Introducción a la geología Minerales y rocas
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- Diego Rico de la Fuente
- hace 6 años
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1 Introducción a la geología Minerales y rocas (84.07) Mecánica de Suelos y Geología Alejo O. Sfriso: asfriso@fi.uba.ar Juan M. Sitjá y Balbastro: jsitja@srk.com.ar
2 Índice Las ciencias de la Tierra Los minerales Rocas ígneas Rocas sedimentarias Rocas metamórficas 2 Imágenes tomadas de Wikipedia, geology.com y mundogeo.com
3 La Tierra La Tierra está en permanente cambio por procesos geológicos que cambian su superficie, destruyen, deforman y crean nuevas rocas Las fuerzas que motivan este cambio permanente son La energía proporcionada por el Sol El núcleo caliente que se enfría gradualmente La reducción de velocidad de rotación 4mM de años han dado tiempo a incontables ciclos de creación, modificación y destrucción de rocas 3
4 La Tierra Lo que vemos La mayoría de las rocas tienen entre 10 y 500 millones de años Muchas de las rocas que vemos se formaron a miles de metros de profundidad La superficie que vemos es el producto de la erosión de unos pocos millones de años, lo anterior ya no existe La cumbre del Everest es una caliza marina de 300M de años (< 8% de la vida de la Tierra) 4
5 Geología e Ingeniería geológica La Geología estudia la Tierra como objeto científico, desde sus orígenes, composición y forma hasta los procesos naturales que producen su evolución La Ingeniería Geológica (o Geología Aplicada a la Ingeniería) estudia el impacto de las propiedaes de las rocas y macizos rocosos en las obras del hombre 5
6 El ciclo de las rocas 6
7 Índice Las ciencias de la Tierra Los minerales Rocas ígneas Rocas sedimentarias Rocas metamórficas 7 Imágenes tomadas de Wikipedia, geology.com y mundogeo.com
8 Los minerales El mineral es la unidad básica de las rocas Debe ser Inorgánico Natural Sólido Con estructura interna ordenada Composición química fija y determinada 8 (geology.com)
9 Formación Cristalización: a partir del enfriamiento de rocas fundidas (minerales primarios) Metamorfismo: a partir de la recombinación de sustancias químicas por calor, presión y aporte de sustancias químicas (minerales secundarios) Granito 9 Granito: 4.5% corteza, 15% continentes Gneiss: mismos minerales, metamórfica Gneiss
10 Cristalización (min. primarios) Precipitación por descenso de solubilidad de compuestos (descenso de temperatura, presión, vapor de agua, elementos volátiles) Los minerales que se forman dependen de la abundancia relativa de cada elemento Feldespato dspar(microcline)usgov.jpg 10 Feldespato: 60% de la corteza terrestre Cuarcita: +90% cuarzo (recristalización) Cuarcita mmons/b/be/quartzite_2_jpg.jpg
11 Metamorfismo (min. secundarios) Alteración por enfriamiento de minerales primarios inestables a bajas temperaturas, meteorización, o disolución y precipitación Sales Alúmino-silicatos Óxidos e hidróxidos Corte delgado de cuarcita Corte delgado De dunita alterada 11
12 Propiedades de los minerales (para reconocimiento) Químicas Disolución Reacción con ácidos Reacción con otros compuestos Dolinas y cavernas en Chinchero 12 (Sotelo y Asoc)
13 Propiedades de los minerales Físicas Densidad Dureza Eléctricas Magnéticas Sabor Olor Radioactividad 13
14 Propiedades de los minerales Los minerales tienen formas de ruptura características (Wikipedia) Obsidiana (Wikipedia) Muscovita Feldespato 14 Obsidiana: vidrio volcánico (+70% SIO 2 ) no hay estructura: no es mineral Muscovita: mica
15 Clasificación de minerales Silicatos (SiO 2 ) Formadores de roca Metálicos: nativos, óxidos, hidróxidos y sulfuros de metales Sales: sulfatos y carbonatos Otros: nativos no metálicos, fosfatos, haluros Cuarzo (SiO 2 ) Caliza (carbonato) 15 Oro nativo Halita (haluro)
16 Silicatos Silicatos: SiO 2 con elementos adicionales: Al, Fe, Ca, K, Na, Mg Su estructura interna condiciona su hábito externo Aluminosilicatos: Al reemplaza al Si en el tetraedro SiO 4 Cuarzo Feldespato K Silicatos: 95% de la corteza 16 Turmalina Berilo
17 Estructura de silicatos Nesosilicatos Sorosilicatos Ciclosilicatos Inosilicatos (simple y doble) Filosilicatos Tectosilicatos La estructura influye en: Forma cristalina Estabilidad de minerales (P y T) Las propiedades dependen de la estructura mas que de los elementos químicos 17
18 Nesosilicatos Tetraedros individuales de SiO 4 Olivinas Zircón Granate Formas: regulares, equidimensionales, algo elongadas 18 Zircón Olivinas Granates
19 Sorosilicatos 2 ó 3 tetraedros Enlaces covalentes de O Epidoto Hemimorfita Formas prismáticas elongadas derivadas de un sistema cristalino monoclínico Hemimorfita 19 Epidoto
20 Ciclosilicatos De 3 a 6 tetraedros en anillos Enlaces iónicos con metales Berilos (esmeralda), turmalinas Formas Elongadas Poligonales en el eje de crecimiento Berilo 20 Turmalina
21 Inosilicatos Cadenas simples o dobles de tetraedros Anfíboles Piroxenos Formas algo elongadas Tabulares (anfíboles) Prismáticos (piroxenos) Hornblenda (Anf) 21 Augita (Px)
