LA FORMACIÓN DE CRISTALES Y ROCAS

UNIDAD 2

UNIDAD 2. CRISTALES Y ROCASUNIDAD 2. CRISTALES Y ROCAS

CortezaRocasMinerales

Magmáticas

Sedimentos

Sedimentarias

Metamorfismo

Metamórficas

Magma

Filonianas

Volcánicas

PlutónicasGranito

Basalto

Pórfidos

Carbonatadas

Evaporiticas

OrgánicasPetróleo

Yeso

Caliza

DetríticasArcilla

Regional

Dinámico

ContactoTª

P

formada por

formadas por

por su origenson

originan

originan

por diagènesisdan

origina las

al fundirse originan

por cristalización da

sufren

Sedividen

ejemplo

ejemplo

ejemplo

ejemplo

ejemplo

ejemplo

ejemplo

puedenser

espor

domina

domina

domina

originan sufren

1. CRISTALOGRAFÍA

• DEFINICIÓN:– Ciencia que estudia los sólidos cristalinos.

• MATERIA MINERAL:– Amorfa: sin estructura interna– Cristalina: con estructura interna

1.1. ELEMENTOS DE CRISTALOGRAFÍA

CONSTITUCIÓN:• Átomos, iones o

moléculas, unidas por enlaces químicos.

¿CÓMO SE DISPONEN?• siguiendo una

geometría.• Hay una unidad que se

repite, celda elemental.

CELDA ELEMENTAL:• Poliedro que se repite

dando lugar a la estructura cristalina.

1.2. CRISTALIZACIÓN

DEFINICIONES:• CRISTALIZACIÓN:

– Proceso de ordenación de las partículas de un mineral a partir de su estado fluído.

– Resultado: formación de cristales.

• SOLIDIFICACIÓN:– Paso de un cuerpo de

líquido a sólido por variación de la temperatura y/o de la presión.

• RECRISTALIZACIÓN– Formación de una

nueva estructura cristalina por modificación de otra.

1.2. CRISTALIZACIÓN

• Puede haber 3 mecanismos:

– Solidificación o enfriamiento de un fluido.– Saturación de una solución.– Cambios químicos en un fluido o sólido.

1.3. SISTEMAS CRISTALINOS

• Son las diferentes estructuras cristalinas que pueden aparecer a partir de las distintas celdas unidad.

• Hay 7 elementales:sistemas_tab– Cúbico– Tetragonal– Hexagonal– Romboédrico– Rómbico– Monoclínico– Triclínico.bussit

TRICLÍNICO – ALBITANaAlSi3O8

MONOCLÍNICO –Yeso: CaSO4·2H2O

ORTORÓMBICO O RÓMBICO Goethita: Fe3+O(OH)

TETRAGONALCALCOPIRITA - CuFeS2

HEXAGONAL – TRIGONALCUARZO SiO2

CÚBICOGALENA - PbS

Propiedades Físicas de los Minerales

• Formas Cristalinas:

Isométrico (pirita)

Tetragonal (zircón)

Hexagonal (Berilo)

Ortorrómbico (Topacio)

Monoclínico (Yeso)

Triclínico (Microclina)

15

1.4. APLICACIONES DE LOS CRISTALES

CAMPOS DONDE SE USAN:

• INDUSTRIA:– Por la composición

química, por interés de algún componente.

• Cristales de calcopirita. ( cobre )

• Cristales de grafito ( minas de lápiz )

• JOYERÍA:– Nombre: piedras

preciosas– Se tallan y se pulen.– Esmeralda, rubí y

zafiro.

• ALIMENTACIÓN:– Cristales de sal gema.

• CONSTRUCCIÓN:– Diamante, uso

abrasivo

2. AMBIENTES PETROGÉNICOS

DEFINICIÓN:• Área de la corteza

terrestre donde se forman un tipo de rocas

CLASIFICACIÓN:• Rocas magmáticas o

ígneas:– Magma al enfriarse– Rocas endógenas

• Rocas sedimentarias:– Por depósito de

materiales procedentes de la meteorización de rocas preexistentes.

