Unidad Nro2

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1 UNIDAD Nro. 02: EQUILIBRIO DE MINERALES 1.0.-Introducción Casi toda la tierra, con excepción parcial del núcleo, es sólida. Ello significa que los átomos de los distintos elementos están ordenados regularmente según las leyes de la simetría cristalina y ligados por fuerzas de valor definido; en otras palabras, la tierra es, en su mayor parte, cristalina. Las características del ordenamiento y de las ligaduras atómicas están determinadas por un conjunto de factores relacionados entre sí, entre los cuales predominan el tamaño de los átomos e iones, la configuración orbital de los electrones y la carga eléctrica. De estos factores dependen la distribución geométrica de los átomos y la magnitud de las fuerzas que los mantienen unidos. 2.0.-Cristaloquímica Es la ciencia que se ocupa del estudio de las relaciones entre la composición química, estructura interna y las propiedades físicas en las sustancias cristalinas. La unidad básica de la geoquímica y de todas las estructuras de los cristales son los elementos, Bajo la forma de átomos o, con más frecuencia. Bajo la forma de partículas cargadas de electricidad o iones. Los conceptos geoquímicos tienen un gran significado cuando indican las relaciones entre átomos, iones y redes cristalinas, tales relaciones pertenecen al campo de la Química, pero debido a su importancia se revisarán los principales conceptos. El átomo es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. El núcleo está formado por protones y neutrones. Los electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética. Elemento químico: Es la sustancia química simple en cuya composición sólo existen átomos con el mismo número atómico.

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geoquimica

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    UNIDAD Nro. 02: EQUILIBRIO DE MINERALES

    1.0.-Introduccin

    Casi toda la tierra, con excepcin parcial del ncleo, es slida. Ello significa que los tomos

    de los distintos elementos estn ordenados regularmente segn las leyes de la simetra

    cristalina y ligados por fuerzas de valor definido; en otras palabras, la tierra es, en su

    mayor parte, cristalina. Las caractersticas del ordenamiento y de las ligaduras atmicas

    estn determinadas por un conjunto de factores relacionados entre s, entre los cuales

    predominan el tamao de los tomos e iones, la configuracin orbital de los electrones y la

    carga elctrica. De estos factores dependen la distribucin geomtrica de los tomos y la

    magnitud de las fuerzas que los mantienen unidos.

    2.0.-Cristaloqumica

    Es la ciencia que se ocupa del estudio de las relaciones entre la composicin qumica,

    estructura interna y las propiedades fsicas en las sustancias cristalinas.

    La unidad bsica de la geoqumica y de todas las estructuras de los cristales son los

    elementos,

    Bajo la forma de tomos o, con ms frecuencia.

    Bajo la forma de partculas cargadas de electricidad o iones.

    Los conceptos geoqumicos tienen un gran significado cuando indican las relaciones entre

    tomos, iones y redes cristalinas, tales relaciones pertenecen al campo de la Qumica, pero

    debido a su importancia se revisarn los principales conceptos.

    El tomo es la unidad de materia ms pequea de un elemento qumico que mantiene sus

    propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos qumicos. Est compuesto por

    un ncleo atmico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de

    electrones. El ncleo est formado por protones y neutrones. Los electrones, cargados

    negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagntica.

    Elemento qumico: Es la sustancia qumica simple en cuya composicin slo existen

    tomos con el mismo nmero atmico.

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    Ncleo: Su tamao es aproximadamente 10000 veces ms pequeo que el tomo total, en el

    ncleo se hallan los protones y los neutrones a los cuales se les llama nuclolos.

    Protones (p+): Son partculas elementales de carga positiva.

    Neutrones (n): Son partculas elementales sin carga elctrica, su carga es ligeramente

    mayor que la del protn.

    Nmero atmico (Z): Se define como el nmero de protones que posee un tomo, si este

    es neutro tambin resulta igual al nmero de electrones. Z=N protones.

    Nmero de masa (A): Es igual a la suma de los protones y neutrones de un tomo, si este

    es neutro tambin resulta igual a la suma de electrones y neutrones. A= Nro. Protones + N

    Neutrones.

    Peso atmico: Es el promedio de los nmeros de masa (A) de todos los istopos de un

    mismo elemento.

    Istopos: Son tomos de un mismo elemento, cuyos ncleos tiene una cantidad diferente

    de neutrones y por lo tanto, difieren en su nmero de masa. La mayora de los elementos

    qumicos tienen ms de un istopo.

