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TEMA 3:

MINERALES Y ROCAS

1. LOS MINERALES DEFINICIÓN: Un mineral es un sólido natural, inorgánico y homogéneo, con una composición química definida, una disposición atómica ordenada (estructura cristalina) y unas propiedades físicas características.

1.1. ESTRUCTURA CRISTALINA.

Todos los minerales son sólidos cristalinos, es decir, presentan una ordenación interna de átomos, iones o moléculas, que forman redes cristalinas.

Cuando las condiciones de cristalización son óptimas (composición química adecuada, condiciones físicas idóneas, espacio y tiempo) se forman cristales delimitados por caras geométricas definidas.

ELEMENTOS DE SIMETRÍA

Eje de simetría: línea imaginaria, alrededor de la cual se puede girar y se repite la estructura.

Binarios (180º)

Ternarios (120º)

Cuaternarios (90º)

Senarios (60º)

Plano de simetría: divide a la figura en dos partes iguales, una la imagen especular de la otra.

1.1. ESTRUCTURA CRISTALINA.

Las redes cristalinas están definidas por: Ejes cristalográficos (a, b y c). Ángulos que forman entre ellos (alfa, beta y gamma). Elementos de simetría: Ejes de simetría Planos de simetría Los grupos de redes de características semejantes se agrupan en los siete sistemas cristalinos.

1.2.PROPIEDADES QUÍMICO-ESTRUCTURALES Isomorfismo: Dos o más sustancias minerales presentan idénticas estructuras cristalinas pero diferente composición química. •Serie isomorfa del olivino: Sistema rómbico. Fayalita (Fe2 SiO4)-Forsterita (Mg2SiO4) •Serie isomorfa de las plagioclasas: Sistema triclínico. Albita (NaAlSi3O8)-Anortita (Ca2Al2Si3O8) Polimorfismo: Dos minerales tienen idéntica composición química pero presentan diferente estructura cristalina. Calcita (sistema romboédrico) - Aragonito (sistema rómbico): CaCO3 Grafito (sistema hexagonal) - Diamante (sistema cúbico: C

1.2.PROPIEDADES FÍSICAS Dureza: Resistencia que tiene un mineral a ser rayado. Escala de Mohs.

Brillo: Aspecto general de la superficie de un mineral cuando en él se refleja la luz.

Metálico No metálico: vítreo, resinoso, nacarado, graso, sedoso, adamantino,...

Exfoliación: Capacidad que tienen algunos minerales de romperse por determinados planos cristalográficos.

Fractura: Determinados minerales se rompen de forma irregular y no a través de planos de exfoliación. Concoidea, fibrosa y ganchuda.

1.2.PROPIEDADES FÍSICAS (continuación) Propiedades magnéticas: Comportamiento ante un campo magnético.

Diamagnéticos. No se imantan y son repelidos. Calcita y cuarzo. Paramagnéticos. Se imantan débilmente. Hematites y siderita. Ferromagnéticos. Se imantan fuertemente y mantienen el magnetismo. Magnetita.

Propiedades eléctricas. Piroeléctricos : Aparecen cargas con el calor. turmalina. Piezoeléctricos: aparecen cargas con los esfuerzos. Cuarzo.

Tenacidad: Es la resistencia de un mineral a ser partido. Frágil, maleable, , dúctil y flexible. Color: Es variable en algunos minerales y fijo para otros. El color de la raya, se produce al frotar el mineral con una placa de porcelana, y es fijo. Luminiscencia: Emisión de luz al recibir energía. Fluorescencia (UVA, y dura poco) y fosforescencia (con el aumento de la temperatura, y dura más)

2. CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES. Elementos nativos: oro, plata, cobre, azufre, grafito, diamante,. Sulfuros: pirita (Fe), calcopirita(Cu, Fe), cinabrio (Hg), galena (Pb), blenda (Zn),. Óxidos e hidróxidos: con metales. Oligisto y magnetita (óxido hierro), casiterita (óxido estaño), pirolusita (oxido manganeso), corindón (óxido aluminio) goethita (FeO(OH)) Haluros: Halita (NaCl), silvina(KCl), fluorita (CaF2). Carbonatos: Ión CO3

2- :calcita, siderita,, dolomita, aragonito, azurita, malaquita,. Nitratos y boratos: nitratina, bórax,. Fosfatos: (PO4

3-) apatito, turquesa,.

2. CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES. Sulfatos: yeso, anhidrita, baritina,. Wolframatos: wolframita. (WO4

2- con cationes metálicos) Silicatos: minerales petrogenéticos fundamentales, constituyen el 92% de la composición mineralógica de las rocas de la corteza terrestre.

Silicatos (1/3 de los minerales)

Unidad estructural básica de los silicatos.: SiO4

4- Son tetraedros donde el Si está en el centro y los O en las cuatro valencias, quedando 4 cargas negativas rodeándolo. Los oxígenos se pueden unir a otros tetraedros o a otros cationes conformando los distintos tipos de silicatos por polimerización de sus vértices.

TIPOS DE SILICATOS

NESOSILICATOS: tetraedros independientes, los tetraedros se unen a través de los cationes (SiO4

4-)

Olivino, granates, andalucita, etc.

SOROSILICATOS: tetraedros unidos de dos en dos compartiendo un oxígeno. Las seis cargas serán saturadas con cationes (Si2O7

6-)

Epidota

CICLOSILICATOS: tetraedros que comparten dos oxígenos con tetraedros vecinos, formando anillos de 3, 4 y 6 tetraedros. Las más frecuentes son de seis tetraedros (Si8O18

12-)

Berilo, cordierita y turmalinas.

TIPOS DE SILICATOS (continuación)

INOSILICATOS: tetraedros dispuestos linealmente formando cadenas de longitud indefinida. Las cadenas de tetraedros se unen a través de los cationes (SiO3

2-)

• Piroxenos: una cadena.

augita.

• Anfíboles: cadenas dobles

horblenda

FILOSILICATOS: tetraedros unidos comparten tres oxígenos formando láminas de límite indefinido.(Si2O5

2-)

• Bilaminares: dos capas de láminas . caolinita, sepentina.

• Trilaminares: tres capas. Talco, micas (moscovita y biotita)

TIPOS DE SILICATOS (continuación)

TECTOSILICATOS: tetraedros dispuestos compartiendo los 4 oxígenos del tetraedro, formando una red tridimensional. (SiO2)

• Grupo de la silice: cuarzo.

• Grupo de los feldespatos: El Si es sustituido por Al 3+ que crea un déficit de carga y se completa con otros cationes de K+, Na+, y Ca2+ . Sistema ternario Albita, feldespato potásico y anortita.

TIPOS DE SILICATOS (continuación)

TECTOSILICATOS: sistema ternario

3. MINERALES DE INTERÉS ECONÓMICO

3.1. MENAS

Menas: Mineral del cual se pueden extraer metales mediante procesos metalúrgicos (menas metálicas) o bien sustancias no metálicas.

Menas de hierro: Oligisto, goethita, magnetita y siderita.

Menas de aluminio: Bohemita y gibbsita.

Mena de cobre: calcopirita.

Mena de plomo: galena.

Mena de zinc: blenda o esfarelita.

Mena de estaño: casiterita.

Menas de níquel: petlandita y skutterudita

Menas de uranio: uraninita o pechblenda

Menas de wolframio: wolframita y scheelita

Menas de mercurio: cinabrio

Menas no metálicas: halita (de Na y Cl),

fluorita (Fluor)

3. MINERALES DE INTERÉS ECONÓMICO (continuación)

3.2. MINERALES INDUSTRIALES

Minerales industriales: se usan como tales en la industria. Cuarzo: elaboración de vidrio,. Feldespato: elaboración de porcelana. Halita: Industria alimentaria. Yeso: Construcción, decoración, medicina, escultura,. Silvina: Producción de fertilizantes potásicos. Fluorita: Como fundente en la fabricación de acero, obtención de lentes en óptica. Grafito: Fabricar grafeno, minas de lápices,. Azufre: Obtención de ácido sulfúrico. Talco: Lubricante sólido, cerámica y cosméticos. Caolininta: Elaboración del papel, cerámica, plásticos, pinturas, cemento, vidrio, fármacos, cosméticos, fertilizantes,. Sepiolita: Fabricación de filtros para boquillas, arenas de gatos,. Nitratina o nitrato de Chile: Sirve como fertilizante y en la fabricación de explosivos Minerales utilizados en joyería: diamante, corindón (rubí y zafiro), esmeralda (variedad de berilo), crisoberilo (Alejandrita y ojo de gato), topacio, etc

