3. Los minerales

Universidad de Oriente Núcleo de Bolívar Escuela de Ciencias de la Tierra Departamento de Ingeniería Civil Geología General (070-3154) Instructor: Ing. Geól. José G. Herrera García Ciudad Bolívar, Enero de 2009

• Constituyen: • Número de minerales y – Los materiales que mineraloides conocidos: conforman la Tierra – Cerca de 4.367 especies. (corteza, manto y – Actualización: núcleo).  19-01-2009. – Los “bloques o pilares de – Fuente: construcción” de las  http://www.mindat.org/s rocas. tats.php 20/01/2009 8:10 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 6

• Económica: • Geológica: – Constituyen la base del – Preservan información desarrollo de las acerca de las sociedades modernas condiciones de su (recursos minerales): formación.  Metales:  Hierro, cobre, plomo, zinc, níquel, aluminio, entre otros.  No metales:  Yeso, caliza, agregados, arena, entre otros. 20/01/2009 8:10 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 7

Oro Diamante Bornita (fuente Fluorita (fuente del cobre) del flúor) 20/01/2009 8:10 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 8

• Elemento o compuesto. Yeso • Sustancia sólida (ni líquido ni gaseoso). • Ocurre naturalmente (no sintético). • Generalmente es inorgánico (no biológico). • Homogéneo (completamente uniforme). • Composición química definida pero no fija (proporción definida). • Estructura atómica interna ordenada (sustancia cristalina). 20/01/2009 8:10 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 9

• Un sólido que exhibe alguna de las propiedades de los minerales, pero no todas. 20/01/2009 8:10 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 10

• La composición de un mineral puede expresarse mediante una fórmula química: – Por ejemplo:  Nombre del mineral:  Halita.  Fórmula química:  NaCl (cloruro de sodio). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 16

20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 17

• Arreglo atómico desordenado: – Por ejemplo: el vidrio. • Arreglo atómico ordenado: – Por ejemplo: un mineral. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 18

• Los átomos están organizados en un arreglo geométrico repetitivo. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 19

Son minerales: No son minerales: • Halita. • El vidrio volcánico • Diamante. – ¡No es cristalino! • Oro. • Carbón – ¡Orgánico, no es cristalino! • Safiro. • Rubí. • Circonio cúbico. – ¡No se presenta en la • Esmeralda. naturaleza! • Cuarzo. • El agua • Hielo (glacial). – ¡No es sólida! 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 20

Ión de oxígeno (O-2) • Mineral: • Unidad básica: – Cuarzo. – Tetraedros de sílice. • Fórmula química: Ión de silicio – SiO2. (Si+4) • Arreglo interno Cristales de cuarzo ordenado de los átomos de silicio y oxígeno: 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 21

• Los cristales se forman a partir de: – Disoluciones. – Fundidos. – Vapores. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 23

• Los átomos en estos estados desordenados tienen una disposición al azar, pero al cambiar la temperatura, presión y concentración pueden agruparse en una disposición ordenada característica del estado cristalino. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 24

• El mineral precipita desde la solución debido a: – La evaporación del agua: Las sustancias disueltas en el agua de mar y en el agua de los lagos (aunque más raramente), podrían combinarse para formar minerales como la halita (NaCl), el yeso (CaSO4.2H2O) y otros. – La acción de diversos organismos: La calcita (CaCO3), puede ser extraída de la solución. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 25

• El mineral precipita desde el fundido debido a: – La solidificación del fundido. – La cristalización a partir de un magma/lava: – La cristalización a partir de soluciones de aguas calientes. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 26

• Cristales de hielo cuando el agua se congela: – Aunque ordinariamente no se considere así, el agua es hielo fundido. – Cuando la temperatura es suficientemente baja, las moléculas de agua que estaban libres para moverse en cualquier dirección ahora se quedan quietas y se disponen mutuamente en un orden definido para formar una masa sólida, cristalina. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 27