    Ejemplo: Istopo del hidrgeno

    Isbaros: Son tomos de diferentes elementos qumicos, pero con igual nmero de masa.

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    Istonos: Son tomos de diferentes elementos qumicos, pero de igual nmero de neutrones

    Recordando: A=Nro. Protones +Nro. Neutrones,

    Entonces: Nro. Neutrones: A-Z

    Nube electrnica: Es la regin de espacio exterior al ncleo atmico donde se hallan los

    electrones en movimiento, se divide en: niveles de energa o capas, subniveles o subcapas y

    orbitales.

    Electrones (e-): Son partculas elementales de carga negativa que se halla en rpido

    movimiento en la nube electrnica, su masa resulta 1/1836 la masa del protn.

    Catin: Es un tomo que ha perdido uno o ms electrones de su rbita externa y adquiere

    as una carga positiva.

    Anin: Es un tomo que ha ganado electrones y por tanto adquiere carga negativa.

    In: tomo o grupo de tomos con una carga elctrica, positiva o negativa.

    Electronegatividad: Medida de la tendencia del tomo a ganar electrones.

    Distribucin de los e- en la envoltura atmica: Todos los e

    - poseen la misma carga y la

    misma masa, pero no poseen la misma energa, razn por la cual los electrones se ubican en

    capas o niveles de energa.

    Nivel de energa (n): Es la regin en la nube electrnica donde se hallan electrones con

    similar valor de

    energa.

    Designacin:

    Sub nivel de energa (l): En un mismo nivel existen electrones que se diferencian

    ligeramente en su valor de energa, de ah que en un nivel se halle constituido por uno o

    ms subniveles.

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    Designacin:

    Radio atmico y inico

    El tomo es la unidad bsica de toda estructura cristalina y se le puede considerar como

    formado por una esfera cuyo radio efectivo es del orden de 1 Angstrom (1=10-8

    cm) que se

    puede medir con precisin y que depende no solamente de la naturaleza del elemento sino

    tambin de su estado de ionizacin y de su enlace interatmico.

    El radio atmico se puede definir como la mitad de la distancia entre los centros de dos

    tomos de un mismo elemento.

    El radio inico es definido como la distancia entre los centros de un catin y un anin. Por

    ejemplo, el radio del tomo de sodio metlico es de 1.86 , pero el radio del ion de sodio

    en la halita (sal comn) es de 0.97 .

    El radio de un ion no es constante y vara con la carga, puesto que depende de su estructura

    atmica, asimismo est en relacin con la posicin que ocupa el elemento en la Tabla

    Peridica.

    2.1.-Estructuras cristalinas

    Una estructura cristalina es la disposicin peridica y ordenada en el espacio de tres

    dimensiones de los constituyentes de la materia (iones, tomos, molculas o conjuntos de

    ellos).

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    Proporciona informacin sobre la localizacin de todos los tomos, las posiciones y tipos

    de enlace, simetra y contenido qumico de la celda elemental. Su conocimiento es muy

    importante para:

    Interpretar fielmente los datos de composicin qumica y propiedades

    fisicoqumicas de los minerales.

    Predecir y sintetizar cristales que tienen propiedades especficas.

    Analizar las condiciones de formacin y transformacin de los minerales en

    distintos entornos.

    2.2.-Enlace en las estructuras cristalinas

    Enlace qumico:

    Se denomina enlace qumico a las fuerzas de uniones entre tomos que surgen al ceder,

    tomar o compartir electrones entre s con el fin de lograr la estructura ms estable.

    Enlace inico (metal con no metal)

    Los iones de carga opuesta pueden ligarse entre s por la fuerza electrosttica de sus cargas.

    Se origina entre elementos metlicos y no metlicos de diferente electronegatividad, donde

    el tomo menos electronegativo cede uno o ms electrones al tomo mayor electronegativo,

    formando iones positivos y negativos.

    Ocurre frecuentemente sobre el 80% de todos los minerales como como la halita (NaCl),

    silvita (KCl), AgCl,etc.

    Los cristales inicos se caracterizan, en trminos generales por:

    dureza y peso especfico moderados,

    puntos de fusin y de ebullicin elevados,

    baja conductividad elctrica y trmica en estado slido.

    Alta conductibilidad en estado de fusin y de solucin.