22 Filosilicatos Estructura 2D formando láminas Micas Talco Arcillas Formas Planas Laminares Muscovita (mica Al) Biotita (mica Fe-Mg) 22 Caolinitas al MEB
23 Tectosilicatos Estructura 3D Cuarzo y feldespatos (K y Ca-Na) Formas prismáticas Cuarzo Plagioclasa (Feld Ca-Na) 23 Ortosa (Feld K)
24 Serie de cristalización 24
25 Minerales formadores de yacimientos Yacimiento es todo depósito mineral con interés económico Óxidos Hidróxidos Sulfuros Sulfatos Fosfatos Carbonatos Haluros 25 (Sfriso Bajo La Alumbrera 2014)
26 Índice Las ciencias de la Tierra Los minerales Rocas ígneas Rocas sedimentarias Rocas metamórficas 26
27 El magma Roca fundida con cristales de minerales en suspensión y gases disueltos, especialmente vapor de agua (90%) Hay distintos tipos de magma, de acuerdo a la composición de la roca fundida y las mezclas que sufrió por el contacto con su caja 27
28 Rocas ígneas Intrusivas (o plutónicas): magma solidificado muy lentamente dentro de la corteza Extrusivas (o volcánicas): magma solidificado rápidamente en la superficie Hipabisales: el magma solidifica lentamente en sitios cercanos a la superficie pero dentro de la corteza 28
29 Minerales formadores de rocas ígneas 29 (Bell 2007)
30 Clasificación de rocas ígneas La clasificación mas simple se basa en Color (indica acidez) Tamaño de grano (indica velocidad de enfriamiento) 30 (Walthan 2009)
31 Clasificación de rocas ígneas 31
32 Rocas ígneas Roca plutónica o intrusiva Roca volcánica o extrusiva 32
33 Granito Feld. K (Ortosa) Cuarzo Mica (muscovita) Feld. Alcalino Na-Ca (Plagioclasa) 33
34 Índice Las ciencias de la Tierra Los minerales Rocas ígneas Rocas sedimentarias Rocas metamórficas 34
35 La meteorización La meteorización es la desintegración física y/o la alteración química de una roca Procesos gravitacionales (flujos y deslizamientos) Erosión (eliminación física del material) Transporte 35
36 Depositación El agente de transporte (agua, hielo o viento) pierde competencia para transportar un cierto tamaño de grano Se forman estucturas de deposición que dependen del tipo de transporte 36 (Walthan 2009)
37 Litificación Luego de la deposición, el material será sometido a procesos que aumentan su densidad y resistencia y convierte a los sedimentos sueltos en nuevas rocas Compactación: reducción de volumen por presión y tiempo Cementación: deposición de un mineral transportado por el agua Recristalización: fusión y recristalización local que suelda granos 37
38 Rocas sedimentarias Clásticas Bioclásticas Químicas Margas (mixtas) 38 (Walthan 2009)
39 Rocas sedimentarias clásticas Formadas por la depositación directa de material transportado en suspensión, saltación o rolido Arenisca (arenas) 39 Conglomerado (gravas) Lutita (limos y arcillas)
40 Bioclásticas Acumulación de organismos bióticos (exoesqueleto calcáreo) Corales Bivalvos Cocolitos Dinoflagelados Silicofalgelados Caliza (carbonato) 40
41 Químicas (evaporitas) Precipitación de sales Halita (sal de mesa) Yeso Calizas en salares, lagos y lagunas o mares marginales 41
42 Bioquímicas Precipitación de minerales por inducción de organismos bióticos Corales Esponjas Bivalvas Moluscos Crustáceos 42
43 Índice Las ciencias de la Tierra Los minerales Rocas ígneas Rocas sedimentarias Rocas metamórficas 43
44 Rocas metamórficas Transformación físico-química de otra roca por presión y/o temperatura El metamorfismo puede tener grados: Bajo: puede reconocerse la estructura de la roca originaria Alto: desaparecen estratificación, fósiles y estructura previa 44 (Walthan 2009)
45 Rocas metamórficas La roca metamórfica correspondiente a las rocas carbonáticas (calizas) se conoce como mármol 45 Pizarra Esquisto Gneiss
46 Alteraciones y metasomatismos Alteraciones: procesos de baja presión / temperatura Metasomatismo: sustitución de elementos químicos preexistentes por otros aportados por aguas subterráneas 46
47 Alteración hidrotermal Circulación de agua termal volcánica Agua remueve sustancias Concentra y acumula minerales a medida que pierde solubilidad 47
48 Alteración hidrotermal Pórfidos Halos de alteración concéntricos Sistemas de vetas Brechas asociadas Fuente de Cu, Au, Mb y, Ag, Pb, Zn, Sn 48 Bajo La Alumbrera, Catamarca
49 Alteración hidrotermal (pórfidos) 49
50 Un modelo geológico 4D Procesos de erosión Paleosuperficie (aproximadamente 1000m por millón de años) Superficie actual Brechas de Anh Diatrema Freatomagmática Braden Formación Farellones Mioceno Tardío Intrusión de (Complejo Volcánico Teniente) Lacolito Máfico Alteración Brecha actinolitamagnetita Marginal Pórfido Brechas A Igneas Intrusión Tonalita Intrusión Pórfido Dacitico 50 R. FLOODY, 2002
51 Bibliografía Básica Waltham. Foundations on Engineering geology. Spon Complementaria Bell. Engineering Geology. Elsevier Blyth. A Geology for Engineers. Elsevier Goodman. Engineering Geology. Wiley Price. Engineering Geology. Springer 51
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