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• Leard Rafael Peralta Malaver

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CAPITULO VII

MINERALOGÍA

Tema a tratar 7.1. Que es la mineralogía. 7.2. Conceptos de cristal y mineral. 7.3. Formación de cristales y minerales. 7.4. Tipos de enlaces entre átomos. 7.5. Red cristalina. 7.6. Propiedades de los minerales. 7.7. Clasificación de los minerales. 7.8. Mineralogénesis. 7.9. Magma. 7.10. Serie de Bowen. 7.11. Tipos de rocas y procesos de formación. 7.12. Ciclo de las rocas.

¿Qué es la mineralogía? Tal como lo dice su nombre, la mineralogía es una ciencia que estudia a los minerales, su comportamiento y su interacción con otros elementos naturales, su ubicación terrestre y subterránea; en otras palabras, todo lo relativo a este tipo de elementos. Debido a que gran parte de los minerales se encuentran bajo o dentro de la tierra, la mineralogía forma parte de una ciencia mayor que es la geología y que estudia los diferentes estratos del planeta Tierra. La mineralogía es una ciencia de vital importancia no sólo para llevar a cabo actividades productivas que impliquen la extracción de minerales, si no también para conocer los diferentes tipos de terrenos, su peligrosidad, etc.

Se subdivide en:

Se subdivide en:

Se subdivide en:  Cristalografía: estudio de la geometría interna y externa de los cristales.  Mineralogía química: estudio de la estructura química y propiedades de los minerales.  Mineralogía física: estudio de las propiedades

físicas de los minerales.

Conceptos de roca, cristal y mineral En Ingeniería de minas NO se utiliza la palabra piedra. Siempre hablaremos de minerales y rocas.  Roca: Materia de minerales asociados de manera natural que en cantidades considerables forma parte de la masa terrestre.

 Mineral: Sustancia inorgánica existente en la corteza

terrestre que está formada por uno o varios elementos químicos.

Cristal: El término cristal se refiere a la expresión externa de ese orden interno que presentan las sustancias cristalinas, representada por caras planas.

El desarrollo de un cristal depende de las condiciones en las que el mineral se formo (espacio, tiempo)

Cristalización En función de cómo se combinan los factores de la cristalización tendremos distintos tipos de sustancias cristalinas: Macrocristalina: Los cristales se ven a simple vista Microcristalina: los cristales se reconocen con microscopio petrográfico. Criptocristalina: los cristales y la estructura cristalina se reconocen por difracción de Rayos X. Amorfa: no presenta estructura cristalina

Por lo tanto una sustancia para ser un mineral, tiene que cumplir las siguientes condiciones: 1. Sólido 2. Natural 3. Inorgánico

4. Composición química fija 5. Estructura cristalina

Variaciones en composición y estructura cristalina a) Impurezas

La mayoría de los minerales contiene iones no estructurales incluidos en la estructura cristalina. b) Polimorfismo Ej. Carbono nativo, diamante, grafito. Presentan diferente enlace atómico y sus condiciones de formación son distintas.

Diamante

Grafito

 Existen rocas como la caliza o el mármol formadas por un

solo mineral, la calcita. Denominadas monominerales  Las rocas se clasifican según el proceso que las originó y

no su composición química Para identificar las rocas, nos basaremos en:  Composición mineralógica  Disposición de los minerales (textura)

Formación de minerales y cristales 1) Precipitación: saturación de soluciones. 2) Solidificación de fundidos: material en estado fundido magmas, aguas, etc.

3) Sublimación: fumarolas volcánicas por la bajada brusca de temperatura.

LOS MINERALES

PROPIEDADES DE LOS MINERALES  Identificar las propiedades de un mineral, nos permiten reconocerlo,

saber su composición y su utilidad sin hacer análisis químico.  Un par de propiedades nos permiten identificar un mineral.

Las propiedades se dividen en :

1) PROPIEDADES FÍSICAS Las más importantes son: densidad, propiedades magnéticas, propiedades eléctricas, forma y hábito.

1.1) Densidad Es la relación entre masa de un mineral y el volumen que ocupa. Se expresa en g/cm3. Se clasifican en ligeros, normales y pesados

1.2) Propiedades magnéticas Propiedad relacionada con el contenido de hierro (Fe) de un mineral.  Ferromagnéticos (magnetita)  Paramagnéticos (hematites y siderita)  Diamagnéticos( azufre y cuarzo)

1.3) Forma o hábito Describe el aspecto y forma que presentan los minerales. El hábito se encuentra determinado por las condiciones ambientales de formación y es reflejo de la estructura cristalina. Un mismo mineral puede aparecer bajo hábitos diferentes

1.4) Propiedades eléctricas Conductividad es la facilidad de un mineral para transmitir la corriente eléctrica (metales nativos, sulfuros y óxidos metálicos)

2) PROPIEDADES OPTICAS Son propiedades que se producen al incidir la luz sobre un mineral: brillo, transparencia, color, luminiscencia y doble refracción

2.1) Brillo Describe el aspecto que presenta la superficie del mineral cuando refleja la luz. El brillo de un mineral puede ser vítreo, metálico, adamantino y sedoso

2.2) Transparencia Según permitan el paso de la luz, se pueden clasificar en: transparente, translúcido y opaco

2.3) Color Es el color que presenta el mineral. Es determinante en algunos minerales como azurita (azul), olivino (verde oliva), azufre (amarillo), malaquita (verde)

2.4) Luminiscencia Algunos minerales, como la fluorita, emiten luz al ser iluminados con luz ultravioleta.

2.5) Doble refracción Algunos minerales, como la calcita, desvían la luz formando una doble imagen.