    Fcil solubilidad en disolventes polares como el agua

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    Enlace Covalente (no metal con no metal)

    Este tipo de enlace se da cuando se unen tomos que tienen tendencia a ganar electrones,

    normalmente se dan entre elementos no metlicos, pero estos en vez de ceder electrones

    como en el enlace inico, los electrones los comparten, para llenar su arreglo atmico en su

    ltima capa, a este tipo de enlace se le llama covalente. Los electrones ms externos son

    compartidos por tomos vecinos.

    El enlace covalente posee gran energa y es difcil de romper los cristales formados por

    molculas unidas internamente por covalencia, son extraordinariamente duros e insolubles

    como el diamante, el carburo de silicio y otros.

    Los cristales covalentes se caracterizan, en trminos generales, por:

    No son buenos conductores de la electricidad tanto en el estado slido como en

    solucin

    no formar iones en disolucin

    bajos puntos de fusin y de ebullicin

    Enlace Metlico

    El enlace metlico es caracterstico de metales, aleaciones, aceros o uniones entre

    metales. Dentro del enlace metlico el arreglo que forman los tomos es el de una red

    cristalina compacta, en este arreglo, los tomos nunca estn ligados a los otros, las fuerzas

    que los mantienen unidos son de tipo elctrico por la cantidad de electrones que existen a su

    alrededor. Aparece slo en los elementos (oro, plata, etc.).

    Los cristales metlicos se caracterizan por:

    conductibilidad elctrica

    brillo o lustre

    Ductibilidad, maleabilidad, tenacidad, fragilidad

    Enlaces mixtos

    Los cristales donde intervienen un tipo nico de ligaduras se denominan homodsmicos o

    isodsmicos (halita, diamante) y heterodsmicos o anisodsmicos son los que tienen ms de

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    un tipo de ligadura, esto ocurre en los carbonatos, sulfatos, donde los cationes C (no metal)

    y S (no metal) se unen en covalencia con el oxgeno (no metal) para formar un grupo

    molecular (aniones CO32-

    , SO42-

    ) que se ligan inicamente a otro catin ( Ca2+

    , Na2+

    ,etc.).

    La unin Si-O (no metal-no metal) con los cationes en los silicatos, es por ejemplo, un

    enlace mixto (covalente e inico).

    SiO4-4

    + Al, Fe, Ca, Na, K, Mg

    (anin silicato) (cationes)

    3.0.-Tabla peridica

    La tabla peridica actual es un sistema donde se clasifican los elementos conocidos hasta la

    fecha. Se colocan de izquierda a derecha y de arriba a abajo en orden creciente de sus

    nmeros atmicos. Los elementos estn ordenados en siete hileras horizontales llamadas

    periodos, y en 18 columnas verticales llamadas grupos o familias.

    Descripcin de la Tabla peridica:

    1. Los elementos se hallan ubicados en orden creciente a su nmero atmico.

    2. Existen columnas verticales o grupos (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII), cada grupo se

    halla formado por dos subgrupos, tal que estos contienen elementos con propiedades

    similares.

    Grupo 1 (I A): los metales

    alcalinos

    Grupo 2 (II A): los metales

    alcalinotrreos.

    Grupo 3 (III B): familia

    del Escandio (tierras raras

    y actinidos).

    Grupo 4 (IV B): familia

    del Titanio.

    Grupo 5 (V B): familia del

    Vanadio.

    Grupo 6 (VI B): familia

    del Cromo.

    Grupo 7 (VII B):

    familia del

    Manganeso.

    Grupo 8 (VIII B):

    familia del Hierro.

    Grupo 9 (VIII B):

    familia del Cobalto.

    Grupo 10 (VIII B):

    familia del Nquel.

    Grupo 11 (I B):

    familia del Cobre.

    Grupo 12 (II B):

    familia del Zinc.

    Grupo 13 (III A): los

    trreos.

    Grupo 14 (IV A): los

    carbonoideos.

    Grupo 15 (V A): los

    nitrogenoideos .

    Grupo 16 (VI A): los

    calcgenos o

    anfgenos .

    Grupo 17 (VII A): los

    halgenos.

    Grupo 18 (VIII A):

    los gases nobles.

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    3. Existen siete filas horizontales o periodos.

