UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE AGRONOMÍA AREA TECNOLÓGICA SUBAREA MANEJO Y CONSERVACION DE SUELO Y AGUA LABORATORIO DE EDAFOLOGIA I Aux. P. Agr. Cesar Torres

PRACTICA No. 2

CLASIFICACIÓN DE ROCAS Y MINERALES

I. INTRODUCCION El suelo es un sistema natural formado por tres materiales: a) Sólidos,

constituidos por una mezcla de minerales y restos orgánicos que ocupan alrededor del 50% de su volumen total. b) Líquidos, tal como el agua y los componentes disueltos en ella. c) Gases, cuyo principal componente es el aire del suelo constituido por Nitrógeno, Oxígeno, Carbono, Hidrógeno, etc. El agua y los gases ocupan el 50% restante de volumen del suelo.

A menudo observamos las rocas y minerales, pero no apreciamos la contribución de estos materiales en la formación y fertilidad del suelo. Además como fuentes de minerales metálicos (minas), minerales no metálicos (carbón).

Con la excepción del Nitrógeno, Oxígeno, Carbono e Hidrógeno, los elementos contenidos en las plantas provienen del suelo, dichos elementos se hacen dispensables para las plantas como resultado de la intemperización de las rocas y minerales.

En esta práctica trataremos únicamente sobre la porción sólida inorgánica del suelo que constituye el 96% o más de la sustancia sólida de un suelo cultivado, promedios del mundo.

II. OBJETIVOS

El objetivo de esta práctica es que el estudiante conozca las principales rocas y minerales del país y que se familiarice con el papel que juegan en la formación y fertilidad del suelo.

III. MARCO CONCEPTUAL Minerales y Rocas: Formadores del suelo Con el propósito de conocer cómo define un agricultor al suelo, lea atentamente el siguiente relato. En el se narran algunas experiencias de Antonio Orellana, un agricultor de Santa Catarina Mita del departamento de Jutiapa.

Don Antonio a cultivado desde hace tiempo fríjol, maíz y maicillo (sorgo). El suelo de esa región de oriente es pedregoso, por ello la siembra y las demás labores agrícolas se realizan con dificultad, en cierta ocasión un perito agrónomo de la Dirección General de Servicios Agrícolas (DIGESA), que realizaba una investigación sobre el maíz, preguntó a don Antonio a qué distancia sembraba los granos de cultivo y qué problemas enfrentaba en la siembra.

Indudablemente su respuesta estuvo determinada por el tipo de suelo de don Antonio conocía, ya que contestó: “Siembro los granos a una distancia de tres piedras al cuadro. Los rendimientos de la cosecha son pobres, la capa de suelo es delgada y debajo de ella hay roca. Hace varios años sembré maíz en el departamento de Chimaltenango, el terreno no tenía piedras y cuándo se hacía un hoyo profundo se podían observar varias capas de suelo. Obtenía mejores cosechas pues el suelo era diferente al de Santa Catarina Mita”. Seguramente al igual que don Antonia Orellana, usted ha visto diferentes tipo de suelo en su comunidad: pedregoso, de tierra suelta… Habrá notado, además, que algunos son buenos para cultivar arroz y otros para cultivar maíz. ¿A qué se debe esto? A los elementos formadores del suelo; entre los que están los minerales y las rocas. MINERALES DEL SUELO

Los minerales se pueden definir como una sustancia natural inorgánica generalmente sólida, con estructura cristalina y características físicas y composición química definida. Algunos minerales del suelo son amorfos.

Desde el punto de vista agrícola, los minerales del suelo son importantes como fuente de nutrimentos, como soporte, como almacenamiento de agua y como lugar de almacenamiento de nutrimentos para las plantas.

Los minerales del suelo se pueden clasificar en primarios y secundarios. Minerales Primarios:

Son los que se han formado por el enfriamiento o solidificación del material volcánico, el cuál es un material rocoso incandescente.