3) PROPIEDADES MECÁNICAS 3.1) Dureza Resistencia que ofrece la superficie de un mineral a ser rayada. Mientras mayor sea la fuerza de enlace, mayor será la dureza

Se utiliza la escala Mohs que toma como referencia 10 minerales y sus durezas relativas

3.2) Para describir otras propiedades mecánicas, se emplean términos como los siguientes:  Tenaz

 Frágil  Dúctil  Maleable  Elástico

4) PROPIEDADES QUÍMICAS Miden la capacidad de reaccionar con otras sustancias. Algunas propiedades pueden ser percibidas por los sentidos como sabor (solubilidad) y olor (contenido en azufre)

4.1) Solubilidad Formación de una disolución en agua, como el yeso. Algunos minerales poseen sabor salado, como la halita

4.2) Reacción como ácidos La calcita reacciona con el ácido clorhídrico y se descompone desprendiendo dióxido de carbono.

CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES Se clasifican de acuerdo a su composición química, recibiendo las clases en las que se ordenan el nombre del tipo de compuesto químico

Los silicatos, constituyen la mayor parte de las rocas terrestres

No silicatos: 1) Elementos nativos (metales, semimetales y no metales) 2) Sulfuros 3) Haluros

4) Óxidos e hidróxidos 5) Carbonatos 6) Sulfatos

7) Fosfatos  Constituyen el 8 % de los minerales

Silicatos Características físicas - Brillo no metálico - Dureza elevada Generalidades - Constituye el 92% de la corteza terrestre - Componentes mayoritarios de los suelos

Se clasifican en 6 clases:  Nesosilicatos  Sorosilicatos

 Ciclosilicatos  Inosilicatos  Filosilicatos

 Tectosilicatos

a) Nesosilicatos Los nesosilicatos, llamados también ortosilicatos, son una división de minerales de la clase silicatos compuestos por átomos de silicio y oxígeno unidos por enlace covalente, con uniones iónicas con cationes muy diversos, produciendo los distintos minerales que componen esta familia.

b) Sorosilicatos

c) Ciclosilicatos

d) Inosilicatos

e) Filosilicatos

f) Tectosilicatos

MINERALOGÉNESIS Los minerales son los productos de los procesos físicoquímicos naturales y los componentes de las rocas y diferentes yacimientos. Los procesos geológicos debido a los cuales se forman los minerales, se dividen por la fuente de energía:  Endógenos, formados en los procesos que transcurren a

cuenta de la energía térmica interna del globo terrestre.  Exógenos, ligados con la acción de la atmósfera, hidrosfera y la biosfera.

 Magma

 Proceso de fusión

Elevación de la temperatura por encima del punto de fusión (PF) de la roca.

¿Cómo se forma el magma? Factores que pueden desencadenar la fusión: 1) Calor

 

La temperatura aumenta con la profundidad El calor contribuye a la formación de magma : la fricción de las placas genera calor, el material caliente profundo puede ascender y fundir las rocas

2) Presión  La presión a la que se encuentran las rocas, aumenta con la profundidad  Una roca que asciende, alcanzará una zona de menor presión y podrá fundirse en estas condiciones

Un magma sólido, da lugar a:  Rocas extrusivas o volcánicas (solidifica en el exterior)  Rocas intrusivas o plutónicas (solidifica en el interior)

Cristalización magmática  Cuando desciende la temperatura, los iones dispersos

comienzan a combinarse y cristalizar, formándose los distintos grupos de silicatos  La cristalización del magma también implica un intervalo de

temperatura

Serie de Bowen Los silicatos se forman siguiendo un orden de cristalización regulado por el PF de cada mineral Se diferencian 2 secuencias de minerales:  Serie continua  Serie discontinua

 Según baja la temperatura se siguen formando minerales y

va alterando la química del magma.  Los primeros minerales en cristalizarse son ricos en hierro,

magnesio y calcio dejando un magma rico en sodio, potasio y sílice.

Tipos de magmas  Magma basálticos o máfico  Magma intermedio o andesítico  Magma granítico o félsico

 Los materiales fundidos pueden fluir de manera tranquila en

forma de lavas, o de manera violenta arrojando fragmentos de diverso tamaño, piroclastos

TIPOS DE ROCAS Y PROCESOS DE FORMACIÓN

Las distintas apariencias de las rocas están determinadas por 2 aspectos:  Mineralogía: diferentes componentes y cantidad de cada

uno de ellos  Textura: tamaño y orden de los componentes

- Fanerítica - Afanítica

Se agrupan en 3 grandes grupos, según su origen y aspecto

Rocas igneas (granito) Derivan de la solidificación de un fundido Rocas metamórficas (esquisto) Se forman por transformación en estado sólido de una roca preexistente, por las presiones y temperaturas al interior de la tierra Rocas sedimentarias Se forman por la acumulación de partículas y granos derivados de la destrucción de otra, transportados por algún medio (agua o viento)

Ciclo de rocas Procesos que convierten a cada uno de los tipos de roca en alguno de los otros dos.

1- ROCAS IGNEAS

 Se forman por la cristalización de un magma (silicatos

fundidos)  Se distinguen 2 subgrupos de rocas ígneas:

- Intrusivas: enfriadas en el interior de la corteza (hipabisales y plutónicas) - Extrusivas: enfriadas en la superficie

Minerales comunes en rocas ígneas La mayoría de los minerales de las rocas ígneas son silicatos: cuarzo, feldespatos, micas, piroxenos y olivinos

Clasificación de rocas ígneas

Clasificación de las rocas ígneas 1) Rocas ácidas o graníticas 2) Rocas andesíticas o intermedias 3) Rocas básicas o máficas 4) Rocas ultrabásicas

GRACIAS