• Formación de rocas ígneas: – Proceso complejo. – En el magma hay muchos elementos disociados, pero existen igualmente en él un número considerable de enlaces cruzados de iones y grupos iónicos. – El crecimiento del cristal en un magma que se enfría es el resultado de dos procesos que compiten entre sí: a) las vibraciones térmicas, que tienden a destruir el núcleo de minerales potenciales y b) las fuerzas atractivas, que tienen a congregar átomos (iones) en estructuras cristalinas. – Cuando la temperatura disminuye, los efectos de la primera tendencia disminuyen y ello permite que domine el efecto de las fuerzas atractivas. – Este proceso de formación de cristales determina, a su vez, la composición mineral de la roca ígnea resultante. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 28

• Fluidos hidrotermales: – Invaden grietas y huecos presentes en las rocas formando vetas hidrotermales. – Se caracterizan por exhibir grandes cristales (por ejemplo, de cuarzo: SiO2). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 30

• El mineral precipita desde el vapor debido a: – Difusión del estado sólido. – Proceso menos común. – A medida que el vapor se enfría, los átomos o moléculas separadas se van aproximando entre sí, hasta formar eventualmente un sólido cristalino. – Copos de nieve: A partir del aire saturado de vapor de agua. – Cristales de azufre: En la base de las fumarolas y/o en el cuello de los volcanes (solfataras). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 31

• Intemperismo químico: • Metamorfismo: – Algunos minerales – Se origina cuando las arcillosos se forman rocas son transformadas cuando otros minerales, (metasomatismo). especialmente los feldespatos, cambian de composición y estructura. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 32

• Un mineral con caras • Las caras pueden (cristalinas) definidas. desarrollarse • Este concepto plantea macroscópica y/o diferentes escalas de microscópicamente: observación. – Por ejemplo, una muestra puede ser anédrica macroscópicamente, pero euhédrica microscópicamente. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 33

• Desarrollo de las caras: – En espacios cerrados: La forma de los minerales está controlada por la forma del espacio circundante. – En espacios abiertos: Reflejan la estructura atómica interna ordenada. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 34

• Espacio: – Los minerales crecen a partir de un núcleo central o “semilla” hasta llenar el espacio disponible. • Tiempo. • Temperatura, presión y concentración adecuadas. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 35

• Los cristales del mismo • El ángulo entre las caras mineral poseen las adyacentes del cristal es mismas caras siempre el mismo. cristalinas. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 36

• El arreglo atómico • Este patrón interno ordenado resulta en la simetría tridimensional (retículo del cristal. cristalino) en los minerales refleja un patrón de repetición. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 37

• DRX: • La medición del retículo – Técnica que permite mediante la DRX revelar el retículo permite la identificación cristalino de los del mineral. minerales. • Equipo: – Difractómetro de rayos X. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 38

• Minerales que tienen: • Por ejemplo: – La misma composición – El diamante (C) y el química. grafito (C). – Pero diferente – El diamante se forma a estructura cristalina altas presiones y a (arreglo interno de grandes profundidades átomos). (> 150 km) dentro de la corteza terrestre. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 40

Diamante 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que Grafito conforman la Tierra 41

S S Fe Fe Aumento: 2,2 x 106 Aumento: 2,8 x 106 • Pirita (FeS2): • Marcasita (FeS2): – Muestra un arreglo ordenado. – Átomos de Fe inequidistantes en el – Átomos de Fe equidistantes en ambas espaciamiento horizontal y vertical. direcciones del plano de la fotografía. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 42

• Es un material terrestre constituido por agregados de minerales. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 44

Poliminerálicas: Monominerálicas: • Poseen más de un mineral. • Poseen un mineral en • Mayoritarias. mayor proporción. • Por ejemplo: • Minoritarias. – Granito: • Por ejemplo:  Feldespato potásico. – Caliza:  Cuarzo.  Calcita.  Hornblenda. – Sal roca:  Biotita (mica).  Halita. – Hielo glacial. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 45

Granito (roca) 20/01/2009 8:11 p.m. Cuarzo Hornblenda Feldespato Los materiales que conforman la Tierra 46 (mineral) (mineral) (mineral)