    Perodo 1

    Perodo 2

    Perodo 3

    Perodo 4

    Perodo 5

    Perodo 6

    Perodo 7

    4. Entre las propiedades atmicas ms importantes, que varan sistemticamente en la

    tabla tenemos:

    Electronegatividad (EN): Capacidad que tienen los tomos para atraer electrones,

    en la tabla vara de 0.7 a 4.0 aumenta hacia la derecha y hacia arriba, disminuye

    hacia la izquierda y hacia abajo.

    Energa de ionizacin o potencial de ionizacin (EI): es la energa mnima

    necesaria que al entregarse a un tomo que se encuentra en su estado basal, este

    logra perder un electrn que se encontraba en el ms alto estado energtico. En la

    tabla aumenta hacia la derecha y hacia arriba, disminuye hacia la izquierda y hacia

    abajo.

    Radio atmico (RA): Es la distancia entre el ncleo y el lmite efectivo de la nube

    electrnica. En la tabla aumenta hacia abajo en cada grupo y disminuye hacia la

    derecha en cada periodo.

    5. Se han clasificado los elementos segn sus propiedades ms generales, lo que

    resulta fcil ubicar en la tabla.

    Fsicas:

    - Los metales a condiciones ambiente se presentan al estado slido,

    exceptuados: mercurio, galio, cesio y francio que son lquidos.

    - Los no metales pueden ser slidos (carbono), lquidos (bromo) o gases

    (oxgeno)

    - Los metales presentan un brillo caracterstico y son opacos.

    - Los no metales no tiene brillo y por lo general son transparentes.

    - Los metales son buenos conductores de calor y la corriente elctrica

    - Los no metales en cambio son malos conductores.

    - Los metales son maleables y dctiles.

    - Los no metales al estado slido son quebradizos (azufre).

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    Qumicas:

    - Los metales tienen pocos electrones de valencia.

    - Los no metales tiene muchos electrones de valencia.

    - Los metales tienen baja electronegatividad.

    - Los no metales tienen alta electronegatividad.

    - Los tomos metlicos al formar enlace por lo general pierden electrones.

    - Los tomos no metlicos al formar enlace por lo general ganan electrones.

    - Los tomos metlicos se hallan unidos por un tipo especial de enlace

    llamado enlace metlico.

    - Los tomos de los no metales se hallan unidos por enlace covalente.

    4.0.- Polimorfismo

    Una sustancia qumica puede cristalizar en distintas estructuras cristalinas segn cuales

    sean las condiciones de cristalizacin. La estructura depende sobre todo de la presin y de

    la temperatura, aunque puede influir en ella, adems, la presencia de otros compuestos o

    elementos qumicos.

    En la naturaleza existen dos compuestos estables que tienen el mismo porcentaje de calcio

    y carbonato en el anlisis. Estos compuestos, los minerales de calcita y aragonito, no

    pueden distinguirse por medios qumicos, pero difieren en casi todas las propiedades. La

    calcita es escalenoedrica hexagonal, el aragonito es ortorrmbico. La calcita tiene

    exfoliacin rombodrica perfecta, el aragonito la tiene prismtica y pinacoidal. Los

    minerales se diferencian ligeramente en su peso especfico y dureza y, lo que es ms

    definitivo para alejar cualquier idea de su identidad, los diagramas de difraccin de los

    rayos X son totalmente diferentes.

    Otros ejemplos de esta ambigedad son: la pirita y la marcasita, que comparten la

    composicin FeS2, el grafito y el diamante; ambos carbono elemental simple, y el sistema

    slice, que incluye no menos de ocho sustancias fsicas diferentes cristalogrficamente y

    que todas responden a la frmula SiO2.

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    5.0.- Clasificacin geoqumica de los elementos

    V.M. Goldschmidt dedic su carrera en geoqumica al estudio de la distribucin de los

    elementos en la Tierra, as como al intento de formular una serie de leyes mediante las

    cuales la distribucin de los elementos en la Tierra pudiera ser explicada.

    El planteamiento que hizo Goldschmidt sobre el problema de la distribucin de elementos,

    se bas en la idea de que la distribucin primaria o inicial de los elementos en nuestro

    planeta, probablemente tuvo lugar durante o poco tiempo despus del tiempo de formacin

    de la Tierra Primitiva.

    En su historia ms temprana, la Tierra estuvo fundida y basndose en la composicin de

    meteoritos, que pueden ser divididos en tres grupos mayores, de hierro--nquel, de troilita

    (FeS) y de silicatos, Goldschmidt dedujo que el enfriamiento del planeta tuvo lugar en tres

    fases separadas:

    Una fase de metales.

