocas

1.Rocas endógenas: magmáticas y metamórficas2.Rocas exógenas


2.1.Conceptos de cristal y mineral

MineralSólidoInorgánicoNaturalHomogéneoComponentes ordenadosComposición fijaEstructura fija

CristalSólidoEstructura interna ordenada

AmorfoSólidosSin organización

El vidrio no es un cristal

Wulfenite, PbMoO4


Formación de minerales y cristales: CRISTALIZACIÓNPrecipitación (saturación de soluciones)Solidificación de fundidos (magmas, agua, etc)Transformación química o estructural en estado sólidoSublimación (azufre en fumarolas, hielo en condiciones muy frías)

Si la cristalización se produce con disponibilidad de espacio y unas condiciones ambientales estables y duraderas, se producen cristales con caras planas.


Estructura interna de los cristales y los minerales1.Tipos de enlace:2.Redes cristalinas3.Los principales sistemas de

cristalización4.Imperfecciones, maclas y agregados

cristalinos


Estructura interna de los cristales y los minerales1.Tipos de enlace:

1.Entre átomos:1. Iónico2. Covalente3. Metálico

2.Entre moléculas:1. Fuerzas de Van der Waalls2. Puentes de Hidrógeno


Tipos de enlace


Tipos de enlace: iónico


Tipos de enlace: puentes de hidrógeno


Tema 2. Redes cristalinas

1.Generalidades2.Redes planas3.Redes espaciales o redes de Bravais


Tema 2. Redes cristalinas: generalidades

La estructura cristalina es una organización espacial de los elementos constituyentes de un cristal.Los átomos o moléculas de un mineral se disponen en sucesiones repetitivas y regulares en el espacio.Red cristalina es la representación (el modelo) de esa disposición.En una red cada elemento que se repite está representado como un punto o nudo.El poliedro de coordinación es la disposición de aniones alrededor de un catión, que definen una figura geométrica y que se repite en el espacio.El número de coordinación es el número de aniones que rodean a un catión (formando el poliedro de coordinación).


Enlce iónico y estructura de la pirita


Tema 2. Redes cristalinas planas


Tema 2. Redes cristalinas planas

Las redes planas: son modelos de la posible estructura de los minerales si se dieran en un espacio bidimensional. Para ello, se definen las cinco posibles estructuras mediante la disposición de los nudos según sucesiones repetidas de traslación.Rómbica=Rectangular centrada


Tema 2. Redes espaciales (de Bravais) y sistemas cristalinos

La superposición de los cinco tipos de redes planas da lugar a redes tridimensionales. Al hacerlo, se demuestra que sólo hay 14 redes tridimensionales que se conocen como redes de Bravais.La redes se clasifican en 7 sistemas cristalinos definidos por su simetría.Imagen: www.hiru.com/es/geologia/geologia_00300.html

http://www.hiru.com/es/geologia/geologia_00300.html


Tema 2. Redes espaciales (de Bravais) y sistemas cristalinos

http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras%20cristalinas/principal.html

http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras cristalinas/principal.html

http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras cristalinas/principal.html


Tema 2. Sistemas cristalinos. Celda unidad

CÚBICO a=b=c α=β=γ=90º

ORTORRÓMBICO a≠b≠c α=β=γ=90º

TETRAGONAL a=b≠c α=β=γ=90º

HEXAGONAL a=b≠c α=β=90º; γ=120º

MONOCLÍNICO a≠b≠c α=γ=90º≠β

ROMBOÉDRICO a=b=c α=β=γ≠90º

TRICLÍNICO a≠b≠c α≠β≠γ≠90º


Tema 2. Imperfecciones, maclas y agregados cristalinos

Las imperfecciones cristalinas aparecen por uno de los siguientes motivos:cuando el espacio disponible para el crecimiento del cristal no permite que crezca libremente en todas direcciones oel proceso de cristalización presenta alteraciones por la presencia de impurezas o irregularidades (algo así como jugar al Tetris y dejar huecos o bloques que resaltan).

Las maclas son un caso especial de agregado cristalino: se trata de un agregado monomineral (todos los cristales son de la misma especie mineral) formado por unos pocos cristales que han crecido compartiendo una parte de su estructura y definiendo algunos elementos de simetría del conjunto.

Los agregados cristalinos están formado por cristales de varios tipos de minerales (y así ocurre en la mayoría de las rocas). Los minerales crecen hasta formar un entramado. Los minerales no muestran la geometría externa que correspondería a su estructura interna.


