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Tema 4 minerales los componentes de las rocas

Minerales

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Tema 4 minerales los componentes de las rocas

  1. 1. 4 Minerales: Los componentes de las rocas
  2. 2. Minerales y rocas Minerales: Son los componentes básicos de la porción sólida del universo Su estudio es muy interesante por razones científicas y económicas Aportan información sobre los ambientes en los que se formaron (muy variados) Suministran datos sobre ambientes del pasado (tª o composición del agua) Ayuda a explicar fenómenos geológicos macroscópicos Son un recurso natural con variada utilidad y alto valor económico
  3. 3. Minerales y rocas ¿Qué es un mineral? Mineral: Es un sólido natural y homogéneo formado por procesos inorgánicos, con una disposición atómica ordenada y una composición química y propiedades físicas fijas o dentro de un rango limitado Sólido natural: Son resultados de procesos naturales. El mercurio se considera un mineraloide y el agua lo es en estado sólido Por procesos inorgánicos: Se excluye la intervención de los seres vivos. Excepto algunos, como la calcita de los caparazones de los moluscos Disposición atómica ordenada: Sus átomos se disponen formando redes tridimensionales. En condiciones favorables macroscópicamente se ven caras, aristas y vértices Composición química y propiedades físicas fijas: Tienen una formula química determinada. De esa composición y estructura derivan sus propiedades físicas que permiten su identificación y hacen que tengan diferentes aplicaciones
  4. 4. Minerales y rocas ¿Qué es un mineral? LOS MINERALESTienen una ESTRUCTURA CRISTALINA Sus átomos se ordenan formando una UN SOLO ELEMENTO COMPUESTOS •Azufre •Diamante •Oro •Cuarzo •Halita •Silicatos Formada por Estructura cristalina de la HalitaSi cambia cualquiera de estas dos propiedades, cambia el mineral. COMPOSICIÓN QUÍMICA
  5. 5. Minerales y rocas Rocas y minerales ROCAS: Son la unión de uno o de varios minerales MINERALES: Sólidos inorgánicos naturales con composición química definida y estructura cristalina Forman Se forma solo por calcita Caliza Formado por su mineral homónimo YesoConstituido por cuarzo, feldespato y mica Granito Los minerales de las rocas siguen conservando sus propiedades
  6. 6. Minerales y rocas Rocas y minerales La definición de roca es menos restrictiva que la de mineral Hay rocas formadas por materia no estrictamente mineral: Obsidiana y pumita El carbón y el petróleo son rocas organógenas sólidas y líquidas
  7. 7. Sus átomos se disponen ordenadamente Cristalografía: los minerales por dentro Minerales Tienen 2 características básicas Son sólidos Estado sólidoPasa a Hay dos posibilidades 1 Sólidos AMORFOS Átomos o moléculas se disponen desordenadamente 2 Cuerpos CRISTALINOS Átomos o moléculas adoptan una disposición ordenada
  8. 8. Mismos componentes en todas las zonas Cristalografía: los minerales por dentro Según la dirección varían las distancias entre elementos. Las propiedades varían con la direcciónDesde cada componente se encuentran puntos equidistantes en determinadas direcciones
  9. 9. Cristalografía: los minerales por dentro Elementos geométricos de un cristal Forma del cristal: Conjunto de caras con idénticas propiedades. Es el reflejo de la organización interna de los átomos Hábito cristalino: Aspecto macroscópico del mineral. Depende de las condiciones cuando se forma el cristal y de su apariencia cuando se agregan
  10. 10. Cristalografía: los minerales por dentro Elementos geométricos de un cristal ELEMENTOS CRISTALOGRÁFICOS Sistema de coordenadas en el espacio con tres ejes que forman tres ángulos. Definen la celdilla unidad que según se oriente en el espacio condiciona la apariencia de los cristales minerales