    Una fase de sulfuros.

    Una fase de silicatos.

    Los resultados de sus estudios mostraron que la distribucin de elementos en los

    meteoritos, en productos de fundicin, en rocas naturales, en depsitos de sulfuros y en el

    tan raro hierro nativo terrestre, concordaban todos razonablemente bien, y concluy que los

    elementos pueden ser clasificados en funcin de su afinidad geoqumica:

    1. Siderfilos: con afinidad por el hierro; concentrados en el ncleo de la tierra.

    Sustancia

    qumica Mineral Sistema cristalino Dureza

    Peso

    especfico

    C Diamante

    grafito

    Isomtrico

    Hexagonal

    10

    1

    3,51

    2,23

    S2Fe Pirita

    Marcasita

    Isomtrico

    Ortorrmbico

    6

    6

    5,02

    4,85

    CaCO3 Calcita

    aragonito

    Rombodrico/hexagonal

    ortorrmbico

    3

    3,5

    2,72

    2,95

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    2. Calcfilos: con afinidad al azufre; concentrados en sulfuros, concentrados en el Manto Terrestre.

    3. Litfilos: con afinidad por los silicatos; concentrados en la Corteza Terrestre.

    4. Atmfilos: como gases en la atmsfera.

    Clasificacin geoqumica de los elementos (Goldschmidt, 1925).

    6.0.-Estructura geoqumica de la tierra

    Conocer el interior de la Tierra, su estructura y su composicin, no es una tarea fcil. Los

    mtodos directos (perforaciones, calicatas, minas subterrneas, vulcanismo y meteoritos)

    solo permiten conocer una mnima parte de nuestro planeta: Unos 15 Km de los 6370 Km

    que hay hasta el centro de la Tierra. Los mtodos que mejores resultados han dado son los

    indirectos, y entre ellos destaca el mtodo ssmico.

    El mtodo ssmico estudia la propagacin en el terreno de ondas ssmicas producidas

    artificialmente, estableciendo su relacin con la configuracin geolgica del subsuelo. La

    velocidad de propagacin depende bsicamente de las constantes elsticas y de la densidad

    del medio.

    Los contactos entre los cuerpos geolgicos con diferente velocidad de transmisin de las

    ondas ssmicas definen superficies de separacin en las que las ondas sufren refraccin,

    reflexin o difraccin.

    Ondas ssmicas

    Las ondas P y S se propagan por el interior terrestre y aportan la mayor parte de los datos

    que se utilizan para conocer la estructura interna de la Tierra. El movimiento ssmico se

    propaga mediante ondas elsticas, a partir del hipocentro.

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    Ondas longitudinales, primarias o P: Tipos de onda ce cuerpo (ondas internas) que se

    propagan a una velocidad de entre 8 y 13km/seg. Y en el mismo sentido que la vibracin

    de las partculas. Circulan por el interior de la tierra, atravesando tanto lquidos como

    slidos.

    Ondas transversales, secundarias o S: Son ondas ms lentas que las anteriores (entre 4 y 8

    km/seg) y que se propagan perpendicularmente en el sentido de vibracin de las partculas.

    Atraviesan nicamente los slidos.

    Ondas superficiales: Son las ms lentas de todas (3.5km/seg) y son producto de la

    interaccin entre las ondas P y S a lo largo de la superficie de la tierra. Son las que

    producen ms daos se propagan a partir del epicentro y son similares a las ondas que se

    forman sobre la superficie del mar.

    Estructura interna de la tierra

    Las ideas actuales sobre la composicin y distribucin de los materiales de la tierra han

    sido establecidas como resultado de las investigaciones geolgicas y geofsicas llevadas a

    cabo. Estas investigaciones demuestran que:

    1) El interior de la tierra est formado probablemente por las mismas sustancias que

    constituyen los meteoritos, o sea una fase metlica de hierro y una fase silictica, y

    posiblemente tambin una pequea proporcin de sulfuro de hierro. Estas fases

    estn distribuidas en tres capas principales: ncleo, manto y corteza.

