Minerales Y Rocas

Tema 0. Minerales y Rocas

1. Introducción:

La corteza terrestre y los océanos son la fuente de una amplia variedad de minerales y rocas. Muchos productos contienen materiales obtenidos de los minerales, pasta de dientes, ordenadores, polvos de talco, minas de lápiz, etc. Nuestra civilización está basada en el consumo de Carbón y Petróleo rocas formadas en procesos geológicos irrepetibles y cuyo uso parece estar alterando el funcionamiento del planeta.

Aparte de los usos económicos de las rocas y de los minerales, los procesos geológicos estudiados por los geólogos dependen de las propiedades de estos materiales. Fenómenos como terremotos, erupciones volcánicas, erosión, formación de montañas, implican a minerales y rocas. Por consiguiente, es esencial un conocimiento básico de los materiales terrestres para comprender la estructura interna de la Tierra y su dinámica.

El análisis de las rocas de la corteza terrestre demuestra que está formada en un 98,6% por sólo ocho elementos geoquímicos, Oxigeno, Silicio, Aluminio, Hierro, Calcio, Sodio, Potasio y Magnesio. El 1,4% restante está formado por trazas de los restantes elementos de la tabla periódica. Los elementos geoquímicos reaccionan y se combinan entre ellos para formar minerales y rocas.

2. Los minerales

Un mineral es una sustancia que presenta las siguientes propiedades: sólido natural, inorgánico, presenta una composición química definida y una estructura interna ordenada (estructura cristalina)-

Algunas sustancias naturales carecen de alguna de las propiedades anteriores y se les llama mineraloides. El mercurio nativo líquido, el ámbar (resina fósil) o el ópalo que carece de una estructura interna ordenada son algunos mineraloides.

2.1. Estructura de la materia mineral.

Los elementos que forman un mineral, átomos, iones, o moléculas, se disponen en el espacio formando una red tridimen-sional la red cristalina (a). Las intersecciones de la red están ocupadas por los elementos que la forman unidos a otros elementos mediante distintos tipos de enlaces, iónico, covalente, o metálico, a unas distancias fijas.

La porción más pequeña de la red cristalina que por repetición da lugar al resto de red se llama celdilla unidad (b).

La celdilla unidad viene definida por tres distancias a, b, y c, en las tres direcciones del espacio y tres ángulos, α, β, γ entre ellas. Existen siete tipos distintos de celdilla unidad que son la base de los siete sistemas cristalinos: cúbico, hexagonal, rómbico, monoclínico, etc, en alguno de los cuales cristalizan todos los minerales terrestres.

La estructura interna ordenada de los minerales es la base para comprender la mayoría de sus propiedades físicas: dureza, color, exfoliación, birrefracción, etc.

3. Cristal y Cristalización.

3.1. Cristal.

En la naturaleza podemos encontrar a los minerales de dos formas, unos presentan una forma externa irregular (aspecto masivo) mientras que otros tienen aristas, caras planas al exterior y un aspecto geométrico que denominamos cristal. En ambos casos los minerales tienen una estructura interna ordenada.

3.2. Cristalización

Es el conjunto de procesos por el se ordenan los elementos de un mineral para dar lugar a una estructura cristalina tridimensional. El crecimiento de un cristal a partir de un líquido, de un gas o de un sólido, se inicia con la formación de un núcleo inicial al que se le van añadiendo nuevas partículas.

3.3. Condiciones que favorecen la Cristalización

Las condiciones que necesita un cristal para crecer son:

Tiempo: El tiempo favorece la cristalización. Si un cristal se forma en poco tiempo, ej., enfriamiento o evaporación rápidos, no se dan las condiciones adecuadas para la ordenación de los elementos y se forman infinidad de cristales muy pequeños apenas visibles. Mayor tiempo de enfriamiento o evaporación dan lugar a cristales grandes bien formados y visibles a simple vista.

Espacio: Para que un cristal se desarrolle bien es necesario que disponga de espacio suficiente. Si no hay espacio disponible los distintos cristales en crecimiento se van a interferir y ninguno podrá adquirir forma geométrica. Por esta razón los mejores cristales se forman en la superficie de los yaci-mientos, en grietas o en oquedades que se encuentren en el interior de las rocas. Este es el caso de las Geodas.

Reposo: El reposo o la agitación moderada favorecen la ordenación de los elementos y el crecimiento de los cristales. Si una disolución en evaporación es agitada continuamente dará origen a cristales más pequeños que una disolución que se deje reposar todo el tiempo.

Presencia de núcleos de Crecimiento: La existencia de núcleos de crecimiento, impurezas, dislocaciones en los cristales multiplica los lugares a los que pueden añadirse nuevos elementos a la red cristalina en formación y favorece el crecimiento cristalino.

La mayoría de los cristales que encontramos suelen ser pequeños de tamaño milimétrico, en condiciones especiales se pueden formar cristales grandes de varios centímetros de tamaño. Sólo en condiciones muy especiales se forman cristales de tamaño excepcionalmente grande de los que son buenos ejemplos la geoda de yeso de Pulpi en Almería y los enormes cristales Selenita (15 x 2 m) de la mina de Naica en Méjico.

3.4. Formas en las que se producen la cristalización.

Existen diversas formas en las que se produce la cristalización.

Sublimación: Ocurre en ambientes magmáticos en los orificios de salida de fumarolas y solfataras volcánicas. Los gases volcánicos contienen productos a elevada temperatura que al salir al exterior se enfrían rápidamente y cristalizan. Este proceso suele ocurrir con el azufre del que se forman cristales grandes que se explotan comercialmente como ocurre en el volcán en Indonesia.

Descenso de temperatura: Ocurre también en ambiente magmático cuando las masas de rocas fundidas se enfrían lentamente en el interior de la tierra. El descenso lento de la temperatura permite a los elementos que forman el magma unirse unos a otros y formar los minerales de las rocas magmáticas. Generalmente los minerales suelen ser de pequeño tamaño y se interpenetran unos a otros, pero en relación con las cámaras magmáticas los fluidos y gases que las abandonan pueden dar lugar a cristales grandes si encuentran grietas y fisuras en las que poder crecer. En estos casos suelen formar rocas (pegmatitas)

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