3. Los minerales. Actividades. La geosfera

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1 La geosfera 3. Los minerales Los minerales son sustancias inorgánicas sólidas de origen natural, con una composición química fija y una estructura interna cristalina. Hielo. Según la definición anterior, cualquier sustancia que no sea inorgánica de origen natural y que no esté formada siempre por los mismos elementos químicos en las mismas proporciones no puede ser considerada mineral. Los minerales deber ser sólidos a temperatura ambiente, por lo que ninguna sustancia líquida o gaseosa, aunque tenga composición fija, se considera mineral. Tipo Sustancia Inorgánico Natural Sólido (20 ºC) Composición fija Cristalino Hielo Aire Madera. No minerales Vidrio Plástico Madera Pirita FeS 2 Cúbico Minerales Aragonito CaCO 3 Rómbico Grafito Carbono Trigonal Grafito. Clasificación de las propiedades físicas de los minerales Propiedades físicas de los minerales Ópticas Mecánicas Otras Actividades 7. Qué es un mineral? Cita ejemplos de sustancias consideradas minerales y razona por qué lo son. Brillo Color Raya Dureza Tenacidad Fractura Densidad o peso específico Magnetismo 8. Define brevemente las siguientes propiedades de los minerales: brillo, color, raya, transparencia y dureza. Hábito Transparencia Exfoliación Solubilidad 8

2 Unidad Propiedades de los minerales Existen cientos de minerales distintos. De los aproximadamente 2000 minerales clasificados, algunos son muy abundantes y otros muy escasos. Para poder establecer con exactitud de qué mineral se trata, es necesario acudir no solo a su composición y estructura, sino también a sus propiedades físicas. Estas propiedades permiten distinguir y diferenciar unos minerales de otros. Entre las propiedades más características destacan: Brillo: es el aspecto que presenta la superficie de un mineral cuando refleja la luz. Entre las diversas posibilidades, el reflejo puede ser: Mate: si no tiene brillo. Metálico: si el brillo recuerda a los metales. No metálico: Puede ser graso si recuerda al aspecto aceitoso, nacarado como las perlas o vítreo, parecido al brillo de los vidrios. Color: depende de la composición del mineral, aunque puede variar si contiene impurezas. Raya o color de la raya: es el color que deja el mineral cuando se utiliza un extremo para trazar con fuerza una línea sobre una superficie blanca y dura. El color de la raya es constante para cada mineral, independientemente de su color externo. Hábito: es el aspecto externo que presenta un mineral. Puede ser: Cristalino: regular y fácilmente identificable como cúbica, rómbica, hexagonal, etcétera. No cristalino: con formas no geométricas de aguja, fibras o láminas gruesas y planas. Maclas: con cristales dentro de otros cristales. Masivo: muchos cristales juntos en formas desordenadas. Transparencia: es la propiedad de dejar pasar la luz. Es característica de las piedras preciosas. Según el grado de transparencia se distinguen varios tipos de minerales: Transparente. Semitransparente. No transparente. Dureza: es la resistencia que ofrece la superficie de un mineral a ser rayada por la superficie de otro mineral. Para determinar la dureza se emplea la escala de Mohs. Tenacidad o cohesión: es el mayor o menor grado de resistencia que ofrece un mineral a la rotura o deformación: Frágil: se rompe con facilidad. Maleable: puede ser extendido en láminas o planchas. Dúctil: puede formar hilos Flexible: si se dobla fácilmente. Fractura: forma que tienen los minerales de romperse cuando se les golpea en determinadas direcciones. No se debe confundir con la facilidad de rotura del mineral. Cuando un mineral se rompe lo puede hacer de diversas formas: Regular: con formas identificables cúbicas, concoideas (cóncava) o astillosa (astillas). Irregular: sin formas fijas. Exfoliación: es la rotura de un mineral en superficies planas: Perfecta: si se identifican láminas con caras lisas. Imperfecta: si las capas no tienen caras lisas. Densidad o peso específico: no puede ser determinada a simple vista, pero es muy útil en caso de dudas. Se expresa en g/cm 3, y se puede medir tal y como aprendiste en la unidad 2. Magnetismo: si el mineral tiene la propiedad de ser atraído por un imán. Solubilidad: si el mineral tiene la propiedad de ser disuelto por determinados líquidos: Soluble: cuando una muestra es disuelta por el agua. Efervescente: si produce burbujas en contacto con ácido clorhídrico (HCl). Insoluble: cuando no se disuelve o no produce efervescencia. 9