• Se determinan mediante el uso de nuestros cinco sentidos. • Permiten la identificación macroscópicamente los minerales. • Dependen de: – La composición química. – La estructura cristalina. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 48

• Pirita (FeS2): – Cristales cúbicos. – Alta gravedad (peso) específica. – Caras cristalinas estriadas. – Raya negra. – Brillo metálico. – Color amarillo latón. – Olor sulfuroso. – También conocida como “oro de los tontos”. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 49

A. Iones de sodio (Na+) y de cloro (Cl-) B. Bloque básico de construcción del mineral halita. C. Agrupamiento/colección de bloques básicos D. Intercrecimiento de cristales de mineral halita. de construcción (cristal). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 50

• Características físicas: – Son notablemente constantes en una determinada especie mineral. – Pero en otras pueden variar (especialmente como el color). • Aunque se pueden emplear técnicas avanzadas para estudiar e identificar minerales, la mayoría de los minerales comunes pueden reconocerse por medio simples ensayos de sus propiedades físicas. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 51

• Entre las principales se • Otras propiedades: cuentan: – Gusto. – Forma del cristal. – Olor. – Hábito del cristal. – Efervescencia. – Brillo/lustre. – Magnetismo. – Color. – Tacto. – Raya/huella/raspadura/ – Diafanidad. ralladura/polvo. – Piezoelectricidad. – Dureza/rayabilidad. – Piroelectricidad. – Exfoliación/clivaje/ – Índice de refracción. crucero/corte. – Elasticidad. – Fractura. – Maleabilidad. – Gravedad/densidad/ peso específico. – Ductibilidad. – Sectibilidad. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 52

1. Forma del cristal 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 53

• Expresión externa de la • El crecimiento requiere estructura interna del condiciones ideales. cristal. • Forma ideal de las caras del cristal. Cúbica Octaédrica Prismática Prisma hexagonal 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 54 Dodecaédrica Formas compuestas Romboédrica Prisma tetragonal

• Los minerales pueden – Cristales subhédricos: exhibir una amplia  Caras cristalinas poco desarrolladas. variedad de desarrollos – Cristales anédricos: de caras cristalinas:  Caras cristalinas no – Cristales euédricos: visibles.  Caras cristalinas bien  Crecen generalmente en desarrolladas. espacios estrechos  Crecen en una cavidad (confinados). abierta.  Son comunes.  Son poco comunes. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 55 Cristal de cuarzo Olivino Pepita de oro

2. Hábito del cristal 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 57

• Se refiere: – Al aspecto/apariencia (hábito) de los cristales individuales (monocristales) y de los agregados cristalinos. – A la manera/forma como se presenta comúnmente un mineral individual (cristal) o cómo los cristales crecen juntos en los agregados. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 58

• Depende de si: – Un cristal consta de cristales aislados y distintos. – Un mineral consta de un grupo de cristales distintos. – Un mineral consta de grupos radiales o paralelos de cristales distintos. – Un mineral está formado por escamas o laminillas. – Un mineral está formado por granos grandes y/o pequeños. – Términos diversos. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 59

• Acicular: en cristales delgados como agujas. • Capilar/filiforme: en cristales como cabellos o hebras. • Hojoso: cristales alargados, aplastados como hojas de cuchillo. Acicular/radiante Hojoso 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 63 (Milerita) (Estibina)

• Dendrítico: arborescencia • Divergente/radial: grupos en ramas divergentes y de cristales radiales. delgadas (parecida a las • Drusa: una superficie es una plantas/pata de gallina). drusa cuando está cubierta • Reticulado: agrupación de por una capa de pequeños cristales delgados en redes. cristales. Reticulado Divergente/radiada Dendrítico 20/01/2009 8:11 p.m. (Pirolusita) Los materiales que conforman la Tierra 64

