Minerales y rocas

   Cristalografía Formación de cristales Asociación de cristales Guión:   Minerales Rocas : magmáticas, sedimentarias y metamórficas

Cristalografía  Definición:

Estudio de las formas geométricas en las que se presentan los minerales

Cristales: si presentan forma geométrica Sustancias amorfas: no presentan esos ordenamientos Materia cristalina: no presentan ordenamiento geométrica pero sí interiormente    Elementos de un cristal Leyes de la cristalografía Sistemas cristalográficos

Elementos de un cristal

1.

2.

3.

Malla elemental Constantes cristalográficos Elementos de simetría - Centro - Ejes de simetría - Planos de simetría

Constantes cristalográficas

 Definen su forma geométrica

 Elementos de simetría: - Centro - Ejes: binario ternario cuaternario - Planos senario

Distintos planos de simetría

Centro de simetría

 Divide a cualquier segmento en dos partes iguales

Triclínico

    Malla : prisma inclinado de bases romboidales Ejes ---- Planos ----- Centro

Monoclínico

    Malla: prisma inclinado de bases rectangulares Ejes: 1 E 2 Planos: 1 plano Centro

Rómbico

    Malla: prisma recto de bases rectangulares Ejes: 3 E 2 Planos: 3 Centro

Tetragonal

    Malla: prisma recto de bases cuadradas Ejes: 1 E 4 , 2+2 E 2 Planos: 2+2+1 Centro

Hexagonal

    Malla: prisma recto de bases hexagonales Ejes : 1 E 6 , 3+3 E 2 Planos: 3+3+1 Centro

Cúbico

    Malla: cubo Ejes: 3 E Planos: 9 4 , 4 E 3 , 6 E 2 Centro

Leyes

  Los ejes y los ángulos son constantes en cada mineral Cuando se modifica un elemento geométrico todos los elementos análogos sufren la misma modificación

Formación de los cristales

  Solidificación - mezclas fundidas - disoluciones - vapores Interacciones - de gases entre sí o con la masa sólida.

- de soluciones

Propiedades de los minerales

Definición

Son consecuencia de:  Los átomos o iones que lo forman   La disposición en el cristal Los enlaces químicos

Propiedades físicas

Mecánicas : tenacidad, dureza, exfoliación y fractura - Ópticas: color, brillo, luminiscencia, y refringencia - Eléctricas: conductividad, piezoelectricidad y piroelectricidad - Magnéticas

Asociaciones de cristales

Asociaciones especiales: maclas

 Minerales Existen 80 elementos que originan unos 2000 compuestos inorgánicos pero no todos aparecen en la naturaleza, por tanto el número de minerales es más bajo de lo que se podría pensar - Hace falta que sean estables - Algunos elementos solo se presentan asociados de una forma determinada ( por ejem. El Rb no da minerales a no ser que esté unido al K) - Muchos elementos se presentan de forma específica: el oro siempre nativo, otros solo dan sulfuros…..

Estudio de los minerales

 Los minerales se pueden estudiar con dos enfoques distintos: - Por su origen: magmáticos….

- Por las afinidades geoquímicas     Elementos siderófilos, con poca afinidad por el O por tanto se suelen presentar en forma nativa: Pt, Ir, Os, Au, Pd, Ru,…..

2 o el S Elementos calcófilos, se unen al S formando sulfuros: Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Sb, Bi, Ni, As, Se, Co,…….

Elementos litófilos, se unen al oxígeno formando óxidos Li, Na, K, Mg, Ca, Si, Al, Ti (alcalinos y alcalino-térreos) Estos compuestos podrán unirse entre sí o con el agua, CO 2 dando lugar a otro tipo de compuestos

Grupos de minerales

         Elementos nativos: oro, azufre, diamante Haluros: cloruros, bromuros,… Sulfuros: galena, pirita,….

Óxidos e hidróxidos: casiterita, corindon,… Carbonatos: calcita, azurita ,….

Nitratos: nitro Fosfatos: apatito Sulfatos: yeso Silicatos

Silicatos:

Nesosilicatos

  Tetraedros independientes Se originan en el proceso: - Magmático: Olivina - Metamórfico: Andalucita, cianita y sillimanita . Granate

Silicatos:

Sorosilicatos

  Los tetraedros se unen de dos en dos Origen: metamórfico

Silicatos:

Ciclosilicatos

  Se forman ciclos de 3, 4 ó 6 tetraedros.

Origen en el proceso metam’orfico esmeraldas, berilos

Silicatos:

Piroxenos

  Forman cadenas sencillas ilimitadas Origen magmático

Anfíboles

   Cadenas dobles Uniones débiles entre cadenas Origen magmático

Filosilicatos

  Se unen en dos direcciones Origen: -magmático -metamórfico -sedimentario

Filosilicatos  Magmáticos: micas (blanca o moscovita, negra o biotita)  Los enlaces libres se orientan en una misma dirección.

Sedimentarios: caolinita, montmorillonita, talco,……..