Tema 2. Imperfecciones

Impurezas en calcita (CO3Ca)http://www.spanishminerals.com


Tema 2. Maclas

Macla de Karlsbad Ortosa

Macla de Pirita

Pirita http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/casado/GEORED/Mineralogia/maclas.htm


Tema 2. Agregados cristalinos


Tema 2. Isomorfismo y polimorfismo

1. Isomorfismo: minerales de distinta composición tienen la misma estructura cristalina.

2. Polimorfismo cuando dos minerales tienen la misma composición pero diferente estructura



1. Isomorfismo: minerales de distinta composición tienen la misma estructura cristalina.

2. Polimorfismo cuando dos minerales tienen la misma composición pero diferente estructura



Isomorfismo: minerales de distinta composición tienen la misma estructura cristalina.

Siderita (CO3Fe) (www.elguijo.org)

Magnesita (CO3Mg) (http://usuarios.lycos.es/arrminerales/Magnesita_Albatera_Ali.JPG)

http://www.elguijo.org/

http://usuarios.lycos.es/arrminerales/Magnesita_Albatera_Ali.JPG

http://usuarios.lycos.es/arrminerales/Magnesita_Albatera_Ali.JPG



Polimorfismocuando dos minerales tienen la misma composición pero diferente estructura

Diamante (C) Grafito (C)


Tema 2. Minerales petrográficos

Clasificación1.Minerales silicatados: su clasificación y propiedades de los principales minerales.

2.Minerales no silicatados: su clasificación y propiedades de los principales minerales.

Minerales petrográficosSon los principales constituyentes de las rocasUnos 100 minerales de unas 2.000 especies minerales y unas 10.000 variedades


Tema 2. Silicatos


Tema 2. Silicatos

Nesosilicatos

Tectosilicatos

Sorosilicatos

Ciclosilicatos

Inosilicatos

Filosilicatos


Tema 2. Silicatos

Nesosilicatos 1 Olivino, Granate, Circón

Sorosilicatos 2 Epidota, Hemimorfita

Ciclosilicatos Cadenas cerradas

Berilo, Turmalina

Inosilicatos Cadenas Diópsido, Augita

FilosilicatosLáminas

Moscovita, Biotita, Clorita, Talco, Caolinita (minerales de la arcilla)

Tectosilicatos3D

Cuarzo, Feldespatos (Ortosa) y Plagioclasas (Albita)


Tema 2. Nesosilicatos

1Olivino: Forsterita SiO4 Mg2

Fayalita SiO4 Fe2

Granate: Almandino (SiO4)3Fe3 Al2


Tema 2. Nesosilicatos

Nesosilicatos 1 Circón: ZrSiO4

•Sustituye Zr x U(en pequeñas cantidades)•No incorpora Plomo•Datación Uranio- Plomo•Muy abundante


Tema 2. Sorosilicatos

Sorosilicatos 2 Epidota, Hemimorfita


Tema 2. Ciclosilicatos

Ciclosilicatos Cadenas cerradas

Berilo, Turmalina


Tema 2. Inosilicatos

Inosilicatos CadenasPiroxenos:DiópsidoAnfíboles: Augita

PiroxenosCadenas sencillas(Si2 O6 ) XYXY~Mg2+, Ca2+, Fe2+ y Al3+

Diópsido: Si2 O6 (Ca Mg)2

AnfíbolesCadenas dobles(Si8 O22 ) XYHornblenda:Ca2 Na(Mg,Fe)4 (Al,Fe,Ti) 3 Si8 O22 (O,OH)2

http://www.uclm.es/profesorado/jaazcarate/Docencia.htmN


Tema 2. Filosilicatos

Filosilicatos LáminasMoscovita, Biotita, Clorita, Talco, Caolinita (minerales de la arcilla)


Tema 2. TectosilicatosTectosilicatos 3D Cuarzo

CuarzoArmazón tridimensional del tetraedros de síliceSiO2Variedades: amatista, lechoso, etc.http://mineral.galleries.com/minerals/gemsto ne/rock_cry/roc-26.jpg


Tema 2. TectosilicatosTectosilicatos 3D Feldespatos (Ortosa) y

Plagioclasas (Albita)FeldespatosArmazón tridimensional de tetraedrosSiO4

4- y AlO45-

Ortosa: Si3 O8 K Al (Feldespato potásico) Albita: Si3 O8 Na Al (Plagioclasa sódica) Anortita: Si3 O8 Ca Al (Plagioclasa cálcica).