3 La geosfera 3.2. Clasificación de los minerales La clasificación de los minerales puede hacerse de muy diversas formas. El sistema más empleado es el de la composición química, que tiene en cuenta ocho clases principales. Sin embargo, para simplificar, y dada la abundancia del silicio en la corteza terrestre (27 %), estos grupos se pueden reducir a dos: los que tienen silicio, es decir los silicatos, y los que no, llamados no silicatos. Tabla de clasificación de minerales Silicatos No silicatos Incluye a la mayoría de minerales. Están formados fundamentalmente por silicio combinado con oxígeno. Entre los más representativos podemos citar: berilo, cuarzo, mica, moscovita, olivino, ortosa, talco y topacio. Representan solo el 25 % de los minerales. Están subdivididos según el componente mayoritario. Algunos ejemplos son aragonito y calcita (carbonatos), apatito (fosfatos), fluorita y halita (haluros), yeso (sulfatos), cinabrio, galena y pirita (sulfuros). Propiedades físicas de algunos minerales Nombre Brillo Color Raya Hábito Aragonito Calcita Vítreo, mate Vítreo, nacarado Blanco, rosado, violeta, amarillo Incoloro, blanco, variable Dureza (Mohs) Fractura Exfoliación Densidad (g/cm 3 ) Blanca Hexagonal 3-4 Concoidea Imperfecta 2,9 Blanca Romboédrico 3 Concoidea Perfecta 2,7 Cinabrio Adamantino Rojo Roja Romboédrico 2-3 Astillosa Perfecta 8,1 Cuarzo Vítreo, graso Gran variedad de colores Blanca Hexagonal 7 Concoidea Ninguna 2,7 Fluorita Vítreo Incoloro, gran variedad de colores Blanca Cúbico 4 Irregular Perfecta 3,1 Galena Metálico Gris plomo, acerado Gris negra Cúbico 2-3 Cúbica Imperfecta 7,2 Halita Vítreo Incoloro o blanco Blanca Cúbico 2-3 Irregular Cúbica 2,1 Ortosa Vítreo, nacarado Incoloro, blanco, amarillento, anaranjado Pirita Metálico Amarillo Talco Graso, nacarado Incoloro, blanco, verde, amarillo Blanca Maclas 6 Irregular Perfecta 2,5 Verde negruzca Cúbico 7 Concoidea Ninguna 5 Blanca Masivo 1 Astillosa Perfecta 2,7 Aragonito. Cinabrio. Galena. Halita. Pirita. 10

4 Unidad Identificación de minerales Teniendo en cuenta las propiedades físicas de los minerales, se puede establecer un sencillo método de identificación basado en localizar dentro de una tabla las propiedades que más se ajusten a la muestra que tratamos de identificar. La tabla tiene la utilidad de ser usada en ambos sentidos, ya que si se conoce el nombre del mineral, es posible obtener información acerca de sus propiedades. Entre el material indispensable para la identificación es necesario contar con: martillo para obtener muestras, lupa de 10 a 20 aumentos, un trozo de porcelana blanca para la prueba de la raya y objetos para obtener una aproximación de la dureza aplicando la escala de Mohs (una moneda de cobre, una navaja y un trozo de vidrio). Además, suele ser útil tener preparada una disolución de ácido clorhídrico (HCl) en botes que no se rompan con facilidad. Actividades 9. Qué dureza tiene un mineral que es rayado por el diamante pero que raya al topacio? De qué mineral se podría tratar? 10. Cuáles son los dos grandes grupos de minerales? Cita ejemplos de cada tipo. 11. Clasifica estos minerales según la tabla de la página siguiente y describe algunas de sus propiedades: baritina, azurita y biotita. Material necesario para la identificación de minerales. Berilo. Mica. Moscovita. Olivino. 11

5 La geosfera Tabla para la identificación de minerales 1. Minerales de brillo metálico de aspecto rojizo o terroso 2. Minerales de colores grises, negros o amarillos 2. Minerales de color rojizo o terroso 3. Mineral negro, brillante y magnético Magnetita 3. Mineral no magnético 4. Color gris plomo, muy pesado y brillante Galena 4. Color amarillo latón, exfoliación en cubos Pirita 5. Raya de color rojo amarronado Oligisto 5. Raya de color rojo brillante con puntos brillantes y metálicos Cinabrio 6. Cristaliza en maclas de color pardo o rosado claro, con aspecto de prisma hexagonal Aragonito 7. Aspecto laminar o folioso 8. Láminas gruesas y rígidas 8. Láminas muy delgadas y flexibles Yeso laminar 9. Color blanco o rosado Moscovita 9. Color negro Biotita 10. Color amarillo limón Azufre 12. Colores claros 13. Color rosado Ortosa 13. Color verdoso o claro. Se raya con la uña. Tacto untuoso o suave Talco 1. Minerales de brillo no metálico (vítreo, céreo, etc.) o sin brillo 6. No cristaliza en maclas, de aspecto hexagonal 7. Aspecto no laminar ni folioso 10. Otros colores 11. Brillo céreo o sin brillo 11. Brillo vítreo 12. Colores verdes a azules intensos, con aspecto de mancha irregular 14. Color azul oscuro Azurita 14. Color verde Malaquita 15. Color verde claro, frecuentemente asociado al basalto Olivino 15. Otros colores 16. Mineral denso y pesado, color blanco o rosado claro 16. Sin estas características 17. Cristaliza en formas cúbicas 17. Cristaliza en formas geométricas no cúbicas 18. Transparente. Se humedece al tocarlo 18. Sin estas características 19. Exfoliación romboédrica. Produce efervescencia con HCl 19. Muy dura. Raya el vidrio. No produce efervescencia con el HCl Baritina Halita Fluorita Calcita Cuarzo 12

