SA4. Minerales y rocas

Minerales y rocas

Situación de aprendizaje 4

1. Los minerales

2. Propiedad y utilidad de minerales

3. El ciclo de las rocas

Minerales y rocas

Índice SA4

4. Clasificación de las rocas ígneas

5. Clasificación rocas metamórficas

6. Clasificación rocas sedimentarias

7. Utilidades de las rocas

Cortes geológicos

LOS MINERALES

1. LOS MINERALES

Sólido inorgánico homogéneo de origen natural que posee una estructura cristalina y una composición química definida.

Mineral

-- -

LíquidosEsqueletos o conchas fabricados por los seres vivos Materiales artificiales

No son minerales

Estructura cristalina→

Presenta los átomos ordenados, de manera repetitiva, formando una red tridimensional

Átomos distribuidos sin orden. Ej: vidrio volcánico

Materia amorfa→

1. LOS MINERALES

1.1. Composición química de la corteza terrestre

Tan solo 8 elementos quimicos forman más del 98% de la corteza terrestre

Oxígeno (O)Silicio (Si)

Casi 3/4 partes

elemento químico mayoritario en masa en el conjunto de la Tierra

Hierro (Fe)→

Geodiversidad mineral

4000 minerales

Minerales formadores de rocas; son solo unos cuantos

Minerales petrogenéticos→

-- - -

Silicatos→Carbonatos (calcita, dolomita) Sulfatos (yeso) Haluros (halita)

Constituyen más del 90% del volumen de la corteza

1. LOS MINERALES

1.2. Clasificación de los minerales

Los minerales se clasifican en diferentes clases según cual sea su grupo aniónico

ion con carga negativa

Silicatos

Clase mayoritaria, tanto en número de especies minerales como en abundancia en las rocas

PROPIEDADES Y UTILIDAD DE LOS MINERALES

2. PROPIEDADES Y UTILIDAD DE LOS MINERALES

Para identificar minerales se recurre a una serie de propiedades físicas.

Propiedades que dependen de la composición y la estructura

Propiedades que dependen de la composición del mineral

Propiedades derivadas de la estructura cristalina

Dureza

Hábito

Brillo

Color

Exfoliación

Densidad

2. PROPIEDADES Y UTILIDAD DE LOS MINERALES

Propiedades que dependen de la composición del mineral

Brillo

Color

Metálicos→

Propiedad poco resolutiva

Brillo metálico

Minerales idiocromáticos→

Siempre mismo color (azufre)

Pirita

Minerales que muestran diferentes tonos:

La mayoría, debido a impurezas

Color del mineral

Raya

No metálicos

Azufre (graso)

pulverizado (no cambia)

Brillo vítreo (vidrio) Brillo sedoso (seda) Brillo graso (aceite) Brillo adamantino (diamante)

- - - -

mayoría de no metálicos es blanca

2. PROPIEDADES Y UTILIDAD DE LOS MINERALES

Propiedades derivadas de la estructura cristalina

Hábito

Exfoliación

Planos o superficies de debilidad según la cual se rompen los minerales

Forma que muestran los cristales de un mineral

Alargados o en láminas→

Exfoliación perfecta→

Mica (silicato)

Mica

Cúbicos:

Fractura→

Formas irregulares

Pirita

Galena

Halita

Frágil: mineral fácil de romperTenaz: mineral difícil de romper

--

2. PROPIEDADES Y UTILIDAD DE LOS MINERALES

Propiedades que dependen de la composición y la estructura

Dureza

Densidad

Resistencia que opone un mineral a ser rayado

Relación entre la masa y el volumen que ocupa un mineral

masavolumen

________

densidad =

Cada mineral es rayado por todos los de mayor dureza

--

Propiedad específica de cada mineralPara calcularla se necesita una muestra pura de mineral, balanza y probeta

1→talco→más blando

10→diamante→más duro

2. PROPIEDADES Y UTILIDAD DE LOS MINERALES

2.1. Aplicaciones de los minerales

Mena de metales→

Minerales utilizados como fuente de metales.

Ej: bauxita = mena de Al

- Azufre→fabricación ác. sulfúrico, fungicida

Industria química

- Halita→fuente Na y Cl, conservante, deshielo nevadas

Industria electrónica→

Chips de silicio (cuarzo)

Abrasivos→

Minerales duros que se utilizan para pulir piezas. Ej: corindón

Fertilizantes→

Presentan fósforo (proceden del apatito) y potasio (de la silvina)

Absorbentes→

Camas para gatos (sepiolita)

Energéticos→

Uranio utilizado en centrales nucleares (uraninita)

- Metales preciosos→oro, plata, platino

Joyería

- Piedras preciosas→diamante, rubí, zafiro, esmeralda

EL CICLO DE LAS ROCAS, UNA VISIÓN GLOBAL

3. el ciclo de las rocas, una visión global

Es el conjunto de procesos que una roca puede seguir hasta transformarse en otro tipo de roca.