 Metamórficos

Tectosilicatos

Cuarzo………………..SiO2

Potásicos……………….Ortosa K Al Si 3 O 8 Albita Na Al Si 3 O 8 Plagioclasas………….. Oligoclasa Feldespatos Andesita Labradorita Bytownita Ca Al 2 Si 2 O 8 Magma: el Ca 2+ y K + tienden a romper o no dejar formar enlaces Si-O por lo tanto disminuyen la viscosidad del magma

Tectosilicato: cuarzo SiO

2 (Esquema ficticio)  Todos los enlaces son covalentes por tanto casi inatacable

Tectosilicato: ortosa

KAlSi 3 O 8 ¡Ojo con los lugares marcados

Tectosilicato: bytownita

 Observad la cantidad de puntos débiles de esta estructura

Rocas magmáticas

- Definición de magma - Situación del magma y lugares donde solidifica - Tipos de rocas magmáticas - Diferenciación magmática Reacciones de Bowen Series continuas Series discontinuas

Origen: - Dorsales fusión por descenso de presión - Subducción: aumento de temperatura por rozamiento Clases: Ácidos o básicos Otras teorías alternativas a la diferenciación magmática - Por emigración de iones - Las rocas vítreas por presión (aunque sean débiles después de mucho tiempo) se cristalizan - Las rocas sedimentarias con condiciones adecuadas se transforman en magmáticas

Lugares de solidificación del magma

Proceso magmático

•

Fase ortomagmática

: cristalizan silicatos siguiendo las reacciones de Bowen •

Pegmatítica

se producen en determinadas circunstancias cuando la ortosa y el cuarzo se encuentran en una estar acompañados con mica blanca y determinada proporción, pueden otros elementos

Neumatolítica

: quedan compuestos volátiles que se acumulan en depósitos a temperaturas alrededor de los 400º son elementos nativos • o sulfuros

Hidrotermal

: por debajo de los 400º Hipotermales: (400º- 300º) casiterita, wolframita Mesotermales: (300º - 150º) sulfuros de Fe, Zn, Cu, Pb Epitermales: (150º - 50º) sulfuros de Sb, Hg, Ag y oro Acompañando a estos están los omnipresentes cuarzo, calcita, fluorita, baritina,…

Series de Bowen

Proceso magmático en el batolito

Textura de las rocas magmáticas

Textura de las rocas magmáticas

Rocas metamórficas • • • • Definición Factores que influyen - Calor - Presión - Líquidos quimicamente activos Tipos de metamorfismo Clases de rocas

Rocas metamórficas Definición

:

Conjunto de procesos que suceden en el interior de la corteza por los que una roca, sin perder nunca el estado sólido, se transforma en otra roca distinta

Factores que influyen:

• • •

Calor

produce: Cambios químicos - Re cristalización

Por el calor interno de la Tierra Rozamiento Contacto con el magma

Factores que influyen Presión

Disminución del volumen Cambio de estructura • • • •

Confinamiento Presión litostática Presiones hidrostáticas Direccionales (tectónicas)

Factores que influyen • Líquidos quimicamente activos

Efectos de los factores Calor Presión Re cristalización Cambios en la Composición Deshidrataci ón Frío: Millonitas Intermedio: redes densas Caliente: reorientació n de los cristales (mov. Líquidos Sustitucion es iónicas

Tipos de metamorfismo • • • Contacto o metamorfismo térmico Alrededor de una fuente de calor: volcanes (cornubianitas) Dinamo-metamorfismo Una elevada presión en zonas superficiales de la corteza (millonitas) Metamorfismo regional Zonas profundas donde el calor y la presión son elevadas

Intensidad del metamorfismo • Arcillas Pizarras Filitas Esquistos Gneis Arcillas Pizarras (sedimentarias) (sedimentarias ligeramente metamórficas) Filitas (esquistos con menos grado de metamorfismo)

Clases de rocas • Según su aspecto - Foliadas: esquistos - Bandeadas: gneis - Recristalizadas: cuarcitas

Clases de rocas

• Ejemplos de rocas Metamórfic as ( Las migmatitas han sufrido una fusión parcial durante el metamorfismo )

Otros ejemplos de rocas • • • • Las rocas sedimentarias se granitizan a presión y temperatura Las rocas vítreas lo mismo El yeso se convierte en anhidrita Por P y T se producen casos de polimorfismo: grafito y diamante o andalucita, sillimanita y cianita

Rocas sedimentarias • • • • Definición Origen Formación: litificación Clases de rocas

Diagénesis o litificaciòn • • • • • Compactación, disminución del volumen expulsando el agua y disminuyendo los poros Cementación precipitación de sustancias solubles transportadas por el agua Disolución por el agua de algunos componentes y por tanto creación de nuevos poros Reemplazamiento de unos minerales por otros (silicificación y dolomitización) Re-cristalización cristalina cambio en la estructura

Clases de rocas • • • Detríticas Organógenas Químicas

Detríticas • • Son la consecuencia de lilitificación Tienen tres partes • - Trama partículas o granos principales - Matriz partículas más finas que rellenan los huecos - Cemento material cristalizado en los poros Se clasifican según el tamaño del grano

No detríticas, químicas Se producen por procesos físico químicos a veces acompañados por restos orgánicos o partículas • • • • Carbonatadas Silíceas Evaporitas Óxidos

Rocas carbonatadas De origen químico • • • • • Travertinos (estalactitas y…) Margas Dolomías Micritas: se producen en el fondo del mar Oolíticas: cristales de calcita sobre granos de arena

Rocas carbonatadas De origen orgánico • • • • Estromatolitos Recifales Lumaquelas: con conchas Foraminíferos: caparazones de protozoos (nummulites)

Evaporitas Cristalización por evaporación • • • Calizas evaporíticas o de precipitación Yeso Cloruradas - Halita o sal gema - Silvina - Carnalita

Orgánicas Tienen origen en procesos fermentativos es decir en ambiente reductor por medio de bacterias • • Carbón por restos de plantas - Antracita - Hulla - Lignito - Turba Petróleo restos de plancton

Ejemplos de rocas sedimentarias