• Columnar: individuos como • Estrellado: individuos columnas robustas. radiales que forman grupos • Hojoso: un agregado de concéntricos o en forma de muchas hojas aplastadas. estrellas. • Fibroso: en agregados • Globular: individuos fibrosos delgados, paralelos radiales que forman grupos o radiales. esféricos o semiesféricos. Radiante/estrellado y globular (Wavelita) 20/01/2009 8:11 p.m. Fibroso Los materiales que conforman la Tierra 65 (Asbesto)

• Botrioidal: cuando las formas • Mamilar: grandes masas globulares se agrupan como redondas que parecen mamas, racimos de uvas (del griego, formadas por individuos radiales. botrio, racimo de uva). • Coloforma: formas esféricas • Reniforme: individuos radiales compuestas de individuos terminados en masas redondas radiales independientemente de que parecen un riñón. su tamaño. – El término incluye las formas botrioidales, reniformes y mamilares. Reniforme Botroidal Mamilar, botrioidal 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra Coloforma, estalactítico 66 (Hematita) (Calcita)

• Exfoliable: cuando un • Laminar/tabular: cuando un mineral se separa mineral consta de fácilmente en placas u individuos planos, como hojas. placas, superpuestos y • Micáceo: parecido al adheridos a otros. exfoliable, pero el mineral • Plumoso: formado por puede desintegrarse en escamas finas con una hojas pequeñísimas (p. ej. estructura divergente o micas). plumosa. Exfoliable, micáceo, Tabular 20/01/2009 8:11 p.m.laminar/tabular Los materiales que conforman la Tierra 67 (micas)

• Granular. Masivo/granular (Mármol) 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 68

• Estalactítico: cuando un • Pisolítico: un mineral formado mineral se encuentra en forma por masas redondas del de conos o cilindros colgantes. tamaño aproximado de un – Estalactitas: se forman por la guisante. depositación procedente del • Oolítico: un agregado mineral goteo de agua que contiene el formado por pequeñas esferas mineral desde el techo de una caverna. semejantes a las huevas de los peces. • Estalacmítico: se forma inmediatamente debajo de donde cae la gota de agua que forma la estalactita. • Concéntrico: una o más capas pisolítico superpuestas alrededor de un centro común. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra Oolítico 69 (Menas de hierro oolítico)

• En bandas: cuando un mineral • Geoda: cuando una cavidad, más o aparece en bandas estrechas de menos esférica, ha sido recubierta diferentes colores o textura. por la depositación de mineral sin • Masivo/macizo: un agregado mineral quedar completamente rellena. formado por mineral compacto con – El mineral se presenta una forma irregular, sin ninguna frecuentemente en bandas (p. ej., apariencia peculiar. ágata) debido a la depositación sucesiva del material. • Amigdaloidal: cuando una roca – La superficie interior aparece contiene nódulos en forma de frecuentemente recubierta con almendra. cristales en relieve. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 70 Geoda

• Concrecionario: masas formadas por depositación de mineral sobre un núcleo. – Algunas concreciones Concrecionario son casi esféricas, mientras que otras asumen gran variedad de formas. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 71

3. Brillo (lustre) 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 72

• Es la apariencia de un mineral al • Dos categorías básicas: reflejar la luz. – Metálico. • Se reconoce observando la – No metálico: calidad de la luz reflejada por un  Vítreo (vidrioso). mineral y determinando si tiene  Graso. la apariencia de un metal o de  Sedoso. algo que no lo es.  Resinoso (ceroso).  Terroso (opaco, polvoriento).  Adamantino (brillante). Vanadinita: brillo adamantino 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 73 Topacio: brillo vítreo

4. Color 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 74

• Frecuentemente poco • Muchas gemas poseen confiable para la intensos colores. identificación de minerales. • Los minerales que tiene la • Puede variar debido a apariencia de metales son mínimas cantidades de de color bastante firme. impurezas (elementos). Esmeralda (berilo) Cuarzo (SiO2): exhiben una variedad de colores 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 75

