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MINERALOGÍA
Profesor: Álvaro Bustamante
¿Qué es la mineralogía?
Es la parte de la ciencia dedicada al estudio de los minerales.
Se subdivide en:
• Cristalografía: estudio de la geometría interna y externa de los
cristales
• Mineralogía química: estudio de la estructura química y
propiedades de los minerales
• Mineralogía física: estudio de las propiedades físicas de los
minerales
Conceptos de cristal y mineral
En geología no se utiliza la palabra piedra. Siempre hablaremos de
minerales y rocas
• Roca: Materia de minerales asociados de manera natural que en
cantidades considerables forma parte de la masa terrestre.
• Mineral: Sustancia inorgánica existente en la corteza terrestre que
está formada por uno o varios elementos químicos.
Por lo tanto una sustancia para ser un mineral, tiene que
cumplir las siguientes condiciones:
1. Sólido
2. Natural
3. Inorgánico
4. Composición química fija
5. Estructura cristalina
Variaciones en composición y estructura cristalina
a) Impurezas
La mayoría de los minerales contiene iones no estructurales
incluidos en la estructura cristalina
b) Polimorfismo
Ej. Carbono nativo, diamante, grafito. Presentan diferente enlace
atómico y sus condiciones de formación son distintas
• Existen rocas como la caliza o el mármol formadas por un solo
mineral, la calcita. Rocas monominerales
• Las rocas se clasifican según el proceso que las originó y no
su composición química
Para identificar las rocas, nos basaremos en:
• Composición mineralógica
• Disposición de los minerales (textura)
Formación de minerales y cristales
1) Precipitación: saturación de soluciones
2) Solidificación de fundidos: material es estado fundido magmas,
aguas, etc
3) Sublimación: fumarolas volcánicas por la bajada brusca de
temperatura
Tipo de enlaces, entre átomos:
Iónico, covalente, metálico
Red cristalina
LOS MINERALES
PROPIEDADES DE LOS MINERALES
• Identificar las propiedades de un mineral, nos permiten reconocerlo,
saber su composición y su utilidad sin hacer análisis químico
• Un par de propiedades nos permiten identificar un mineral.
Las propiedades se dividen en :
1) PROPIEDADES FÍSICAS
Las más importantes son: densidad, propiedades magnéticas,
propiedades eléctricas, forma y hábito.
1.1)Densidad
Es la relación entre masa de un mineral y el volumen que ocupa.
Se expresa en g/
. Se clasifican en ligeros, normales y
pesados
1.2) Propiedades magnéticas
Propiedad relacionada con el contenido de hierro (Fe) de un
mineral.
• Ferromagnéticos (magnetita)
• Paramagnéticos (hematites y siderita)
• Diamagnéticos( azufre y cuarzo)
1.3) Forma o hábito
Describe el aspecto y forma que presentan los minerales.
El hábito se encuentra determinado por las condiciones
ambientales de formación y es reflejo de la estructura cristalina
Un mismo mineral puede aparecer bajo hábitos diferentes
1.4) Propiedades eléctricas
Conductividad es la facilidad de un mineral para transmitir la
corriente eléctrica (metales nativos, sulfuros y óxidos metálicos)
2) PROPIEDADES OPTICAS
Son propiedades que se producen al incidir la luz sobre un mineral:
brillo, transparencia, color, luminiscencia y doble refracción
2.1) Brillo
Describe el aspecto que presenta la superficie del mineral cuando
refleja la luz. El brillo de un mineral puede ser vítreo, metálico,
adamantino y sedoso
2.2) Transparencia
Según permitan el paso de la luz, se pueden clasificar en:
transparente, translúcido y opaco
2.3) Color
Es el color que presenta el mineral. Es determinante en algunos
minerales como azurita (azul), olivino (verde oliva), azufre (amarillo),
malaquita (verde)
2.4) Luminiscencia
Algunos minerales, como la fluorita, emiten luz al ser iluminados
con luz ultravioleta
2.5) Doble refracción
Algunos minerales, como la calcita, desvían la luz formando una
doble imagen
3) PROPIEDADES MECÁNICAS
3.1) Dureza
Resistencia que ofrece la superficie de un mineral a ser rayada.