– Rocas exógenas

• Rocas metamórficas:– Transformación de rocas

sometidas a procesos de altas presiones y temperatura.

– Rocas endógenas.

• Indice de rocas ( rocks photographs ).

3. EL AMBIENTE MAGMÁTICO

¿DÓNDE?

• En zonas del interior de la Tierra donde las rocas están fundidas, magma.

¿QUÉ ES LA LAVA?

• Es el material magmático emitido a la superficie terrestre en estado fluído.

3.1 TIPOS DE MAGMASCOMPOSICIÓN:elementos geoquímicos

más los componentes minoritarios ( vapor de agua y dióxido de carbono)

47

28

8,1 5,0 3,6 2,8 2,6 2,1

0

10

20

30

40

50

(%)

OXÍGENO

SILICIO

ALUM

INIO

HIERRO

CALCIO

SODIO

POTASIO

MAGNESIO

ELEMENTOS MÁS IMPORTANTES SEGÚN PORCENTAJE EN PESO

3.1. TIPOS DE MAGMA

¿CÓMO SE FORMAN?

• ASCENSIÓN:– De materiales plásticos en fusión desde el

manto.

• ANATEXIA:– Fusión de rocas en la corteza, debido a

condiciones extremas de presión y temperatura.

3.1. TIPOS DE MAGMA

• MAGMA ÁCIDO:– Abundante sílice – Pueden formar

cadenas de tetraedros.

– Viscoso– Generado por

anatexia– Granito

• MAGMA BÁSICO:– Con poco sílice.– Sin formar cadenas.– Poco viscoso.– Generado en el

manto.( por ascensión)

– gabro( olivino, piroxeno, calcio),

– peridotita

GRANITO

Granito

GRANITO

( MUCHA SÍLICE )

GABRO ( POCA SÍLICE )

3.2 DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA

¿QUÉ ES?Términos y Definiciones:

Diferenciación: formación de magmas parciales de distintas composiciones.Fraccionamiento: separación de los minerales cristalizados del magma restante por gravitación por ejemplo.

• Es una cristalización fraccionada en función de la densidad y punto de fusión ( los más altos primero – olivino , después los más bajos – feldespatos )

• CUARZO:Cuarzo

• FELDESPATOS:feldespatos

• FELDESPATOIDES:feldespatoides

• OLIVINO:olivino

• PIROXENOS:piroxenos

• ANFÍBOLES:anfiboles

• MICAS:micas

Las rocas ígneas están formadas principalmente por 7 grupos minerales:

Cuarzo, Feldespatos, Feldespatoides, Olivino, Piroxenos, Anfíboles y Micas.

Como accesorios principales: Magnetita, Ilmenita, Titanita, Apatito, y Circón.

FASES: asociadas a un magma que se enfría y asciende a la superficie

consolidándose.• ORTOMAGMÁTICA:

– 1200ºC – 700ºC– Minerales

pirogenéticos.– Magnetita, pirita– Mag2016,pirita11

• PEGMAGMÁTICA O PNEUMATOLÍTICA:– 700ºC A 400ºC– Cuarzo,q-lechoso40– ortosaortosa9

• HIDROTERMAL:– 400ºC A 100ºC– Magma es una fase

acuosa con sustancias en disolucion y sílice

– Yacimientos:• Hipotermales, tª altas• Arsenop8, arsenopirita• Mesotermales: tª

intermedias• Calcopiritacalcop11• Epitermales: tª bajas• Oropimente,oropimente7

MAGNETITA Fe2+Fe3+2O4

PIRITA FeS2

CUARZO SiO2

ORTOSA - KAlSi3O8

ARSENOPIRITA FeAsS

CALCOPIRITA CuFeS2

OROPIMENTE As2S3

3.3. MINERALES DE ORIGEN MAGMÁTICO.

Se clasifican en función de:• Coloración:

– Minerales leucrócatos: colores blancos o claros, cuarzo.