  11. 11. Cristalografía: los minerales por dentro Redes cristalinas La disposición ordenada de los componentes hace que aparezcan elementos de simetría (ejes, planos y centros) Combinados forman los poliedros de los 7 sistemas cristalinos De combinar los 7 poliedros con la posición de los nudos surgen las 14 redes de Bravais
  12. 12. Propiedades físicas de los minerales Se utilizan para identificar los minerales DENSIDAD V M d Relación entre la masa y el volumen de un mineral Se suele expresar en: g/cm3 Se necesita una muestra pura de mineral y muchos minerales tienen densidades parecidas PESO ESPECÍFICO Relación entre el peso de un mineral y el de un volumen igual de agua a 4ºC Es constante y útil para identificar, sobre todo gemas y piedras preciosas. Depende de los átomos que forman el mineral y de su empaquetamiento
  13. 13. Propiedades físicas de los minerales DUREZA Resistencia a ser rayada de la superficie lisa de un mineral. Depende del tipo de red cristalina y de los enlace entre sus átomos Es muy útil y se usa de referencia la escala de Mohs
  14. 14. Propiedades físicas de los minerales DUREZA
  15. 15. Propiedades físicas de los minerales TENACIDAD Resistencia que ofrece un mineral a ser roto o molido. Si es elevada el mineral es tenaz y es frágil si se rompe o reduce a polvo con facilidad Maleable: Se sacan de él hojas delgadas Séctil: Se puede cortar en virutas con un cuchillo Dúctil: Se estira en forma de hilo Flexible: Al doblarse no recupera la forma original Elástico: Al doblarse recupera la forma original
  16. 16. Propiedades físicas de los minerales EXFOLIACIÓN Tendencia de un mineral a romperse a lo largo de planos de enlaces débiles Puede ser prefecta, buena, regular, débil o ausente
  17. 17. Propiedades físicas de los minerales FRACTURA Cuando los minerales se rompen sin exfoliarse Concoidea: Muestra una superficie lisa que recuerda el interior de una concha Fibrosa o astillosa: Se rompe formando fibras o astillas Ganchuda: Superficie de ruptura irregular, dentada o con filos puntiagudos Desigual o irregular: El mineral se rompe en fragmentos irregulares
  18. 18. Propiedades físicas de los minerales COLOR Hay minerales con color constante, característico e invariable (idiocromáticos) Otros muestran variedad de colores (alocromáticos)
  19. 19. Propiedades físicas de los minerales RAYA Es el color del polvo que resulta al rayar un mineral Se obtiene al frotar el mineral con una placa de porcelana. Es fijo y no tiene por qué coincidir con el color
  20. 20. Propiedades físicas de los minerales BRILLO Aspecto de la luz reflejada sobre la superficie de un mineral Se describe con analogía con objetos corrientes: metálico, vítreo, perlado, adamantino, sedoso,…
  21. 21. Clasificación de los minerales METÁLICOS ELEMENTOS NATIVOS NO METÁLICOS HALOGENUROS O HALUROS CARBONATOS SULFATOS SILICATOSFOSFATOS LOS MINERALES El criterio más usado para clasificar es el químico. Problema el 90% de los minerales son silicatos SULFUROS Y SULFOSALES ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS La clasificación químico-estructural diferencia 8 grupos
  22. 22. Propiedades físicas: Buenos conductores térmicos y eléctricos, plasticidad, ductilidad, absorben radiaciones, opacos y brillo metálico Clasificación de los minerales Elementos nativos Minerales compuestos por un solo elemento METÁLICOS Átomos unidos por enlaces metálicos y empaquetados de forma compacta Grupo del oro: Au, Ag, Cu y Pb Grupo del platino: Pt y Pd Grupo del hierro: Fe Son escasos y se concentran dando lugar a yacimientos NO METÁLICOS Muy variados estructuralmente Azufre Cristales del sistema rómbico, bajo punto de fusión, amarillo, raya blanca y muy blando Carbono Diamante: dureza 10, elevado punto de fusión y cristalización cúbica Grafito: Cristalización hexagonal, fusión a 3.000ºC, negro o gris oscuro, brillo metálico y blando