6 Unidad 3.4. Aprovechamiento de los minerales 4 Actividades Los minerales son materias primas esenciales para el ser humano. Los recursos procedentes de minerales se clasifican en dos grandes grupos: 12. Qué diferencias hay entre los Minerales metálicos: se encuentran en pequeñas cantidades y requieren minas para llegar a ellos. Cuando se extraen salen unidos a fragmentos de rocas. Se denomina mena al mineral del cual se extrae el metal, y ganga a la roca que lo acompaña. 13. Qué diferencia hay entre mena recursos minerales metálicos y no metálicos? y ganga? Minerales no metálicos: son aquellos que proceden fundamentalmente de rocas sedimentarias y que no se utilizan para la obtención de metales. Principales recursos minerales metálicos Hierro (Fe) Se emplea en la construcción (hormigón armado) y en máquinas y estructuras Mena: magnetita. Estaño (Sn) Se emplea para proteger el hierro (hojalata) y en aleación con cobre (bronce). Mena: casiterita. Cobre (Cu) Plomo (Pb) Zinc (Zn) Aluminio (Al) Cromo (Cr) Se usa como Fabricación de Para aleaciones Se usa para hacer Con él se fabrican conductor eléctrico, cañerías, protector (latón) y automóviles, aceros en la industria para fabricación de frente a radiaciones y galvanizados puertas, ventanas química. Es un calderas, cañerías o como pigmento para (protección de y multitud de excelente material monedas. pinturas. oxidación del hierro). utensilios de cocina. refractario. Mena: calcopirita. Mena: galena. Mena: blenda. Mena: bauxita. Mena: cromita. Mercurio (Hg) El mercurio se emplea para la fabricación de termómetros y barómetros. Mena: cinabrio. Oro (Au) Se emplea en joyería y para fabricar monedas. Mena: oro nativo. Plata (Ag) En joyería y para acuñar monedas. Mena: argentita y plata nativa. Platino (Pt) Titanio (Ti) Se utiliza en joyería Se utiliza en y para reacciones materiales espaciales químicas. y aviones. Mena: platino nativo. Mena: ilmenita. Principales recursos minerales no metálicos Potasio (K) Se emplea como fertilizante. Se extrae de rocas evaporíticas tales como la silvina. Fósforo (P) Se usa en la industria química de fertilizantes. Se extrae del apatito. Nitrógeno (N) Se emplea en la elaboración de fertilizantes. Se extrae del nitrato de Chile o nitratina. Azufre (S) Se emplea como fertilizante y para fabricar ácido sulfúrico. Se utiliza como fungicida. Se obtiene de la pirita y el azufre nativo. Calcio (Ca) Carbono (C) Se utiliza en forma Se usa en forma de de yeso gemas y diamantes. Por (CaSO4 2H2O), su dureza se usa como que deshidratado y brocas y utensilios para molido, se emplea cortar y pulir. También en la construcción y es apreciado como en escultura. piedra preciosa. 13

