TEMA 3: MINERALES Y ROCAS

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1 TEMA 3: MINERALES Y ROCAS

2 1. LOS MINERALES DEFINICIÓN: Un mineral es un sólido natural, inorgánico y homogéneo, con una composición química definida, una disposición atómica ordenada (estructura cristalina) y unas propiedades físicas características ESTRUCTURA CRISTALINA. Todos los minerales son sólidos cristalinos, es decir, presentan una ordenación interna de átomos, iones o moléculas, que forman redes cristalinas. Cuando las condiciones de cristalización son óptimas (composición química adecuada, condiciones físicas idóneas, espacio y tiempo) se forman cristales delimitados por caras geométricas definidas. ELEMENTOS DE SIMETRÍA Eje de simetría: línea imaginaria, alrededor de la cual se puede girar y se repite la estructura. Binarios (180º) Ternarios (120º) Cuaternarios (90º) Senarios (60º) Plano de simetría: divide a la figura en dos partes iguales, una la imagen especular de la otra.

3 1.1. ESTRUCTURA CRISTALINA. Las redes cristalinas están definidas por: Ejes cristalográficos (a, b y c). Ángulos que forman entre ellos (alfa, beta y gamma). Elementos de simetría: Ejes de simetría Planos de simetría Los grupos de redes de características semejantes se agrupan en los siete sistemas cristalinos.

4 1.2.PROPIEDADES QUÍMICO-ESTRUCTURALES Isomorfismo: Dos o más sustancias minerales presentan idénticas estructuras cristalinas pero diferente composición química. Serie isomorfa del olivino: Sistema rómbico. Fayalita (Fe2 SiO4)- Forsterita (Mg2SiO4) Serie isomorfa de las plagioclasas: Sistema triclínico. Albita (NaAlSi 3 O8)-Anortita (Ca2Al2Si3O8) Polimorfismo: Dos minerales tienen idéntica composición química pero presentan diferente estructura cristalina. Calcita (sistema romboédrico) - Aragonito (sistema rómbico): CaCO3 Grafito (sistema hexagonal) - Diamante (sistema cúbico: C

5 1.2.PROPIEDADES FÍSICAS Dureza: Resistencia que tiene un mineral a ser rayado. Escala de Mohs. Brillo: Aspecto general de la superficie de un mineral cuando en él se refleja la luz. Metálico No metálico: vítreo, resinoso, nacarado, graso, sedoso, adamantino,... Exfoliación: Capacidad que tienen algunos minerales de romperse por determinados planos cristalográficos. Fractura: Determinados minerales se rompen de forma irregular y no a través de planos de exfoliación. Concoidea, fibrosa y ganchuda.

6 1.2.PROPIEDADES FÍSICAS (continuación) Propiedades magnéticas: Comportamiento ante un campo magnético. Diamagnéticos. No se imantan y son repelidos. Calcita y cuarzo. Paramagnéticos. Se imantan débilmente. Hematites y siderita. Ferromagnéticos. Se imantan fuertemente y mantienen el magnetismo. Magnetita. Propiedades eléctricas. Piroeléctricos : Aparecen cargas con el calor. turmalina. Piezoeléctricos: aparecen cargas con los esfuerzos. Cuarzo. Tenacidad: Es la resistencia de un mineral a ser partido. Frágil, maleable,, dúctil y flexible. Color: Es variable en algunos minerales y fijo para otros. El color de la raya, se produce al frotar el mineral con una placa de porcelana, y es fijo. Luminiscencia: Emisión de luz al recibir energía. Fluorescencia (UVA, y dura poco) y fosforescencia (con el aumento de la temperatura, y dura más)

7 2. CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES. Elementos nativos: oro, plata, cobre, azufre, grafito, diamante,. Sulfuros: pirita (Fe), calcopirita(cu, Fe), cinabrio (Hg), galena (Pb), blenda (Zn),. Óxidos e hidróxidos: con metales. Oligisto y magnetita (óxido hierro), casiterita (óxido estaño), pirolusita (oxido manganeso), corindón (óxido aluminio) goethita (FeO(OH)) Haluros: Halita (NaCl), silvina(kcl), fluorita (CaF2). Carbonatos: Ión CO 3 2- :calcita, siderita,, dolomita, aragonito, azurita, malaquita,. Nitratos y boratos: nitratina, bórax,. Fosfatos: (PO 4 3- ) apatito, turquesa,.