– Minerales melanócratos: negros u oscuros.

• Composición química:– Minerales félsicos: ricos en

feldespato y sílice.– Minerales máficos: ricos en

magnesio y hierro.

• Abundancia de los minerales en la roca:– Minerales esenciales:

característicos de la roca.– Minerales accesorios:

frecuentes.– Minerales accidentales.

• Origen del mineral:– Mineral primario: se forman

durante la cristalización del magma.

– Mineral secundario. Provienen de la alteración de los minerales en la roca.

3.4. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS MAGMÁTICAS.

• Índice de color, presencia de:– Minerales félsicos o

claros.– Minerales máficos u

oscuros.• Granito – clara• Granodiorita.• Basalto o biotita.• Peridotita - oscura

• Composición química:– Ácidas: gran cantidad

de sílice.– Rocas ultrabásicas:

muy poca sílice.• Sienita – mucha sílice.• Diorita.• Gabro• Peridotita.

BASALTO – r. máfica y básica

SIENITA r. ácida - félsica

SIENITA r. ácida félsica

Diorita

Granodiorita Monzonita

Gabro

3.4. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS.

• Profundidad de cristalización:– Rocas extrusivas: cristalizan en la superficie

terrestre.– Rocas intrusivas: cristalizan en el interior de

la Tierra.• Rocas plutónicas: cristalización a profundidad

mayor de 1 km.• Rocas filonianas: cristalizan a profundidades

menores de 1 km.

TIPOS

• Plutónicas: Formadas a grandes profundidades en condiciones de alta presión y alta temperatura, con lento descenso de ésta y sin pérdida de gases magmáticos. Gabro, diorita, sienita y granito.

• Hipabisales (o filonianas): Formadas a profundidades intermedias gracias al desplazamiento parcial (sin llegar a aflorar) de masas de magma, y con enfriamiento más rápido de éste por las dimensiones limitadas de los filones en que se inyecta.ejemplos: pórfidos.

• Volcánicas (o extrusivas): Formadas por consolidación rápida del magma a nivel superficial o subsuperficial, bajo condiciones atmosféricas o cuasi-atmosféricas. Ejemplos: basalto,andesita, riolita

3.5. TEXTURA DE LAS ROCAS MAGMÁTICAS

• Textura granular:– Cristalización lenta.– Formado por cristales

homogeneos y de mismo tamaño.

– GRANITO.

• Textura porfídica:– Rocas originadas por fases

de enfriamiento lento y rápido.

– Coexisten cristales de gran tamaño ( fenocristales ) con cristales de tamaño menor.

• Textura vítrea:– Enfriamiento rapidísimo del

magma.– Incompatible con la formacion

de cristales.– OBSIDIANA

• Textura fluidal:– Cristales ordenados como

siguiendo la corriente de un río.

• Textura espumosa:– Textura muy porosa.– Son gases que quedaron

atrapados al solidificar el magma.

– PIEDRA PÓMEZ o PUMITA

ESPUMOSA

PORFÍDICA

GRANULAR

VÍTREA

FLUIDAL

4. EL AMBIENTE SEDIMENTARIO

• Se desarrollan en la zona más superficial de la corteza terrestre.

• Las rocas sedimentarias proceden de rocas preexistentes erosionadas por los agentes geológicos externos.

• Los materiales o detritos producidos por la erosión son depositados en el fondo del mar, lagos, ríos o en la superficie terrestre.

• Forman rocas compactas: litificación.• Se disponen en capas, denominado ese

proceso: estratificación.

4. EL AMBIENTE SEDIMENTARIO

DEFINICIÓN: Extensiones de la superficie terrestre aptas para detener el transporte de partículas, permitir la sedimentación y dar lugar al origen de las rocas.

• Tres tipos:– Continentales.– Mixtos– Marinos.