Componentes del ciclo de las rocas

- Rocas magmáticas, metamórficas y sedimentarias - Sedimentos y magma

Rocas y materiales intermedios

Procesos petrogenéticos→

Formadores de rocas

depósito de sedimentos, movido por energía solar

- Ciclo externo:

fusión rocas y magmatismo por el calor interno de la Tierra

- Ciclo interno:

Ciclo general→

Ciclo ideal que seguiría una roca resultado de la consolidación del magma, a través del ciclo externo e interno, hasta fundirse de nuevo

Caminos alternativos→

Acercan el ciclo general a la compleja realidad

3. el ciclo de las rocas, una visión global

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS

4. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS

Las rocas ígneas o magmáticas son aquellas que se han formado por solidificación del magma

masa mineral fundida que incluye líquidos y gases disueltos

El tipo de roca que se forme a partir de un magma depende de:

controla qué minerales y por tanto qué tipo de roca se formará

Composición del magma→

lugar y velocidad de enfriamiento→Enfriamiento más rápido

Condiciones de la cristalización→

en superficie

Textura

Forma, tamaño y disposición de los granos o cristales que forman una roca

Identificación de la textura de una roca magmática

Distribución de tamaño de los cristales

Tamaño de los cristales

Grado de cristalinidad

4. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS

4.1. Rocas plutónicas

Origen→ enfriamiento lento del magma en el interior terrestre

- Grado cristalinidad: holocristalina - Tamaño de los cristales: fanerítica - Según tamaño cristales: homométrica o heterométrica

Textura

Peridotita

Granito

Diorita

Gabro

Sienita

4. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS

4.1. Rocas plutónicas

cuarzo (gris)

feldespato (blanco)

mica (negro)

Granito

Roca plutónica más abundante (corteza continental) Color→gris o rosado Minerales→cuarzo, feldespato y mica

Gabro

Sienita

Color→oscuro

Color→rosado (por la ortosa) ≠ Granito→no tiene cuarzo

Peridotita

Diorita

Constituye el manto (y es la roca más abundante del planeta) Color→muy oscuro Minerales→piroxeno y olivino

Color→gris

4. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS

4.2. Rocas volcánicas

Origen→ enfriamiento rápido del magma en la superficie

- Grado cristalinidad: hipocristalina o vítrea - Tamaño de los cristales: afanítica

Textura

Textura vacuolar→ textura propia de algunas rocas volcánicas, con oquedades por la liberación de los gases.

En función de su textura y composición mineralógica se diferencian 3 grupos:

Rocas volcánicas

Piroclásticas

Hipocristalinas

Vítrea

4. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS

4.3. Rocas filonianas o subvolcánicas

Origen→

enfriamiento del magma en el superficie en el interior terrestre pero cerca de la superficie

Características intermedias entre las plutónicas y volcánicas

Aplita

Holocristalina, homométrica (grano fino) Color→gris claro Minerales→similar al granito

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS

5. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS

Su textura dependerá de los minerales, presiones y procesos que han formado la roca

Presiones dirigidas provocan ordenación de minerales en planos perpendiculares a la dirección de los esfuerzos

FOLIACIÓN

Clasificación de rocas metamórficas

Foliadas→

disposición de minerales en láminas

Ej: pizarra, esquisto, gneis

No foliadas→

generalmente con textura granoblástica

Ej: mármol, cuarcita

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

6.1. Litificación o diagénesis

Conjunto de procesos por los cuales un sedimento se transforma en roca sedimentaria.

Transformación de un sedimento en roca por:

Procesos diagenéticos

- Solo compactación- Solo cementación - Ambos procesos (más frecuente)

Compactación

Cementación

La diagénesis ocurre en las capas más superficiales de la corteza terrestre

↑ Tª ↑ P

→ METAMORFISMO

Profundidad →

Límite máximo de diagénesis

Arena

Arenisca

Cuarcita

Diagénesis

Metamorfismo

150-250ºC

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

Las rocas sedimentarias se clasifican atendiendo a diversos criterios.

