Minerales y rocas: una introducción

Importancia de minerales y rocas

• Los procesos geológicos dependen intrínsecamente de los materiales geológicos.
• Ejemplos de procesos: erupciones volcánicas, temblores, deslizamientos de tierra, erosión y formación de montañas.
• Comprender los materiales de la Tierra es crucial para entender los procesos geológicos.

Definiciones

• Las rocas son masas sólidas de materia mineral naturales, compuestas por uno o varios minerales.
• Un mineral es un sólido inorgánico natural con estructura interna ordenada y composición química definida.
• De origen natural: excluye hormigón y diamantes sintéticos.
• Inorgánico: excluye dientes, conchas marinas y árboles.
• Sólido: excluye gases y líquidos.
• Estructura interna ordenada: estructura cristalina.
• Composición química definida.

Composición Mineral de las Rocas

• Las rocas se caracterizan por su contenido mineral.
• El granito común contiene cuarzo, feldespato y biotita.
• La mayoría de las rocas están compuestas por minerales comunes formadores de rocas.

Ciclo de las Rocas

• Existen tres tipos básicos de rocas:
• Ígneas: formadas de roca fundida (magma/lava).
• Sedimentarias: formadas de sedimento y precipitación química en agua de mar.
• Metamórficas: formadas por la recristalización de otras rocas en estado sólido bajo alta presión y/o temperatura.
• El ciclo de las rocas transforma las rocas por fusión, meteorización, cristalización, erosión, entierro, calor y presión.
• Los cambios en las rocas se correlacionan con procesos a gran escala como el levantamiento.
• El sedimento y el derretimiento son materiales intermedios en el ciclo.

Rocas Ígneas

• "Ígneo" viene del latín "ignis" que significa fuego.
• El magma es material fundido total o parcialmente.
• Cuando el magma alcanza la superficie, se llama lava.
• El magma, al ser menos denso que las rocas circundantes, asciende hacia la superficie.
• El magma que alcanza la superficie puede causar erupciones volcánicas espectaculares.
• Las rocas ígneas se clasifican en:
• Extrusivas o volcánicas: solidificadas en la superficie.
• Intrusivas o plutónicas: cristalizadas antes de alcanzar la superficie.
• La clasificación de las rocas ígneas se basa en:
• Composición química y/o mineralógica: definida por los minerales presentes.
• Textura: apariencia, tamaño, forma y disposición de los cristales entrelazados.
• Las rocas ígneas están compuestas principalmente por minerales de silicato.
• La composición química a granel del magma determina los minerales de silicato formados.
• Dos grupos principales de minerales de silicato:
• Ferromagnesianos oscuros: ricos en Ca, Fe, Mg (olivino, piroxeno, anfíbol, biotita) - máficos.
• Ligeros: ricos en sílice, Na, K (feldespatos, cuarzo, moscovita) - félsicos.
• Una roca ígnea puede estar compuesta predominantemente de minerales de silicato oscuros o claros, o combinaciones.
• Ejemplos:
• Granito: félsico, compuesto de feldespato, cuarzo y biotita oscura.
• Basalto: máfico, compuesto de silicatos oscuros como piroxeno, olivino y feldespato.
• La velocidad de enfriamiento es el factor más importante que contribuye a la textura de una roca ígnea.
• En un flujo de lava extrusivo/volcánico, la lava se enfría rápidamente formando cristales pequeños o vidrio.
• Cuerpos ígneos intrusivos/plutónicos grandes ubicados en profundidad se enfrían lentamente, favoreciendo cristales más grandes.
• Las texturas ígneas específicas resultan de la velocidad de enfriamiento del magma o la lava.
• Fanerítica: enfriamiento lento (plutónico) con cristales de gran tamaño visibles a simple vista.
• Afanítica: enfriamiento rápido (volcánico) con cristales pequeños, generalmente invisibles a simple vista.
• Vítrea: enfriamiento instantáneo (volcánico) que resulta en la formación de vidrio.
• La textura porfídica incluye dos o más tamaños de cristales:
• Fenocristales: cristales grandes.
• Masa fundamental: población de cristales pequeños.
• Porfídica afanítica: fenocristales visibles en una masa de fondo de cristales afaníticos.
• Porfídica fanerítica: fenocristales rodeados por una masa de fondo de cristales faneríticos.