7 La geosfera Sabías que... El carbón y el petróleo son excepciones dentro de las rocas. Aunque no tienen origen mineral, ya que sus componentes son de origen orgánico, se pueden considerar rocas puesto que se formaron por los mismos procesos que estas. 4. Las rocas Las rocas son sólidos inorgánicos de origen natural compuestos por grupos de uno o varios minerales que se unieron durante el mismo proceso de formación Tipos de rocas Las rocas se clasifican según su origen. En función de los procesos por los que se formaron los agregados o conjunto de minerales que las forman tenemos: Tipos de rocas según su origen Ígneas Sedimentarias Metamórficas Se forman a partir del enfriamiento de un magma que se convierte en roca sólida Rocas que presentan fragmentos consolidados de otras rocas, minerales precipitados o fósiles Rocas formadas a partir de procesos de metamorfismo (gran presión o elevadas temperaturas sin llegar a fundirlas) Plutónicas Volcánicas Detríticas Químicas Orgánicas Foliadas No foliadas Diorita Andesita Arcilla Carbonatadas Carbón Pizarra Mármol Gabro Basalto Arenisca No carbonatadas Petróleo Esquisto Anfibolita Granito Sienita Obsidiana Pumita Conglomerado Halita Yeso Calizas Gneis Cuarcita Granito. Basalto. Ígneas o magmáticas: se forman a partir del enfriamiento de un magma que se convierte en roca sólida. Dependiendo del lugar de enfriamiento se puede hablar de: Rocas plutónicas: el enfriamiento del magma ocurre en el interior de la cámara magmática. Ocurre lentamente y da lugar a la formación de distintos minerales perfectamente reconocibles. Así se forman rocas como la diorita, el gabro, el granito o la sienita. Rocas volcánicas: se forman a partir de la lava de los volcanes cuando esta sale al exterior. Se enfrían muy rápidamente, y todos sus componentes lo hacen a la vez, por lo que no se distinguen los minerales que las componen. Así se forman rocas volcánicas como la andesita, el basalto, la obsidiana o la pumita. 14

8 Unidad 4 Sedimentarias: son las rocas formadas a partir de fragmentos arrancados por erosión de rocas ya existentes, que se depositan en cuencas sedimentarias donde dan lugar a: Rocas de origen detrítico: formadas por fragmentos de otras rocas que, después de ser transportadas, se depositan y compactan, cementándose o no. Según el tamaño de los granos tenemos arcillas, areniscas y conglomerados. Rocas de origen químico: formadas por precipitación de materiales con carbonato cálcico (caliza) o sin carbonato cálcico (halita y yeso). Rocas de origen orgánico: formadas a partir de restos de materia orgánica procedentes de vegetales (carbones) o zooplacton y algas (petróleo). Metamórficas: son rocas formadas a partir de la transformación de rocas ígneas o sedimentarias sometidas a procesos de metamorfismo, es decir condiciones de gran presión o elevadas temperaturas (sin llegar a fundirlas). Según su aspecto (textura) podemos establecer dos grandes grupos: Rocas foliadas: tienen capas muy apretadas y paralelas entre sí, como la pizarra y el esquisto (proceden de arcillas) o el gneis (procede del granito). Rocas no foliadas: no presentan capas. Algunos ejemplos característicos son el mármol y la anfibolita (proceden de calizas), y la cuarcita (procedente de la arenisca). Actividades 14. Describe los tipos de rocas que se pueden establecer según su origen. Cita ejemplos. 15. Qué diferencias hay entre rocas plutónicas y rocas volcánicas? 16. Cómo se pueden clasificar las rocas metamórficas? 17. Describe los tipos de rocas sedimentarias que hay dependiendo de su origen. Esquema para la identificación de rocas ígneas A. ROCAS ÍGNEAS. Rocas que presentan aspecto granudo o microgranudo, poroso o vítreo, nunca dispuestas en láminas. Granos dispuestos al azar 1. Rocas con granos minerales visibles a simple vista: 1. Rocas con granos minerales muy pequeños o no visibles a simple vista. 2. Cuarzo abundante (roca clara) 2. Cuarzo escaso (roca más oscura) 9. Con algunos granos minerales 9. Sin granos aparentes. Aspecto vítreo, pastoso o poroso 3. Granos grandes (hasta 1 cm) sobre una pasta, microgranuda 3. Granos de tamaño similar 4. Granos muy pequeños. milimétricos (1-2 mm) 4. Granos mayores 5. Granos medianos (máximo 1 cm) Pórfido granítico Aplita Granito 5. Granos mayores Pegmatita 6. Color rosado Sienita 6. Color más oscuro. nunca rosado 7. Granos grandes sobre pasta microgranuda 7. Granos de tamaño similar Pórfido diorítico 8. Color gris o negro Gabro 8. Abundantes granos verdes (de olivino) Dunita 10. Sílice abundante. Roca clara. Ocasionalmente estratificada Riolita 10. Sílice escasa. Roca oscura. En ocasiones presenta poros de pequeño tamaño y cristales de olivino (verde claro) 11. Roca disgregada en fragmentos porosos, oscuros o negros de algunos centímetros como máximo 11. Roca compacta Basalto Piroclastos 12. Roca clara muy porosa y ligera Pumita 12. Roca no porosa. Oscura y brillante. Vítrea Obsidiana 15