- Origen- Composición

Clasificación más aceptada en función de

Rocas sedimentarias

Rocas sedimentarias detríticas

Rocas sedimentarias no detríticas

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

6.2. Rocas sedimentarias detríticas

- Ruditas (> 2mm)- Arenitas (1/16 a 2mm) - Lutitas (< 1/16 mm)

Formadas a partir de clastos. En función del tamaño de los clastos

fragmentos de otras rocas

En ruditas y arenitas diferenciamos:

Granos de mayor tamaño que forman el armazón de la roca

Trama→

Matriz→

Granos más finos entre la trama

Material aglutinante de la trama y la matriz

Cemento→

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

6.2. Rocas sedimentarias detríticas

ConglomeradosPudingas

Rocas sedimentarias detríticas

Ruditas

Arenitas

Lutitas

Areniscas

LimolitasArcillitas

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

6.3. Rocas sedimentarias no detríticas

Calizas Dolomía Marga

Rocas sedimentarias no detríticas

Rocas carbonatadas

Evaporitas

Rocas organógenas

Carbón Petróleo

Halita Silvina Yeso

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

6.3. Rocas sedimentarias no detríticas: rocas carbonatadas

Son las rocas sedimentarias no detríticas más abundantes

- Calcita: carbonato cálcico (CaCO3)- Dolomita: carbonato cálcico-magnésico

Formadas por

Dolomías

Margas

Calizas

Rocas más importante de este grupo, formada por CaCO3

Rocas compuesta formada por lutitas y calizas

Rocas constituida por carbonato de calcio y magnesio

Tipos de calizas

Intermedias entre detríticas y carbonatadas

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

6.3. Rocas sedimentarias no detríticas: rocas evaporitas

Formadas por la precipitación de sales minerales que estaban disueltas en agua sometidas a intensa evaporación

- Lagos de zonas áridas- Mares interiores con fuerte evaporación

Halita

Silvina

Yeso

Cloruro potásico (KCl)

Sulfato de calcio hidratado (CaSO4 · 2H2O)

Cloruro sódico (NaCl)

6. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS

6.3. Rocas sedimentarias no detríticas: rocas organógenas

Formadas por acumulación de restos de organismos que son alterados.

En su formación participan los seres vivos

- Proporcionando materia orgánica (vegetales o animales)- Alterando la materia orgánica (bacterias anaerobias)

Petróleo

Carbón

A partir de restos animales (plancton y org. marinos)

A partir de restos vegetales en ambientes pobres en O2

bacterias los descomponen

se acumulan en los fondos y se cubren por limos o arcillas que evitan su oxidación

Enriquecimiento en C

bacterias retiran oxígeno y nitrógeno

sedimento se enriquece en C e H

Sapropel

UTILIDADES DE LAS ROCAS

7. UTILIDADES DE LAS ROCAS

Combustibles→

Combustibles fósiles (carbón y petróleo)→principal fuente energía

Obtención de gasolina, butano, plásticos, fibras sintéticas, asfaltos, etc.

Rocas ornamentales→

Cualquier roca que pueda ser cortada y pulida

Mármol, granito, caliza, etc.

Rocas de construcción→

Arenisca, conglomerado, pizzarra.

Aglomerantes→

Se obtienen por transformaciones de rocas; para unir materiales de construcción

Cemento: a partir de caliza triturada, mezclada con arcilla y calentada hasta 1500ºC

Otros materiales de construcción→

Vidrio (fusión de arenas de cuarzo), tejas y ladrillos (arcilla cocida)

Fertilizantes→

Rocas fosfatadas→mejoran productividad del suelo

CORTES GEOLÓGICOS

cortes geológicos

actiVIDADES CORTES GEOLÓGICOS

Para cada uno de los cortes geológicos, establece el orden de deposición de los materiales e indica los acontecimientos y estructuras geológicas que se observan.

Corte 1

Corte 2

cortes geológicos

actiVIDADES CORTES GEOLÓGICOS

Corte 4

Corte 3

Corte 4

cortes geológicos

actiVIDADES CORTES GEOLÓGICOS

Corte 5

Corte 6

Corte 4

cortes geológicos

actiVIDADES CORTES GEOLÓGICOS

Corte 7

Corte 4

Lutitas

Son las rocas sedimentarias más abundantes

Formadas por grano fino (< 1/16 mm).

Limolitas→

Tamaño entre 1/16 - 1/256 mm

diagénesis de limos

2 grupos

Arcillitas→

Tamaño <1/256 mm

diagénesis de arcillas

Textura granoblástica

Los cristales son equidimensionales y forman un mosaico de granos

Cementación

Cemento→sustancias minerales que precipitan en los poros entre los granos y los unen.