Mientras mayor sea la fuerza de enlace, mayor será la dureza
Se utiliza la escala Mohs que toma como referencia 10 minerales y
sus durezas relativas
3.2) Para describir otras propiedades mecánicas, se emplean
términos como los siguientes:
•
•
•
•
•
Tenaz
Frágil
Dúctil
Maleable
Elástico
4) PROPIEDADES QUÍMICAS
Miden la capacidad de reaccionar con otras sustancias. Algunas
propiedades pueden ser percibidas por los sentidos como sabor
(solubilidad) y olor (contenido en azufre)
4.1) Solubilidad
Formación de una disolución en agua, como el yeso. Algunos
minerales poseen sabor salado, como la halita
4.2) Reacción como ácidos
La calcita reacciona con el ácido clorhídrico y se descompone
desprendiendo dióxido de carbono
CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES
Se clasifican de acuerdo a su composición química, recibiendo las
clases en las que se ordenan el nombre del tipo de compuesto
químico
Los silicatos, constituyen la mayor parte de las rocas terrestres
No silicatos:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Elementos nativos (metales, semimetales y no metales)
Sulfuros
Haluros
Óxidos e hidróxidos
Carbonatos
Sulfatos
Fosfatos
• Constituyen el 8 % de los minerales
Silicatos
-
Características físicas
Brillo no metálico
Dureza elevada
-
Generalidades
Constituye el 92% de la corteza terrestre
Componentes mayoritarios de los suelos
Se clasifican en 6 clases:
•
•
•
•
•
•
Nesosilicatos
Sorosilicatos
Ciclosilicatos
Inosilicatos
Filosilicatos
Tectosilicatos
a) Nesosilicatos
b) Sorosilicatos
c) Ciclosilicatos
d) Inosilicatos
e) Filosilicatos
f)
Tectosilicatos
MINERALOGÉNESIS
Los minerales son los productos de los procesos físico-químicos
naturales y los componentes de las rocas y diferentes yacimientos.
Los procesos geológicos debido a los cuales se forman los
minerales, se dividen por la fuente de energía:
• Endógenos, formados en los procesos que transcurren a cuenta
de la energía térmica interna del globo terrestre
• Exógenos, ligados con la acción de la atmósfera, hidrosfera y la
biosfera
• Magma
• Proceso de fusión
Elevación de la temperatura por encima del punto de fusión (PF) de
la roca
¿Cómo se forma el magma?
Factores que pueden desencadenar la fusión:
1) Calor
• La temperatura aumenta con la profundidad
• El calor contribuye a la formación de magma : la fricción de las
placas genera calor, el material caliente profundo puede ascender
y fundir las rocas
2) Presión
• La presión a la que se encuentran las rocas, aumenta con la
profundidad
• Una roca que asciende, alcanzará una zona de menor presión y
podrá fundirse en estas condiciones
Un magma sólido, da lugar a:
•
•
Rocas extrusivas o volcánicas (solidifica en el exterior)
Rocas intrusivas o plutónicas (solidifica en el interior)
Cristalización magmática
• Cuando desciende la temperatura, los iones dispersos comienzan a
combinarse y cristalizar, formándose los distintos grupos de silicatos
• La cristalización del magma también implica un intervalo de
temperatura
Serie de Bowen
Los silicatos se forman siguiendo un orden de cristalización
regulado por el PF de cada mineral
Se diferencian 2 secuencias de minerales:
• Serie continua
• Serie discontinua
• Según baja la temperatura se siguen formando minerales y va
alterando la química del magma.
• Los primeros minerales en cristalizarse son ricos en hierro,
magnesio y calcio dejando un magma rico en sodio, potasio y sílice.
Tipos de magmas
• Magma basálticos o máfico
• Magma intermedio o andesítico
• Magma granítico o félsico
• Los materiales fundidos pueden fluir de manera tranquila en forma
de lavas, o de manera violenta arrojando fragmentos de diverso
tamaño, piroclastos
TIPOS DE ROCAS Y PROCESO DE
FORMACIÓN
Las distintas apariencias de las rocas están determinadas por 2
aspectos:
• Mineralogía: diferentes componentes y cantidad de cada uno de
ellos
• Textura: tamaño y orden de los componentes
- Fanerítica
- Afanítica
Se agrupan en 3 grandes grupos, según su origen y aspecto
Rocas igneas (granito)
Derivan de la solidificación de un fundido
Rocas metamórficas (esquisto)
Se forman por transformación en estado sólido de una roca
preexistente, por las presiones y temperaturas al interior de la tierra
Rocas sedimentarias
Se forman por la acumulación de partículas y granos derivados de
la destrucción de otra, transportados por algún medio (agua o
viento)
Ciclo de rocas
Procesos que convierten a cada uno de los tipos de roca en alguno
de los otros dos
1- ROCAS IGNEAS
• Se forman por la cristalización de un magma (silicatos fundidos)
• Se distinguen 2 subgrupos de rocas ígneas:
- Intrusivas: enfriadas en el interior de la corteza (hipabisales
y plutónicas)
- Extrusivas: enfriadas en la superficie
Minerales comunes en rocas ígneas
La mayoría de los minerales de las rocas ígneas son silicatos:
cuarzo, feldespatos, micas, piroxenos y olivinos
Clasificación de rocas ígneas
Clasificación de las rocas ígneas
1)
2)
3)
4)
Rocas ácidas o graníticas
Rocas andesíticas o intermedias
Rocas básicas o máficas
Rocas ultrabásicas