Esmeralda Rubí

Fluorita Azufre

4. LAS ROCAS DEFINICIÓN: son agregados naturales de minerales que se forman por procesos geológicos: sedimentario, metamórfico ó magmático

Clasificación: se clasifican según su origen:

Magmáticas. Proceden del enfriamiento y solidificación de un magma.

Metamórficas: se forman por transformaciones físico-químicas de otras rocas preexistentes al profundizar en la corteza sin llegar a fundirse.

Sedimentarias: se forman a partir de sedimentos por los procesos sedimentarios de meteorización, erosión, transporte, sedimentación y diagénesis.

4.1.LAS ROCAS MAGMÁTICAS

•Las rocas magmáticas se forman al cristalizarse los minerales que se encuentran en el magma cuando este va perdiendo temperatura. •El magma que sale por los volcanes y cristaliza en superficie de una manera muy rápida, formando las rocas volcánicas, con textura microcristalina, vítrea, porfídica o vacuolar. •Y el que cristaliza en las vías de ascenso hacia la superficie forma las rocas filonianas.

4.2. LAS ROCAS METAMÓRFICAS

Se forman por transformaciones físico-químicas de otras rocas preexistentes al profundizar en la corteza sin llegar a fundirse.

Se diferencian por su textura y su composición mineralógica.

Las texturas más frecuentes son las siguientes:

4.2. LAS ROCAS METAMÓRFICAS

Clasificación: Rocas orientadas o

con foliación. Metamorfismo regional, con minerales hojosos. Pizarras Esquistos Gneis

Rocas no orientadas. Tres tipos de metamorfismo. De contacto

(térmico). Recristalización (cornubianitas)

De presión. Rotura y brechificación. (brechas de falla)

Regional.(Presión y temperatura) Rocas hojosas y con textura granuda.

4.3. LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Definición: Se forman por procesos sedimentarios- meteorización, erosión, transporte, sedimentación y diagénesis- en cuencas sedimentarias. . Clasificación en dos grandes grupos:

Rocas detríticas: formadas de por la acumulación de restos de rocas madres en las cuencas sedimentarias (conglomerados, areniscas, limolitas y arcillas, en función del tamaño de grano). Rocas no detríticas: Carbonatadas, evaporíticas, fosfatadas, silíceas, alumínico- ferruginosas y organógenas . Las texturas de las rocas sedimentarias detríticas dependen de la forma, del

tamaño y de la naturaleza o composición de las partículas

Forma de las partículas

Redondeadas Angulosas

Tamaño de las partículas

Equigranulares Poligranulares

Composición de las partículas

Monogénicas Poligénicas

5. IMPORTANCIA ECONÓMICA DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

.

Usos de las rocas magmáticas: Áridos Sillares para la construcción de edificios y monumentos Rocas ornamentales Usos de las rocas metamórficas Mármol: roca ornamental, escultura, revestimiento Gneises y esquistos: roca ornamental. Pizarras para techar. Cuarcitas y pizarras cuarzosas: construcción de muros y paredes exteriores. Áridos Usos de las rocas sedimentarias Uso industrial: Arcillas: fabricación de cerámica, ladrillos, tejas, porcelana. Arenas y areniscas cuarzosas: fabricación de vidrios. Calizas: fabricación de cemento. Evaporitas: fabricación de abonos potásicos o productos químicos del Cloro o el sodio.

5. IMPORTANCIA ECONÓMICA DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS (continuación)

.

Usos de las rocas sedimentarias (continuación) Construcción: Calizas y areniscas: como sillares para construir paredes y muros. Rocas ornamentales Cales y yesos utilizados como morteros, para lucir o pintar. Arenas y gravas, junto con cemento, dan lugar al hormigón. Uso energético: Rocas organógenas (carbones y petróleos)