Ambientes de sedimentación continentales

• Desértico.– Viento es el que transporta las

partículas.– Depósito son las dunas

formadas por arena.– Estratificación cruzada.

• Lagunar:– Orillas: arenas y gravas forman

playas.– Fondo: sedimentos finos como

arenas, limos y arcillas con calizas.

• Pantanoso:– Limos, arcillas, sales y gran

cantidad de vegetales muertos.– Lugar apropiado para formar la

turba.

• Fluvial:– Cantos, gravas, arenas y

limos, arrastrados por los ríos y depositados a lo largo de su cauce.

• Cárstico:– Ambiente de las aguas

subterráneas.– El carbonato de calcio

rellena grietas.• Glaciar:

– Sedimentos detríticos desordenados y sin formar estratos.

AMBIENTES DE SEDIMENTACIÓN MIXTOS• Mareal o litoral:

– Zona entre bajamar y pleamar.

– Cantos, arenas, conchas, limos, arcillas.

– Albufera:• Albufera:

– Sedimentación marina que separa la laguna del mar.

– Importante precipitación de sales y sedimentación de organismos muertos por la hipersalinidad.

• Estuario:– Mareas invierten el sentido

de la corriente.– Se originan en el fondo del

río unas barras separadas por canales.

• Deltaico:– Mezcla de ambiente fluvial

y mareal.– Pueden derivar en

ambientes pantanosos y lacustres.

– ´depósitos marinos, fluviales y eólicos mezclados.

– Gravillas arenas, limos y arcillas.

AMBIENTES DE SEDIMENTACION MARINOS

NERÍTICO.• Bajamar – plataforma

continental. ( 180 m de profundidad )

• Arenas, arcillas y restos orgánicos calcáreos.

• Se depositan de más gruesos a más finos.

BATIAL:• Talud continental ( 180 –

1800 m )• Depósitos son arenas

finas, lodos y organismos del plancton.

• Sedimentación lenta.ABISAL:• 1800 m – fosas marinas.• Restos de organismos

silíceos.

Ambiente marino

4.2. LITIFICACIÓN

DEFINICIÓN:Litificación es el conjunto de

transformaciones que experimentan los materiales sueltos hasta formar roca compacta.

PASOS:• Compactación:

– Expulsión del agua contenida debido a presión de capas superiores.

• Cementación.– Unión de partículas por

precipitación de sustancias al reducir el agua.

• Diagénesis:– Cambio estructural y

químico de las partículas al variar la Pr y Tª.

CONGLOMERADO

ARENISCAS

LIMOLITA

PELITA

4.3. CLASIFICACIÓN DE R. SEDIMENTARIAS

R.ORIGEN DETRÍTICO:• Se forman por meteorización,

erosión,transporte, sedimentación y litificación de rocas preexistentes.

• Los componentes se denominan CLASTOS.• Conglomerado, brecha, arenisca, …

R. ORIGEN NO DETRÍTICO: • Sedimentos químicos o por restos de seres

vivos.

BRECHA

CONGLOMERADO

CALCARENITA% carbonato < 50%

ARENISCA ( no carbonato )

CUARZOARENISCA

ARENISCA MICÁCEA

MARGA CALIZA - PELITAS

MARGA SILÍCEA - PELITAS

ROCAS NO DETRÍTICAS

• ROCAS DE ORIGEN FÍSICO-QUÍMICO:– EVAPORITAS: por precipitación de materiales disueltos en agua

( saladas, marinas o continentales ) cuando esta se evapora.• Yeso y sal gema.

– ROCAS CARBONATADAS: formadas por calcita o dolomita.• Origen químico: precipitación de carbonatos. Por ejemplo en

cuevas que atraviesan zonas calcáreas.– Travertinos ( estalagmitas…)

• Origen orgánico: acumulación de esqueletos o actividad de seres vivos.

– Lumaquelas: con restos de conchas.