• CUARZO

Son cristalizaciones de dióxido de silicio. Tienen diversas formas maclas(asociaciones de cristales-sólidos limitados con caras planas y ángulos constantes planos-en una orientación regular conjunta), gránulos o fibras. Pueden ser incoloros o coloreados. La presencia de impurezas da al cuarzo colores atractivos y cristales más perfectos. El cuarzo es el principal componente de arenas y arcillas. Su fórmula química es S1O2 (óxido de silicio). Este mineral se encuentra en las playas como arenas cristalinas. Se utiliza para fabricar vidrio e instrumentos de laboratorio como los termómetros. Si vá al mercado de su localidad seguramente observará diversas figuras hechas en cuarzo.

• FELDESPATOS Son minerales que han sufrido el proceso de formación de roca, por lo que se les denomina minerales protogénicos. Constituyen parte de la corteza terrestre, principalmente de las rocas ígneas y las metamórficas. Si se altera su composición química resultan sustancias arcillosas, como la caolinita. Químicamente los feldespatos son silicatos de aluminio con bases de potasio(K), sodio(Na) y calcio(Ca). Su fórmula es Al4 (OH)8 Si4O10 .

• MICAS Este mineral entra en la composición de muchas rocas. Es elástico y Flexible; se cristaliza en láminas planas y delgadas que se rompen simétricamente y es resistente a altas temperaturas. La mica constituye un Silicato de Aluminio con bases de hierro (Fe), potasio(K) y magnesio(Mg). La mica se utiliza como aislante eléctrico en las planchas y en la armadura de ciertos condensadores. Si se pulen las láminas de éste materialse logra su transparencia y se utilizan como tapas de relojes (vidrio).

• APATITA

La apatita es un mineral con cristales hexagonales. Su composición química aproximada es Ca5(PO4)3(F,Cl,OH). El color es variable aunque predominan los cristales incoloros, de color parduzco o verdoso.

El nombre de apatita deriva del griego apate (equivocarse) ya que puede ser confundido fácilmente con otros minerales como el berilo o la turmalina. La apatita es la principal fuente de fósforo y fosfato y por lo tanto imprescindible en la fabricación de los abonos minerales.

• CARBONATOS Son un grupo relativamente pequeño de minerales, de los cuales lo más

frecuentes son los carbonatos que contienen calcio, magnesio, etc.

Uno de los más conocidos es el carbonato de calcio, componente principal de la piedra caliza; es incoloro y transparente. Su alteración química origina suelos fértiles como los terra rossa (suelo rojo característicos de climas cálidos y secos). Su fórmula es CaCO3 .

Minerales Secundarios: Se forman por bajas temperaturas como producto de la meteorización

química de minerales primarios existentes o por la síntesis de los mismos.

• YESO Acompaña los yacimientos de sal; es decir, los lugares donde se encuentra este

mineral. Su color varía del blanco al amarillo. Se forma a partir del sulfato de calcio. El yeso es utilizado en distintas áreas. En educación, como un instrumento auxiliar; en arquitectura se emplea como material de construcción; en medicina, para inmovilizar miembros con fracturas y, en agricultura, para eliminar el sodio y las sales solubles que dificultan que las plantas absorban el agua; es decir, reduce la acidez del suelo.

• ÓXIDOS DE HIERRO Unión del oxígeno con el hierro (FeO). La mayoría de suelos contiene partículas

formadas por óxido de hierro. Estos suelos se caracterizan por “encontrarse en estados avanzados de intemperización”, “y usualmente se les encuentra en trópicos húmedos” (Foth, 1987). También se caracterizan por su diversidad de tonalidades en el suelo (roja, café, amarilla, etc.); esto se debe a los diferentes procesos de transformación química del elemento.