• Permite hacer algunas – Claros: generalizaciones.  Típico de los silicatos no ferromagnesianos: • Dos categorías básicas:  Al. – Oscuros:  Varían considerablemente en  Típico de los silicatos color. ferromagnesianos:  Rara vez son oscuros.  Fe y Mg.  Félsicos (leucocráticos).  Máficos (melanocráticos).  Incluye los colores:  Incluye los colores: negro, púrpura, rojo profundo, marrón (pardo, café), gris amarillo y algunos tonos oscuro, verde oscuro (con de marrón (pardo, café). excepción del olivino que es de color verde olivo). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 76

5. Raya (huella, raspadura, ralladura, polvo) 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 77

• Color del polvo de un mineral cuando • Cuando un mineral presenta éste es rayado (raspado, pulverizado) variaciones de color, permite: sobre una placa de porcelana – Uniformar el color de un mineral. deslustrada (no pulida). – Determinar un color único. • Por ejemplo: – Hematita (mineral de hierro):  Color del mineral:  Café, verde, negro, rojo (terroso), gris plateado (metálico).  Color de la raya:  Café rojizo. Esfalerita: raya amarilla Hematita: raya rojo-marrón 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra raya negra Pirita: 78

6. Dureza (rayabilidad) 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 79

• Resistencia de la superficie lisa de • Los minerales muy duros como el un mineral a ser rayado. diamante, el corindón (zafiro y • Resistencia a la abrasión. rubí) y el topacio constituyen • Está influenciada por el tipo de gemas. enlace químico entre los átomos • Escalas de dureza: dentro del mineral. – Relativa:  Friedrich Mohs (geólogo austríaco). – Absoluta. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 80

• Se realiza por comparación con la escala relativa de Mohs: 1. Talco, grafito. 2. Yeso.  2,5: uña del dedo. 3. Calcita.  3,5: moneda/lámina de cobre. 4. Fluorita.  4,5: clavo. 5. Apatito.  5,1: acero de la navaja.  5,5: vidrio. 6. Ortosa (ortoclasa).  6,5: Placa de porcelana/lima de acero. 7. Cuarzo. 8. Topacio. 9. Corindón. 10. Diamante. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 81

7. Exfoliación (clivaje, crucero, corte) 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 82

• Tendencia de un mineral a • Es una consecuencia del romperse en direcciones arreglo interno de los preferentes, a lo largo de átomos: planos de debilidad – Representa la dirección de reticular, produciendo debilidad en que los enlaces superficies planas (tersas) y atómicos son relativamente débiles dentro del mineral. brillantes. – Un mineral se rompe a lo largo de planos paralelos a esta dirección. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 83

• Se describe por la forma • Difiere de la forma del geométrica resultante: cristal del cual pudiera – Número de planos. parecerse. – Ángulo entre los planos adyacentes. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 84

• Pinacoidal (basal). Muscovita (mica) Fuente: Parker (2003), Physical Geology, Geosciences (211). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 85

• Ángulos rectos (90°): • Ángulos no rectos – Prismática y pinacoidal. (≠ 90°): – Prismática y pinacoidal. Feldespato potásico (ortoclasa y microclino) 20/01/2009 8:11 p.m. Anfíboles Los materiales que conforman la Tierra 86 Fuente: Parker (2003), Physical Geology, Geosciences (211).

• Ángulos rectos (90°): • Ángulos no rectos – Cúbica. (≠ 90°): – Romboédrica. Galena 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra Calcita 87 Fuente: Parker (2003), Physical Geology, Geosciences (211).

• Octaédrica. Fluorita Fuente: Parker (2003), Physical Geology, Geosciences (211). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 88

• Dodecaédrica. Esfalerita Fuente: Parker (2003), Physical Geology, Geosciences (211). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 89

Muscovita (mica) Ortoclasa Hornblenda Halita Calcita Fluorita 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 90

8. Fractura 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 91

• Algunos minerales carecen de planos de debilidad, es decir, no presentan clivaje. • Esto es debido a que los enlaces moleculares son iguales en todas las direcciones. • Los minerales que no presentan clivaje se fracturan. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 92

• Concoidal: – El mineral se rompe en superficies curvas lisas. – Filos muy agudos. – Se parece al interior de la concha de una almeja. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 93