Rocas Igneas Comunes

• Gabro:
• Roca ígnea intrusiva/plutónica con cristales grandes formados por enfriamiento lento.
• Color oscuro debido al magma (máfico) rico en Fe y Mg en las profundidades.
• Se compone principalmente de minerales oscuros, incluyendo feldespato oscuro.
• Basalto:
• Roca ígnea volcánica con la misma composición que el gabro.
• Enfriamiento rápido que resulta en cristales pequeños (generalmente textura afanítica o finamente fanerítica).
• El basalto es el análogo volcánico del gabro.
• Es la roca ígnea más común en la superficie de la Tierra, formando el lecho marino.
• Erupciona como lava fluida (pahoehoe) o lava más viscosa (aa).
• A veces contiene agujeros donde escaparon burbujas de gas, conocido como basalto vesicular o de escoria.
• Granito:
• Roca ígnea intrusiva/plutónica con cristales grandes formados por enfriamiento lento.
• Se compone principalmente de minerales de color claro como cuarzo y feldespato (félsico).
• Comúnmente contiene minerales oscuros como biotita u hornblenda.
• Varía en color de rosa a blanco, dependiendo del feldespato.
• Similar a la composición promedio de la corteza continental.
• Riolita:
• Roca ígnea volcánica (de grano fino) con composición similar al granito (félsico).
• Enfriamiento rápido que resulta en cristales pequeños (generalmente textura afanítica o finamente fanerítica).
• Color beige, rosa o gris.
• Es el análogo volcánico del granito.
• Obsidiana:
• Formada por el enfriamiento instantáneo de lava granítica (félsica).
• Vidrio volcánico.
• Comúnmente negra, aunque su composición química es más parecida a la del granito (no al basalto).
• El color negro proviene de pequeños cristales de óxido de hierro.
• Piedra pómez:
• Formada por el enfriamiento instantáneo de lava granítica, similar a la obsidiana.
• Estructura espumosa debido a los gases disueltos que escapan durante el enfriamiento.
• Vidrio espumado con densidad muy baja, algunas muestras flotan en el agua.

Rocas Sedimentarias

• La superficie de la Tierra es un entorno dinámico.
• Los procesos volcánicos, la formación de montañas y las fuerzas opuestas mueven el material de elevaciones altas a bajas.
• La meteorización descompone y altera químicamente las rocas cerca de la superficie, incluyendo cambios de temperatura y actividad biológica.
• La erosión elimina el material por agentes móviles como el agua, el viento o el hielo.
• La meteorización rompe los materiales de la tierra en pedazos más pequeños.
• La meteorización, dependiendo de su origen, se clasifica en mecánica/física, química y biológica.
• La erosión transporta los pedazos producidos durante la meteorización a otros lugares.
• La erosión se clasifica en eólica, pluvial, glacial, marina y biológica.
• Representan aproximadamente el 5% de la corteza terrestre, pero son importantes.
• Se encuentran en la porción de la Tierra donde vivimos
• Importancia:
• Las materias primas para las rocas sedimentarias son producidas por la meteorización mecánica y química.
• Son una importante fuente de recursos como energía (carbón, petróleo), agua (almacenamiento subterráneo) y minerales (oro, aluminio, plomo/zinc).
• La meteorización produce partículas sólidas (arena, arcilla) y constituyentes disueltos en agua.
• Existen dos tipos principales:
• Detríticas (clásticas): formadas por partículas sólidas transportadas (detritos o clastos).
• Químicas: formadas por la precipitación de sustancias disueltas por procesos inorgánicos o biológicos.
• Detríticas:
• Los constituyentes dominantes son los minerales de cuarzo y arcilla.
• El cuarzo es muy resistente a la intemperie y la arcilla es un producto estable de la meteorización de silicatos.
• La presencia de feldespatos, micas y otros silicatos indica sedimentación cercana debido a su inestabilidad química.
• Se clasifican por tamaño, forma y composición de las partículas.
• El tamaño de las partículas es útil para determinar el entorno de deposición:
• Gravas: ambientes de alta energía (arroyos de montaña, playas).
• Arenas: ambientes de energía intermedia (playas, depósitos fluviales).
• Arcillas: ambientes tranquilos (lagos y profundidades oceánicas).