8 2. CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES. Sulfatos: yeso, anhidrita, baritina,. Wolframatos: wolframita. (WO 4 2- con cationes metálicos) Silicatos: minerales petrogenéticos fundamentales, constituyen el 92% de la composición mineralógica de las rocas de la corteza terrestre.

9 Silicatos (1/3 de los minerales) Unidad estructural básica de los silicatos.: SiO 4 4- Son tetraedros donde el Si está en el centro y los O en las cuatro valencias, quedando 4 cargas negativas rodeándolo. Los oxígenos se pueden unir a otros tetraedros o a otros cationes conformando los distintos tipos de silicatos por polimerización de sus vértices.

10 TIPOS DE SILICATOS NESOSILICATOS: tetraedros independientes, los tetraedros se unen a través de los cationes (SiO 4 4- ) Olivino, granates, andalucita, etc. SOROSILICATOS: tetraedros unidos de dos en dos compartiendo un oxígeno. Las seis cargas serán saturadas con cationes (Si 2 O 7 6- ) Epidota CICLOSILICATOS: tetraedros que comparten dos oxígenos con tetraedros vecinos, formando anillos de 3, 4 y 6 tetraedros. Las más frecuentes son de seis tetraedros (Si 8 O ) Berilo, cordierita y turmalinas.

11 TIPOS DE SILICATOS (continuación) INOSILICATOS: tetraedros dispuestos linealmente formando cadenas de longitud indefinida. Las cadenas de tetraedros se unen a través de los cationes (SiO 3 2- ) Piroxenos: una cadena. augita. Anfíboles: cadenas dobles horblenda FILOSILICATOS: tetraedros unidos comparten tres oxígenos formando láminas de límite indefinido.(si 2 O 5 2- ) Bilaminares: dos capas de láminas. caolinita, sepentina. Trilaminares: tres capas. Talco, micas (moscovita y biotita)

12 TIPOS DE SILICATOS (continuación) TECTOSILICATOS: tetraedros dispuestos compartiendo los 4 oxígenos del tetraedro, formando una red tridimensional. (SiO 2 ) Grupo de la silice: cuarzo. Grupo de los feldespatos: El Si es sustituido por Al 3+ que crea un déficit de carga y se completa con otros cationes de K +, Na +, y Ca 2+. Sistema ternario Albita, feldespato potásico y anortita.

13 TIPOS DE SILICATOS (continuación) TECTOSILICATOS: sistema ternario

14 3. MINERALES DE INTERÉS ECONÓMICO 3.1. MENAS Menas: Mineral del cual se pueden extraer metales mediante procesos metalúrgicos (menas metálicas) o bien sustancias no metálicas. Menas de hierro: Oligisto, goethita, magnetita y siderita. Menas de aluminio: Bohemita y gibbsita. Mena de cobre: calcopirita. Mena de plomo: galena. Mena de zinc: blenda o esfarelita. Mena de estaño: casiterita. Menas de níquel: petlandita y skutterudita Menas de uranio: uraninita o pechblenda Menas de wolframio: wolframita y scheelita Menas de mercurio: cinabrio Menas no metálicas: halita (de Na y Cl), fluorita (Fluor)

15 3. MINERALES DE INTERÉS ECONÓMICO (continuación) 3.2. MINERALES INDUSTRIALES Minerales industriales: se usan como tales en la industria. Cuarzo: elaboración de vidrio,. Feldespato: elaboración de porcelana. Halita: Industria alimentaria. Yeso: Construcción, decoración, medicina, escultura,. Silvina: Producción de fertilizantes potásicos. Fluorita: Como fundente en la fabricación de acero, obtención de lentes en óptica. Grafito: Fabricar grafeno, minas de lápices,. Azufre: Obtención de ácido sulfúrico. Talco: Lubricante sólido, cerámica y cosméticos. Caolininta: Elaboración del papel, cerámica, plásticos, pinturas, cemento, vidrio, fármacos, cosméticos, fertilizantes,. Sepiolita: Fabricación de filtros para boquillas, arenas de gatos,. Nitratina o nitrato de Chile: Sirve como fertilizante y en la fabricación de explosivos Minerales utilizados en joyería: diamante, corindón (rubí y zafiro), esmeralda (variedad de berilo), crisoberilo (Alejandrita y ojo de gato), topacio, etc Esmeralda Fluorita Rubí Azufre