    2) La fase metlica forma el ncleo, cuyo dimetro es de 3470 km y que est separado

    del manto, o fase silictica, por una discontinuidad de primer orden (as llamada

    porque en ella tiene lugar un salto pronunciado de la velocidad de las ondas

    ssmicas longitudinales P, de 13,7 a 8.0 km/seg). Los sulfuros no ocupan una zona

    definida, sino que estn diseminados probablemente a ambos lados de la

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    discontinuidad. El material del ncleo se halla en estado de fusin, al menos en su

    zona externa, segn se infiere del hecho que no puede transmitir las ondas

    transversales S. a 1300 km del centro hay un salto de las velocidades que se puede

    interpretar como un paso a la fase slida, aunque en tales condiciones de presin y

    temperatura la diferencia entre los estados slido y lquido es difcil de discernir.

    3) El manto es material slido formado predominantemente por silicatos de magnesio

    y hierro, y se extiende desde la base de la corteza hasta 2900 km. A 1000 km hay

    una discontinuidad de segundo orden caracterizada por un cambio en la relacin de

    dv/dx o derivada de la velocidad de las ondas respecto a la profundidad. Esta

    discontinuidad separa el manto superior del manto inferior.

    4) La corteza es muy delgada y est separada del manto por la discontinuidad de

    Mohorovicic, cuya profundidad es de 30 km debajo de los continentes, 5 a 10 km

    debajo de los fondos ocenicos y hasta 60 km debajo de las cadenas montaosas

    recientes (Andes, Alpes, Sierra Nevada). Esta discontinuidad corresponde a un

    salto de velocidad de las ondas longitudinales de 6,5 a 7,0 a 8,0 km/seg, o sea que

    tiene carcter de primer orden. La corteza consiste en su parte inferior de silicatos

    del mismo tipo que predominan en los meteoritos ptreos (olivinos y piroxenos) y

    una zona superior de composicin grantica (feldespatos, cuarzo, micas, etc). Esta

    zona superior falta en las reas ocenicas. Por ltimo, una pelcula de material

    sedimentario cubre la mayor parte de la superficie terrestre.

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    7.0.- Distribucin de los elementos en la corteza terrestre

    La corteza es la capa ms externa y delgada que consiste en una zona superior de

    composicin grantica con predominio de silicatos alumnicos o Sial y en su parte inferior

    de silicatos ptreos con predominancia de magnesio de all el nombre de Sima o basltica;

    ambas subcapas se encuentran separadas por la discontinuidad de Conrad.

    La corteza est separada del manto por la discontinuidad de Mohorovicich, cuya

    profundidad promedio es de 30 km debajo de los continentes, y hasta 60 km debajo de las

    cadenas montaosas recientes y de 5 a 10 km debajo de los fondos ocenicos

    Nuestro conocimiento de la composicin qumica de la corteza viene del estudio de rocas y

    de las evidencias geofsicas en la estructura de la corteza, llegan a concluir que no es

    homognea vertical ni lateralmente.

    Composicin Qumica

    La composicin qumica promedio de la corteza, dada por Ronov et al., 1969, (Tabla 2.1)

    muestra efectivamente la importancia del O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, que forman

    aproximadamente el 99% del total.

    Es necesario insistir en la importancia del oxgeno, que es el elemento dominante de la

    corteza consistiendo en cerca del 47% del peso y 93% del volumen; el otro elemento mayor

    es el silicio, el cual llega cerca del 28% del peso, pero menor del l% del volumen debido al

    tamao pequeo del tomo del silicio.

    Se han considerado solamente los elementos mayoritarios que son los que se determinan

    comnmente en los anlisis de las rocas, y se han omitido los otros elementos que son poco

    abundantes pero que entran en la estructura de los silicatos, y entre ellos los feldespatos

    plagioclasas juegan un papel importante. En lneas generales, la corteza terrestre est

    formada por completo de compuestos oxigenados, en especial de silicatos de aluminio,

    calcio, magnesio, sodio, potasio y hierro.

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    Tabla 2.1.-Distribucin de los constituyentes mayoritarios en la corteza.

    Siguiendo a Vernadsky (1924) que denomina Clarke de concentracin al porcentaje de

    un elemento en la corteza, se constat un hecho sorprendente en lo que se refiere a los

    elementos poco abundantes. Los metales usuales cuyos yacimientos son conocidos estn,

    en efecto, menos repartidos que los elementos poco comunes tales como las tierras raras.

    Este hecho significa que ciertos elementos se hallan dispersos en minerales y rocas y se

    encuentran raramente concentrados, mientras que los metales estn concentrados pero no

    dispersos en las rocas.