Clasificación Detríticas

• Tamaño de partícula y roca resultante:
• Guijarros (>256 mm): gravas.
• Adoquín (64-256 mm): conglomerados o brechas.
• Guijarro (4-64 mm): conglomerados o brechas.
• Gránulo (2-4 mm): conglomerados o brechas.
• Arena (1/16 - 2 mm): arenisca.
• Limo y arcilla (<1/16 mm): esquisto o lutita.
• Esquisto:
• Roca detrítica de grano fino compuesta de limo y arcilla, formadas en ambientes acuosos tranquilos.
• La alineación de partículas de arcilla permite que se divida en capas.
• Similar a la lutita, pero la lutita no se divide en capas.
• Comunes: el entorno de deposición tranquilo ayuda a la conservación.
• Las comunes se forman más y se forman en las cuencas oceánicas y se encuentran en los continentes en antiguas cuencas sedimentarias.
• El está convirtiendo en una fuente importante.
• Arenisca:
• Rocas detríticas que contienen partículas del tamaño de la arena, formadas en entornos de energía moderada.
• El cuarzo es el mineral dominante, debido a su durabilidad.
• La arena de cuarzo puro con granos redondeados puede provenir de una sedimentación lejana.
• Indican depositación cercana arenas con minerales distintos del cuarzo , como feldespatos y hornblenda).
• Químicas:
• Se derivan del material transportado en solución a lagos y mares.
• La precipitación ocurre de dos formas:
• Procesos inorgánicos: pueden evaporar sedimentos químicos, estalactitas, travertino, etc.
• Procesos biológicos: formación de conchas y acumulación en el lecho marino (coral, tiza).
• Piedra caliza
• Es una roca sedimentaria química común compuesta principalmente de calcita (que reacciona al ácido).
• Existe una gama muy amplia de eventos, arrecifes de coral hasta tiza y formaciones de cuevas.
• Algunas extienden a ambos lados de la línea entre las rocas sedimentarias detríticas y químicas, contienen, demás de contener partículas detríticas.
• Comunmente tiene fósiles de organismos marinos.
• La litificación transforma los sedimentos no consolidados en roca sedimentaria sólida.
• Compactación: El peso de la sobrecarga comprime el sedimento.
• Cementación. La calcita, el sílice y la hematita son agentes cementantes comunes.
• Los sedimentos muestran una variedad de estructuras que nos permiten determinar algunos de los parámetros ambientales en un entorno.
• lecho cruzado.
• Son comunes el estudio.
• Los sedimentos muestran una variedad de estructuras que ofrecen pistas sobre el entorno de depósito.
• cruzado
• Los indicadores del medio ambiente o ecosistema son las de estudio.
• pequeñas ondas de arena.
• desarrollan en una superficie.
• Se forma una roca.
• Hay una de los sedimentos,.
• estos conjuntos de rocas sedimentarias que pasan de una a otra.

Rocas Metamórficas

• Se forman cuando las rocas ígneas, sedimentarias o metamórficas cambian debido al aumento de temperatura y/o presión.
• Este aumento de presión y temperatura ocurre cuando la roca se entierra más profundo en la Tierra.
• La temperatura aumenta en la corteza a ~20-30°C/km (gradiente geotérmico), y la presión aumenta ~280 bar/km (gradiente geobárico).
• El metamorfismo ocurre gradualmente, desde cambios ligeros hasta dramáticos de la protolita (roca madre).
• Las rocas metamórficas cambian sin fundirse (reacciones de estado sólido).
• Hay cambios
• Cambios en la textura
• Cambios mineralógicos
• Este proceso provoca:
• un aumento de la densidad
• el crecimiento de cristales más grandes
• la reorientación de los granos en capas o bandas y la formación de nuevos minerales
• Los más comunes para el son:
• (térmico) Magma caliente