16 4. LAS ROCAS DEFINICIÓN: son agregados naturales de minerales que se forman por procesos geológicos: sedimentario, metamórfico ó magmático Clasificación: se clasifican según su origen: Magmáticas. Proceden del enfriamiento y solidificación de un magma. Metamórficas: se forman por transformaciones físico-químicas de otras rocas preexistentes al profundizar en la corteza sin llegar a fundirse. Sedimentarias: se forman a partir de sedimentos por los procesos sedimentarios de meteorización, erosión, transporte, sedimentación y diagénesis.

17 4.1.LAS ROCAS MAGMÁTICAS Las rocas magmáticas se forman al cristalizarse los minerales que se encuentran en el magma cuando este va perdiendo temperatura. El magma que sale por los volcanes y cristaliza en superficie de una manera muy rápida, formando las rocas volcánicas, con textura microcristalina, vítrea, porfídica o vacuolar. Y el que cristaliza en las vías de ascenso hacia la superficie forma las rocas filonianas.

18 4.2. LAS ROCAS METAMÓRFICAS Se forman por transformaciones físico-químicas de otras rocas preexistentes al profundizar en la corteza sin llegar a fundirse. Se diferencian por su textura y su composición mineralógica. Las texturas más frecuentes son las siguientes:

19 Clasificación: Rocas orientadas o con foliación. Metamorfismo regional, con minerales hojosos. Pizarras Esquistos Gneis Rocas no orientadas. Tres tipos de metamorfismo. De contacto (térmico). Recristalización (cornubianitas) De presión. Rotura y brechificación. (brechas de falla) Regional.(Presión y temperatura) Rocas hojosas y con textura granuda LAS ROCAS METAMÓRFICAS

20 4.3. LAS ROCAS SEDIMENTARIAS Definición: Se forman por Forma de las partículas procesos sedimentariosmeteorización, erosión, transporte, sedimentación y diagénesis- en cuencas sedimentarias. Redondeadas Angulosas. Clasificación en dos grandes Tamaño de las partículas grupos: Rocas detríticas: formadas de por la acumulación de restos de rocas madres en las cuencas sedimentarias (conglomerados, areniscas, Equigranulares Poligranulares limolitas y arcillas, en función Composición de las partículas del tamaño de grano). Rocas no detríticas: Carbonatadas, evaporíticas, fosfatadas, silíceas, alumínico- ferruginosas y organógenas Monogénicas Poligénicas Las. texturas de las rocas sedimentarias detríticas dependen de la forma, del tamaño y de la naturaleza o composición de las partículas

21 5. IMPORTANCIA ECONÓMICA DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS. Usos de las rocas magmáticas: Áridos Sillares para la construcción de edificios y monumentos Rocas ornamentales Usos de las rocas metamórficas Mármol: roca ornamental, escultura, revestimiento Gneises y esquistos: roca ornamental. Pizarras para techar. Cuarcitas y pizarras cuarzosas: construcción de muros y paredes exteriores. Áridos Usos de las rocas sedimentarias Uso industrial: Arcillas: fabricación de cerámica, ladrillos, tejas, porcelana. Arenas y areniscas cuarzosas: fabricación de vidrios. Calizas: fabricación de cemento. Evaporitas: fabricación de abonos potásicos o productos químicos del Cloro o el sodio.

22 . 5. IMPORTANCIA ECONÓMICA DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS (continuación) Usos de las rocas sedimentarias (continuación) Construcción: Calizas y areniscas: como sillares para construir paredes y muros. Rocas ornamentales Cales y yesos utilizados como morteros, para lucir o pintar. Arenas y gravas, junto con cemento, dan lugar al hormigón. Uso energético: Rocas organógenas (carbones y petróleos)

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