• MINERALES DE ARCILLA

Se forman por la interacción química de los minerales primarios. Tienen capacidad de absorber o retener gran cantidad de iones en sus superficies. A través del análisis químico es posible determinar la presencia de cuatro componentes que integran del 90 al 98% de la arcilla coloidal: Sílice, aluminio, hierro y agua. Existe gran variedad de arcillas que se utilizan, por su textura pegajosa, en la fabricación de objetos de cerámica. ¿Ha admirado usted esos bellísimos jarrones y platos de porcelana? La Kaolinita, una de las arcillas más importantes, es utilizada para fabricarlos.

Para clasificar minerales se utilizan las siguientes características:

1. MORFOLOGÍA: Se refiere a la forma de cristalización del mineral. 2. TRANSPARENCIA: Propiedad del mineral a dejar pasar la luz. 3. BRILLO: Es el resplandor del mineral al reflejarse la luz. 4. COLOR. 5. RAYA: Es el color del polvo fino del mineral que deja al rayarlo. 6. DUREZA: Es la resistencia que la superficie del mineral ofrece a ser rayado. Este se

determina rayado la superficie de un mineral con otro. La dureza relativa de los minerales se determina mediante la escala de Mohs de la manera siguiente:

MINERAL DUREZA DUREZA RELATIVA Talco 1 Muy fácilmente rayado con la uña y es grasoso Yeso 2 Fácilmente rayado con la uña Calcita 3 Rayado con una moneda de cobre Flurita 4 Fácilmente rayado con una navaja Apatita 5 Se raya con dificultad por una navaja. Ortoclasa 6 Fácilmente rayado con una lima de acero Cuarzo

7

Difícil de rayar con una lima pero éste puede rayar una lámina de vidrio Topacio

8

Todos los minerales más duros que 7, puede rayar una lámina de vidrio

Corindón 9 Diamante 10 Raya a todos los minerales

7. EXFOLIACIÓN O CLIVAJE: Es la facilidad de romperse de un mineral

paralelamente a ciertos planos atómicos. 8. FRACTURA: Es la rotura que no sigue los planos de exfoliación. 9. TENACIDAD: Es el comportamiento del mineral al romper, cortar o aplastarse. 10. GUSTO: Sabor. 11. OLOR: Olfato. 12. TACTO: Impresión que deja al tocar el mineral. 13. PESO ESPECIFICO: Es el peso de un cuerpo dividido por el peso de un volumen

igual de agua destilada y a 4 ° C. 14. LUMINISCENCIA: Es la emisión de la luz sin que ocurra elevación de la temperatura

del mineral. 15. PROPIEDADES MAGNÉTICAS: Según el grado de atracción o rechazo con

respecto al imán. 16. PROPIEDADES ELÉCTRICAS. 17. PROPIEDADES TÉRMICAS. 18. RADIOACTIVIDAD.

ROCAS

Las rocas son agregados relativamente grandes compuestos por dos o más minerales individuales que pueden formar masas sólidas o ligeramente sueltas.

De acuerdo a su origen las rocas se dividen en tres grupos: ígneas, sedimentarias y metamórficas.

• ROCAS ÍGNEAS (Eruptivas endógenas o magmáticas)

Proceden del enfriamiento y solidificación de la lava o magma. Las rocas ígneas se subdividen en dos grandes grupos: las rocas plutónicas o intrusivas, formadas a partir de un enfriamiento lento y en profundidad del magma; y las rocas volcánicas o extrusivas formadas por el enfriamiento rápido y en superficie, o cerca de ella, del magma. Las rocas plutónicas, como el granito y la sienita, se formaron a partir de magma enterrado a gran profundidad bajo la corteza terrestre. Las rocas se enfriaron muy despacio, permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de minerales puros. Las rocas volcánicas, como el basalto y la riolita se formaron al ascender magma fundido desde las profundidades llenando grietas próximas a la superficie, o al emerger magma a través de los volcanes. El enfriamiento y la solidificación posteriores fueron muy rápidas, dando como resultado la formación de minerales con grano fino o de rocas parecidas al vidrio.