    La abundancia de los elementos de la corteza terrestre se dan en funcin de su porcentaje,

    dado en micrn/gramo o como unidad de concentracin en ppm (partes por milln).

    Los elementos en la corteza terrestre se pueden clasificar de acuerdo a su porcentaje

    ponderal (Tabla 2.2), en tres grupos, en esta zona se encuentran los 80 elementos.

    El Grupo I comprende 12 elementos cuyos contenidos sobrepasan los 1000 ppm o

    micrn/gramo y representan el 99,39% de la composicin media de la corteza terrestre.

    El Grupo II engloba 46 elementos de composicin entre 1 a 1000 ppm y representan el

    0,37%.

    El Grupo III comprende los 22 elementos restantes cuyos contenidos son inferiores a 1

    ppm. y representan el 0,0004%.

  • 16

    Los dos ltimos grupos son los que encierran a los elementos traza de las rocas, entre los

    cuales an es posible distinguir: los elementos menores, elementos dispersos y elementos

    raros.

    a) Los elementos menores, cuyo contenido en las rocas es apreciable, forman normalmente minerales aislados (Zr, Ti, Cr, Ba...)

    b) Los elementos dispersos, cuyo contenido es bastante significativo pero que no se encuentran jams expresados como minerales (Rb, Ga, Hf...).

    c) Los elementos raros, se encuentran en cantidades nfimas en sustitucin isomorfa en los minerales y en las rocas, pero que slo raramente estn expresados como

    minerales (Tb, Lu, Y, Bi...).

    Tabla Nro. 2.2: Abundancia de los elementos en la corteza terrestre.

  • 17

    La tabla 2.2 muestra que muchos elementos muy importantes econmicamente son bastante

    raros, por ejemplo, el cobre es menos abundante que el zirconio, el vanadio es ms

    abundante que el estao, el nquel es menor que el rubidio, etc.

    Es evidente que se debe establecer una distincin entre la abundancia de un elemento y su

    geodisponibilidad.

    La geodisponibilidad o explotabilidad de un elemento depende en gran medida de su

    capacidad para formar minerales en los cuales sea el constituyente mayoritario. Los

    elementos inexplotables son aquellos que no forman minerales por s mismos, pero se

    presentan en cantidades menores al 1% en minerales de otros elementos, como los casos del

    indio, rubidio, galio, hafnio, renio, etc.

    La tabla Nro. 2.3 muestra la variabilidad de los elementos mayores (xidos) de las rocas

    gneas, calculadas por diversos autores.

    Tabla Nro. 2.3 Composicin de rocas gneas en % de masa

    Ultrabsica bsica intermedia cida

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

    SiO2 43.80 43.60 48.40 49.00 50.00 54.60 58.50 57.00 68.90 70.10 71.00

    TiO2 1.70 0.72 1.80 1.29 1.29 1.50 0.76 0.79 0.50 0.39 0.34

    Al2O3 6.10 4.72 15.50 16.20 16.50 16.40 16.80 17.50 14.50 14.50 14.30

    Fe2O3 4.50 4.62 2.80 5.00 4.22 3.30 3.08 3.72 1.70 1.57 1.54

    FeO 8.70 8.01 8.10 6.30 6.80 5.22 3.67 3.31 2.20 1.78 1.85

    MnO 0.18 0.14 0.17 0.28 0.23 0.15 0.14 0.17 0.07 0.12 0.05

    MgO 22.50 24.80 8.60 6.62 6.30 3.80 3.22 3.64 1.10 0.88 0.74

    CaO 10.00 12.20 10.70 9.10 9.75 6.50 6.01 6.70 2.60 1.99 1.82

    Na2O 0.80 0.73 2.30 3.02 2.78 4.20 3.56 3.62 3.90 3.48 3.62

    K2O 0.70 0.38 0.70 1.41 1.24 3.20 2.06 2.01 3.80 4.11 4.02

    H2O 0.60 0.00 0.70 1.58 1.17 0.70 1.26 0.83 0.60 0.84 0.75

    P2O5 0.30 0.21 0.27 0.44 0.36 0.42 0.26 0.25 0.16 0.19 0.14

    Esta tabla muestra la abundancia de ciertos elementos en las rocas ultrabsicas como Ti, Fe,

    Mn,Mg, Ca, P, as como una abundancia de Si,Na,K y Al en las rocas cidas.