• ROCAS DE ORIGEN ORGÁNICO:– SILÍCEAS: fangos con restos de esqueletos silíceos

• Diatomitas ( restos de algas ), espongiolitas ( restos de esponjas silíceas )

– ORGANÓGENAS: restos de seres vivos muy transformados.• Carbón: turba, lignito, hulla y antracita.• petróleo

• NO DETRÍTICASLecciones Hipertextuales de Mineralogia y Petrologia. Manual. Capítulo III: Petrografía. Rocas Sedimentarias.

• Rocas carbonatadas de origen químico

CALIZA OOLÍTICA

CALIZA PISOLÍTICA

TRAVERTINO

ESTALACTITA

TOBA

CALIZA COMÚN

CALIZA BITUMINOSA

CALIZA ESPASTICA

DOLOMITA ( carbonato cálcico y mg)

CARBONATADAS O.ORGÁNICO

LUMAQUELA

EVAPORÍTICAS

• Sal, Silvina, Carnalita, Calcedonia, Ópalo y, sobre todo, Yeso y Anhidrita

HALITA

ANHIDRITA – Ca SO4

Yeso - Ca SO4.2H2O

Rocas ORGANÓGENAS - ANTRACITA

HULLA

LIGNITO

TURBA

SILÍCEAS

5. EL AMBIENTE METAMÓRFICO

DEFINICIÓN:Conjunto de transformaciones sufridas por una

roca preexistente debido a variaciones en las condiciones físico-químicas de formación principalmente presión y temperatura.

TIPOS DE TRANSFORMACIONES:• Metamorfismo isoquímico: no hay cambio en la

composición global de la roca.• Metamorfismo metasomatismo: si hay cambio

químico,.

5.1. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL METAMORFISMO

TEMPERATURA:Aumenta por:• 10ºC/km de profundidad• Al ascender el magma• Fricciones de fallas o placas

tectónicasEfectos:• Se producen r. químicas• Más movilidad interna de las

partículas.

PRESIÓN:Causas de su aumento:• Presión litostática: realizada

por el peso de la columna de materiales sobre un punto.

• Fuerzas orogénicas• Gases que desprenden las

masas magmáticas.Efectos:• Estructuras aplanadas.• Nuevas ordenaciones en las

redes cristalinas y nuevos minerales.

5.1. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL METAMORFISMO

METASOMATISMO:

¿QUÉ ES?• Cuando una roca entra en

contacto con sustancias químicas nuevas de su entorno.

Efectos:• Se producen r. químicas que

dan lugar a nuevos minerales con estructuras originales.

TIEMPO• Mucha presión y poco tiempo

– Se transforma la textura pero no los minerales.

• Poca presión y mucho tiempo– Modificación de redes cristalinas– Se generarán nuevas especies

minerales.

5.4.TEXTURA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS

FACTORES:• Las rocas

metamórficas crecen en un entorno sólido y no líquido como las magmáticas.

• Se desarrollan sometidos a elevadas presiones.

TEXTURAS:• Granoblástica:

– Granos de igual dimensión,cuarcita, mármol.

• Porfiroblástica:– Granos minerales bien

desarrollados dentro de una matriz fina,gneis

• Poiquiloblástica:– Caso anterior pero con

inclusiones de uno o varios minerales.

GRANOBLÁSTICA - CUARCITA

PIZARRA

GNEIS - PORFIROBLÁSTICA

ESQUISTO

CUARCITA – GRANOBLÁSTICA

MÁRMOL - GRANOBLÁSTICA

ACTIVIDADES

• Actividad nº 10Tamaño del sedimento - Tipo de sedimento - Roca detrítica

• Elige cuál de las siguientes características corresponden a Rocas volcánicas y cual a rocas plutónicas:

• De las 10 rocas de la actividad Nº 13, sabrías cuáles son las magmáticas y cuales las metamórficas:

• Sitúa al lado de cada mineral o roca su utilidad:

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