• ROCAS SEDIMENTARIAS

Son rocas que se forman en la superficie de la tierra por acumulación de lodos, arena y grava como resultado de la meteorización y transporte de otras rocas ya existentes, así como de materiales depositados o precipitados de soluciones. Todas las rocas sedimentarias están compuestos por materiales terrígenos (cristales sueltos, fragmentos de cristales y fragmentos de roca, procedentes de rocas preexistentes por alteración y disgregación); ortoquímicos (materiales formados por precipitación química directa en la propia cuenca de sedimentación, durante o inmediatamente después del deposito); y alquímicos (materiales de origen químico, u órgano-químico, formados en la misma cuenca, pero que han llegado a la zona de depósito como "clastos".

En base al contenido de estos materiales tendremos: a) rocas detríticas, más del 50% de materiales son terrígenos; b) rocas carbonatadas; c) rocas arcillosas; d) rocas evaporítas; e) rocas orgánicas; f) rocas fosfatadas; g) rocas ferruginosas.

Las rocas sedimentarias son el resultado de un largo proceso fisicoquímico y abundan sobre la superficie terrestre. Como su nombre lo indica, están compuestas

por sedimentos que proceden de la desintegración, por intemperismo y erosión de antiguas rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.

ROCAS METAMORFICAS

Rocas cuya composición y textura originales han sido alteradas por calor y presión. El metamorfismo que se produce como resultado del movimiento y presión entre dos bloques rocosos recibe el nombre de dinamometamorfismo o metamorfismo cataclástico y tiene lugar en fracturas con movimiento (fallas) y produce trituración mecánica pero también calor por rozamiento. El metamorfismo producido por el calor o la intrusión de rocas ígneas recibe el nombre de térmico o de contacto. Finalmente hay otro tipo de metamorfismo a gran escala, relacionado con la tectónica de placas y motivado por los aumentos de presión y temperatura cercanos a la zona de colisión , que origina extensas zonas de rocas metamórficas.

Como su nombre lo indica, son rocas ígneas y sedimentarias que sufren un cambio o transformación ocasionado por las fuertes presiones y altas temperaturas; el metamorfismo se caracteriza por el desarrollo de textura y/o minerales nuevos.

Las rocas pueden presentarse relativamente puras o en mezclas de los diferentes tipos de ellas. Los minerales son generalmente cristalizados en estado puro en las rocas ígneas, siendo estas la fuente de los minerales primarios que observaremos en el laboratorio.

IV. Bibliografía

Introducción a la edafología. 1982. Primera Universidad Rafael Landivar.

MANUAL PARA LA EDUCACIÓN AGROPECUARIO. Suelos y fertilización. Editorial Trillas. 2da. Edición México 1990.

Eduardo Jáimez Ochoa: Guía de Universitario de Tecnología Agro Industrial.

Introducción a la edafología. 1982. Primera edición. Daniel J. Cardona Barrientos.

MANUAL PARA LA EDUCACIÓN AGROPECUARIO. Suelos y fertilización. Editorial Trillas.

Eduardo Jáimez Ochoa: Guía de Teoría y de Práctica. San Cristóbal 1999. Instituto Agro Industrial.

edición. Daniel J. Cardona Barrientos.

MANUAL PARA LA EDUCACIÓN AGROPECUARIO. Suelos y fertilización. Editorial Trillas.

y de Práctica. San Cristóbal 1999. Instituto

V. CUESTIONARIO

1. Qué nutrimentos esenciales para las plantas son proporcionados por los

feldespatos? 2. Qué industria recomendaría para una región con altas cantidades de apatita y

por qué? 3. Mencione la importancia de los minerales del suelo desde el punto de vista

agrícola? 4. Explique por que la meteorización es poca o ausente a cierta profundidad bajo la

superficie terrestre. 5. Cuál es el mineral que ocurre con mayor frecuencia en un suelo bien

meteorizado y por qué?