9. Peso específico (gravedad o densidad específica) 20/01/2009 8:11 p.m. 1. Introducción al estudio de la Hidrología - Balance hídrico 94

• Razón del peso de un mineral con respecto al peso de un volumen igual de agua. – Por ejemplo: Corteza:  G = 2,7 g/cm³ (cuarzo). Manto: G = 3,3 g/cm³ (olivino). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 95

• Se refleja en el “peso”, es decir, cuán pesado se siente el mineral: – Por ejemplo: Galena:  Pesado. Feldespato:  Ligero. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 96 Fuente: Parker (2003), Physical Geology, Geosciences (211).

• Masa por unidad de • Incrementa con el volumen (g/cm³). empaquetamiento Galena (PbS) (Empaquetamiento igual que atómico y el peso la halita pero 3 veces más densa) atómico de los elementos dentro del mineral. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 97

• Se han identificado y descrito cerca de 4.367 minerales y mineraloides. • Sólo cerca de 50 minerales son abundantes. Vanadinita 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 99

• A pesar de los más de 92 elementos (presentes en la Tabla Periódica), no se forma una cantidad extremadamente grande de minerales. • Varios factores limitan el número posible: – Muchas combinaciones de elementos son químicamente imposibles. – Sólo 8 elementos químicos constituyen la mayor parte de la corteza terrestre. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 100

• Cerca del 98% de todos los • La mayoría de los minerales minerales están compuestos comunes consisten en Si y O, por estos 8 elementos: combinados con uno o más de – Oxígeno, O (46,6%). los otros elementos. – Silicio, Si (27,7%).  > 74,3% (por peso) de todos los minerales de la corteza.  84% de los átomos disponibles para formar compuestos. – Aluminio, Al (8,1%). – Hierro, Fe (5,0%). – Calcio, Ca (3,6%). – Sodio, Na (2,8%). – Potasio, K (2,6%). – Magnesio, Mg (2,1%). – Todos los otros (1,7%). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 101

La corteza terrestre está conformada principalmente por silicio (Si) y oxígeno (O). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 102

• Se reconocen clases o grupos de minerales, cada una con miembros que comparten el mismo ión o grupo de iones cargados negativamente. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 104

• Estos grupos permiten clasificar a los minerales según su composición química. • Los iones son átomos que tienen una carga eléctrica positiva o negativa, resultante de la pérdida o ganancia de electrones en su capa más externa. • Además de los iones, algunos minerales contienen grupos complejos, estrechamente enlazados de átomos diferentes conocidos como radicales, que actúan como unidades solas dentro de los minerales. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 105

Fuente: Leet y Judson (2000), tabla 4-3, p. 53. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 106

Ión o grupo de iones cargados Grupo mineral Ejemplos Composición negativamente Oro Au Elemento nativo Ninguna (iones no cargados) Diamante C Silicato Cuarzo SiO2 - Minerales formadores de rocas. (SiO4)-4 - Constituye el grupo Olivino (Mg, Fe)2SiO4 más importante. Calcita CaCO3 Carbonato (CO3)-2 Dolomita CaMg(CO3)2 Pirita FeS2 Sulfuro S-1 Galena PbS Magnetita Fe3O4 Óxido O-2 Hematita Fe2O3 Sulfato (SO4)-2 Yeso CaSO4.2H2O Halita NaCl Haluro (Cl-1, F-1, Br-1, I-1) Fluorita CaF2 Hidróxido (OH)-1 Limonita FeO(OH).H2O 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 107 Fuente: Wicander y Monroe (1999), tabla 3.4, p. 57.