  23. 23. Clasificación de los minerales Halogenuros o haluros Combinaciones de un elemento halógeno y un metal Composición casi siempre sencilla y son normalmente solubles en agua. Raya blanca por su brillo no metálico
  24. 24. Clasificación de los minerales Sulfuros y sulfosales Combinaciones sin oxígenos de metales y metaloides Muchos tienen importancia económica (por tener Fe, Pb y Zn) y la mayoría cristalizan en el sistema cúbico
  25. 25. Clasificación de los minerales Óxidos e hidróxidos Combinaciones de O y OH asociados a metales Excluyendo al grupo de la sílice (SiO2) son el 5% de la litosfera
  26. 26. Clasificación de los minerales Carbonatos Son sales del ácido carbónico(H2CO3)
  27. 27. Clasificación de los minerales Sulfatos Son sales del ácido sulfúrico (H2SO4)
  28. 28. Clasificación de los minerales Fosfatos El complejo aniónico es (PO4 3-)
  29. 29. Clasificación de los minerales Silicatos Contienen sílice (SiO2) Son el 90% de la corteza, el 25% de los minerales conocidos y el 40% de los minerales petrogénicos • Su estructura básica es el tetraedro silicio – oxígeno (Sílice u óxido de silicio)
  30. 30. Clasificación de los minerales Silicatos GRUPO MINERAL ESTRUCTURA CRISTALINA IDEALIZADA Olivino Piroxenos Anfiboles Micas Feldespatos Cuarzos Olivino Augita Hornblenda Biotita Moscovita Ortosa Plagioclasa Cuarzo Tetraedros independientes Cadenas sencillas Cadenas dobles Láminas Redes tridimensionales
  31. 31. Formación, evolución y transformación de los minerales Mecanismos de formación de los minerales Cristalización a partir de fluidos Transformación en estado sólido o Enfriamiento del magma o Evaporación de una disolución acuosa o Sublimación de un gas Típicos de procesos ígneos y sedimentarios Intervienen cambios de presión, temperatura y presencia de fluidos Típicos de procesos metamórficos Cada mineral tiene un rango de P y tª en el que es estable, fuera del rango se vuelve inestable y se transforma en otro mineral
  32. 32. Formación, evolución y transformación de los minerales Diagramas de fases y estabilidad mineral Diagrama de fases Son gráficas que expresan el comportamiento de sólidos, líquidos y gases ante la variación de presión y temperatura Indican que mineral es estable para cada condiciones de p y T Punto triple: Condiciones donde coexisten las tres fases (hielo, agua y vapor) Punto crítico: La fase de agua y de vapor se hacen indistinguibles. Y lo que hay es un fluido acuoso supercrítico Los fluidos acuosos supercríticos poseen características de gases y líquidos: Buenos disolventes como los líquidos y se transportan como gases
  33. 33. Formación, evolución y transformación de los minerales Regla de las fases de Gibbs Una roca no puede tener un nº ilimitado de minerales en equilibrio. Ese número se restringe por la regla de las fases de Gibbs F + L = C + 2 F: número de fases de un sistema (minerales)
  34. 34. Formación, evolución y transformación de los minerales Ejemplos de diagramas de fases La forma estable del carbono a bajas presiones en un amplio rango de tª es el grafito A altas presiones la forma estable es el diamante Grafito y diamante son minerales polimorfos (=composición ≠estructura cristalina) Cada mineral tiene su rango de presión y tª en la que es estable. Si varían la condiciones, la estructura cristalina deja de ser estables y los átomos se reorganizan formando cristales diferentes que serán estables en esas nuevas condiciones Minerales isomorfos: ≠composición=estructura cristalina

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