Composición y origen de los cementos

--

Proceden de la carbonataciónCemento mayoritario en rocas carbonatadas

Carbonatos (CaCO3)

(calizas, dolomías)

Sílice y óxidos e hidróxidos de hierro

Proceden de la hidrólisis de los silicatosCemento mayoritario en rocas detríticas (areniscas)

--

Rocas carbonatadas: tipos de calizas

Calizas ooliticas

Travertinos

Origen químico (CaCO3 precipita sin acción de organismos)

Precipitados de carbonato junato a manantiales de aguas calcáreas

Estromatolitos

Lumaquela

Origen bioquímico (CaCO3 precipita por acción de cianobacterias)

Acumulación de conchas y otros caparazones

Arenitas

Formadas por granos entre 2 y 1/16 mm

- Arenas (sedimentos sin diagenizar)- Areniscas (rocas)

Arenisca

Constituyen 20% rocas sedimentarias

Grado de cristalinidad

Holocristalina

Hipocristalina

Vítrea

Íntegramente por cristales Enfriamiento lento

Cristales dentro de matriz vítrea Enfriamiento intermedio

Masa amorfa con aspecto de vidrio Enfriamiento muy rápido

Rocas volcánicas piroclásticas

Formadas a partir de piroclastos

fragmentos sólidos expulsados por el volcán

Toba

Brecha volcánica

Unión de piroclastos debido a las ↑ Tª a las que son expulsados

Formada por fragmentos gruesos de rocas volcánicas + lapilli + cenizas

Rocas metamórficas no foliadas

MÁRMOL

CUARCITA

A partir de rocas sedimentarias carbonatadas por metamorfismo regional o de contacto Puede presentar bandeado de impurezas.

A partir de areniscas por metamorfismo regional de grado medio / alto Color del blanco al gris.

Tamaño de los cristales

Afanítica o microcristalina

Fanerítica o macrocristalina

Cristales no visibles a simple vista Enfriamiento rápido

Cristales visibles a simple vista (<1mm) Enfriamiento lento

Rocas volcánicas vítreas

Masa amorfa con aspecto de vidrio

Pumita

Obsidiana

- Textura vacuolar (muchas oquedades) - Color→claro - Minerales→similar a riolita o traquita - Baja densidad (flota en agua)

- Pocas/sin oquedades - Color→negro - Minerales→muy variada - Fractura concoidea

Compactación

Reducción del volumen ocupado por un sedimento como consecuencia del depósito de nuevos materiales sobre ellos.

Fragmentos rocosos

Agua

1. Acumulación de sedimentos

2. Compactación

Presión litostática→

Reduce los huecos (poros)

Se reduce el agua contenida en los sedimentos

No todos los sedimentos se compactan igual: ↓tamaño grano →↑reducción de volumen

limos arcillas

Rocas metamórficas foliadas

Esquisto

Pizarra

Gneis

No se divide en láminas Formada por metamorfismo regional de grado alto

Foliación ondulada Formada por metamorfismo regional de grado medio

Foliación en láminas planas Formada por metamorfismo regional de grado bajo

Distribución de tamaño de los cristales

Heterométrica o inequigranular

Homométrica o equigranular

Porfídica

Cristales de tamaño similar

Caso extremo de heterométrica Cristales muy grandes:

Cristales de tamaño diferente

fenocristales

Rocas volcánicas hipocristalinas

Presentan cristales dentro de matriz vítrea

Basalto

Roca volcánica más abundante (CO)

- Color→ oscuro, casi negro - Minerales→similar al gabro

Observamos fenocristales

Riolita

Traquita

Andesita

- Color→ claro - Minerales→similar a sienita

- Color→ claro - Minerales→similar al granito

- Color→ gris +/- oscuro - Minerales→similar a diorita

Ruditas

- Gravas (sedimentos sin diagenizar)- Conglomerados (rocas)

Formadas por clastos de >2 mm

Conglomerado tipo pudinga

Conglomerado tipo brecha

Cantos redondeados (largo transporte)

Cantos angulosos (transporte corto)

Rocas organógenas: tipos de carbones

Turba

Lignito

Hulla

Antracita

Hulla

Turba

- Carbón de color negro brillante, formado por ↑ P y Tª a partir del lignito - 75-90% C

- Carbón de color pardo donde se aprecian restos vegetales - 50-55% C

Lignito

Antracita

- Roca metamórfica, tras someterse a mayores P y Tª la hulla - >90% C

- Color pardo oscuro o negro, formado por compactación de la turba - 55-75% C

Ejemplos de caminos alternativos

Roca sedimentaria puede ser desenterrada y volver a experimentar un nuevo ciclo externo

Roca metamórfica

Puede ser desenterrada sin pasar por la fusión; por ello las encontramos en superficie

Pueden ser resultado de metamorfismo de rocas ígneas o de otras rocas metamórficas sin pasar por el ciclo externo