Tema 2. Minerales no silicatados

Elementos nativos

CarbonatosNitratosBoratosFosfatosSulfatosWolframatos y

Tungstatos

SulfurosHalurosÓxidosHidróxidos

Salvo otra indicación, imágenes procedentes de www.ucm.es/cristamine


Tema 2. No silicatados: ELEMENTOS NATIVOS

•METALES

•Cobre

•Plata

•Platino

•Oro

•SEMIMETALES

•Arsénico

•Bismuto

•NO METALES

•Carbono

•Azufre

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Au-TableImage.png



http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Au-TableImage.png



Animaciones de grafito y diamantehttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Graphite_stereo_animation.gifhttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Diamond_stereo_animation.gif

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Graphite_stereo_animation.gif

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Diamond_stereo_animation.gif


Tema 2. No silicatados: HALUROS Y SULFUROS

Haluros Halita (NaCl), Fluorita (CaF2

), Silvina (KCl)

Sulfuros Galena(PbS), Calcopirita (CuFeS2

), Cinabrio

(HgS),

Blenda (ZnS), Rejalbar (AsS), Estibina (Sb2

S3

)


Tema 2. No silicatados: HALUROS: Halita (Sal común, NaCl)


Tema 2. No silicatados: HALUROS Silvina (KCl)

www.uned.es/cristamine


Tema 2. No silicatados: HALUROS Fluorita (CaF2 )

Fluorita: CaF. La Collada, Asturias (España). Museo de Ciencias Naturales de la Salle - Hermano León, Paterna (Valencia) Ref: 1255. http://www.uned.es/cristamine/fichas/fluorita/mas/fluori53.htm


Tema 2. No silicatados: SULFUROS

•Galena(PbS)•Blenda o Esfalerita (ZnS) •Cinabrio (HgS)•Calcopirita (CuFeS2 )•Rejalbar (AsS)•Estibina (Sb2 S3 )



•Galena: PbS (Cúbico)•Blenda o Esfalerita: (Fe,Zn)S (Cúbico)•Cinabrio (HgS) (Hexagonal)



•Pirita: Fe2 S (Cúbico)•Calcopirita:CuFeS2 (Tetragonal)•Rejalbar: AsS (Monoclínico)•Estibina: Sb2 S3 (Ortorrómbico)


Tema 2. No silicatados: ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS

Óxidos MagnetitaCuprita Corindón

Hidróxidos GoethitaLimonita



Óxidos Magnetita (CUB): Fe2+Fe3+2 O4

Cuprita (CUB): Cu2 OCorindón (HEX): Al2 O3



Hidróxidos Goethita o Limonita(ORTROM): Fe3+O(OH)


Tema 2. No silicatados: OXISALES

•Carbonatos: CO32-

•Nitratos: NO3-

•Fosfatos: PO43-

•Sulfatos: SO42-

•Boratos: BO2-

•Wolframatos o Tungstatos(WO42-)


Tema 2. No silicatados-Oxisales: Carbonatos

Calcita (HEX)CaCO3

Dolomita (HEX)MgCaCO3

Aragonito (ORTOROM)CaCO3


Tema 2. No silicatados-Oxisales: Nitratos y Fosfatos

Nitrato deSodio: FertilizaPotasio: PólvoraPlata: Fotografía

Apatito (HEX)Ca5 (PO4 )3 (F,Cl,OH)

Piromorfita (HEXA)Pb5 Cl(PO4 )3


Tema 2. No silicatados-Oxisales: Sulfatos

YesoCaSO4. 2H2 O(MONOCLÍNICO)

AnhidritaCaSO4(ORTORRÓMBICO)

GlauberitaNa2 Ca(SO4 )2(MONOCLÍNICO)

BaritinaBaSO4(ORTORRÓMBICO)


Tema 2. No silicatados-Oxisales: Boratos

BoraxNa2 B4 O5 (OH)4 ·8H2 O(MONOCLÍNICO)•Detergente, jabones•Fundente en joyería•Ácido bórico:

•Antitséptico•Desodorante•Insecticida•Conservador de alimentos


Tema 2. No silicatados-Oxisales: Wolframatos

Wolframita(Fe,Mn)WO4•Lámparas incandescentes•Soldadura•Blindaje•Dardos (barrilete)•Joyería

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