• Dominan la corteza • Silicatos: terrestre: – Minerales que contienen – O y Si constituyen el 74,3% de sílice. la masa de la corteza. – Éstos son polímeros: • Se conocen como los  Los tetraedros de sílice permanecen unidos. minerales formadores de rocas. • Unidad estructural básica: – Tetraedro de silicio. – 1 átomo de Si (más pequeño): 4 átomos de O. • Sílice: – Combinación del silicio con el oxígeno. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 108

• La proporción Si:O controla sus propiedades. – Baja Si:O  Manto superior, corteza oceánica.  Minerales ricos en Fe y Mg.  Mayor: Serpentina  Densidad.  Gravedad específica.  Temperatura y presión. – Alta Si:O  Corteza continental.  Minerales ricos en Na y K.  Menor:  Densidad.  Gravedad específica.  Temperatura y presión. Cuarzo 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 109

• Se distinguen dos grupos: – Silicatos ferromagnesianos. – Silicatos no ferromagnesianos. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 110

• Contienen Fe y Mg. • Son de color oscuro (máfico). Olivino • Poseen alta densidad. – Por ejemplo: Olivino. Piroxeno (Augita). Hornblenda Anfíboles (Hornblenda). Mica (Biotita). Biotita 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 111

• Contienen Ca, K y Na. • Son de color claro (felsicos). Moscovita • Poseen baja densidad. – Por ejemplo: Cuarzo. Feldespatos (Feldespato K y Cuarzo plagioclasa). Muscovita (mica). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 112 Ortoclasa

• La diferencia de densidad entre el manto y la corteza, y las cortezas oceánica y la continental, es causada por la predominancia de silicatos máficos y félsicos: – Manto:  Olivino.  Piroxenos. – Corteza oceánica:  Olivino.  Piroxenos.  Feldespatos. – Corteza continental:  Cuarzo  Feldespatos (principalmente). 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 113

• Los tetraedros de sílice se enlazan para formar: – Tetraedros aislados. – Cadenas simples. – Cadenas dobles. – Hojas. – Redes tridimensinales. 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 114

Proporción Tipo de estructura Anión Ejemplo Si:O 1:4 Tetraedros aislados. (SiO4)-4 Olivino (0,25) 1:3 Grupo de los Silicatos de cadena simple. (SiO3)-2 (0,33) piroxenos 4:11 Grupo de los Silicatos de cadena doble. (Si4O11)-6 (0,36) anfíboles Silicatos en hojas (láminas) 2:5 Grupo de las (Si4O10)-4 continuas. (0,40) micas Silicatos en armazón 1:2 (SiO2)0 Cuarzo (redes tridimensionales). (0,50) 20/01/2009 8:11 p.m. Los materiales que conforman la Tierra 115 Fuente: Wicander y Monroe (1999), tabla 3.11, p. 58.

 Individual tetrahedra linked by cations  Olivine Group  Hi T Fe-Mg silicate.  Small crystals; no cleavage.  Always olive green.  Garnet Group  Small, rounded crystals with no cleavage.  Dodecahedral crystals Los materiales que conforman la Tierra

 Pyroxene Group  Single chain structures with Fe and Mg.  Black to green color.  Two distinctive cleavages at nearly 90 degrees.  Stubby crystals.  Augite is the most common pyroxene. Los materiales que conforman la Tierra

 Amphibole Group  Double chain structures made of a variety of ions.  Two perfect cleavages at 124 and 56 degrees.  Elongate “bladed” crystals.  Hornblende, the most common amphibole, is black. Los materiales que conforman la Tierra

 Mica Group  Sheet structures that result in one direction of perfect cleavage  Biotite is the common dark colored mica mineral  Muscovite is the common light colored mica mineral  Clay Mineral Group  Residue left from the weathering of feldspars. Los materiales que conforman la Tierra

 Feldspar Group  The most common mineral group.  2 directions of perfect cleavage at 90 .  2 Major types Potassium feldspar Plagioclase feldspar  Silica (Quartz) Group  Second most common Los materiales que conforman la Tierra

Los materiales que conforman la Tierra

• Existen otros grupos principales: – Óxidos. – Sulfuros. – Sulfatos. – Elementos nativos. – Carbonatos. – Haluros. – Fosfatos. Los materiales que conforman la Tierra Fuente: Parker (2003), Physical Geology: Geosciences 211.

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3. Los minerales

by geologia on Jan 20, 2009

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