Examen Geología PDF

1.Los Minerales 1.1Concepto de mineral El estudio de los minerales comprendería estas tres disciplinas: cristalografía, mineralogía y petrología. Un mineral se define como una sustancia natural, sólida, inorgánica, homogénea, de composición química determinada y con una estructura cristalina establ...

1.Los Minerales 1.1Concepto de mineral El estudio de los minerales comprendería estas tres disciplinas: cristalografía, mineralogía y petrología. Un mineral se define como una sustancia natural, sólida, inorgánica, homogénea, de composición química determinada y con una estructura cristalina estable dentro de unos límites fisicoquímicos. - Sustancia Natural: formado en la naturaleza, sin intervención humana - Sustancia sólida: sustancia cuyos constitutivos se agrupan formando una red cristalina y se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen (excepción: la Mica). Esta misma cualidad de sólido excluye lo liquido y lo gaseoso (excepción: mercurio). - Sustancia homogénea: a diferencia de las rocas que está formada por varios minerales (granito→cuarzo, feldespato y mica) el mineral no puede subdividirse en diferentes componentes químicos. - Sustancia inorgánica: a diferencia de las rocas y sustancias que provienen de seres vivos como el carbón o la resina salvo por ejemplo los huesos y las perlas. Además, se admiten como minerales las sustancias de naturaleza inorgánica que se han formado como consecuencia de la acción de seres vivos como ciertos nitratos o piritas (pirita framboidal que se forman en medios anóxicos ligada a la oxidación bacteriana del metano). - Sustancia de composición química definida: los minerales son sustancias químicas formadas por un elemento químico denominado elementos nativos (Oro, Azufre, Plata…) y los que están formados por varios elementos se les denomina elementos compuestos (Pirita, Lazurita…). La composición quimicia de un mineral puede varias dentro de ciertos límites, siempre y cuando como ya se ha dicho, ello no cambie de forma decisiva sus propiedades y su estructura. - Estructura cristalina: un mineral está compuesto por una disposición ordenada de átomos químicamente unidos se refleja en los objetos de formas regulares que denominamos estructuras cristalinas. La estructura cristalina hace alusión también a la ordenación tridimensional (repetición de un motivo en las tres direcciones del espacio formando una red cristalina→Ej: Halita), periódica (los motivos se repiten periódicamente), anisótropa (las propiedades varían con la dirección. Es una consecuencia de la estructura interna→lo contrario es la isotropía→determina la dureza que es la resistencia que ofrece la superficie de un mineral a ser rayada) y simétrica de los átomos, iones o moléculas que constituyen un mineral (se dice de un objeto es simétrico cuando posee al menos dos orientaciones indistinguibles. Al intercambiarlas no se genera un cambio con respecto a la orientación original. Para intercambiarlas el objeto se puede rotar, reflejar o invertir). El estado sólido se caracteriza por las posiciones fijas d ellos átomos, iones o moléculas y pueden estar ordenadas (estado cristalino) o dispuestas al azar (estado amorfo) no viéndose ninguna diferencia en sus propiedades. Tipos de estructuras cristalinas Polimorfismo: misma sustancia química que cristaliza con estructuras diferentes y cada una de ellas es un mineral distinto. (Misma composición→Distinta Forma) Isomorfismo: dos minerales son isomorfos cuando presentan la misma estructura y contienen elementos con tamaños muy parecidos, de manera que pueden darse sustituciones entre ambos. (Misma Forma→Diferentes Composición) Cristales naturales: solo en adecuadas condiciones de presión, temperatura, espacio y reposo, la ordenación interna se manifiesta externamente en el desarrollo de caras planas y pulidas. Pueden aparecer cristales aislados (cubito solo), maclados (cubitos entrelazados que comparten estructura cristalina) y masivos (múltiples cristales interceptados unos con otros). Hay cristales de tamaño en micra hasta las geodas (de dentro hacia fuera se rellena de agua con cierta composición como la del yeso que empieza a cristalizarse). Abundancia de los minerales - La abundancia de elementos en la corteza indica que hay 8 elementos mayoritarios como el Oxigeno y el Sílice (Ej: cuarzo). - Los minerales que forman las rocas están compuestos por esos elementos (silicatos→petrogenéticos→98% VS 2%). Propiedades físicas dependen: - Composición química - Estructura cristalina Reconocimiento de visu - Propiedades sin la aplicación de un agente externo: Color, Brillo y hábito (se ven las caras del cristal) y aspecto (cuando no se ven) - Propiedades aplicando un agente externo: Dureza, raya y fractura y exfoliación - Otras propiedades: olor, sabor, tacto, magnetismo, peso específico, efervescencia con ácido y birrefringencia de la luz Dos grupos de minerales según el color resultado de la absorción selectiva de ciertas longitudes de onda y las que no se absorben son emitidas y representan el color que vemos. - Minerales idiocromáticos: color característico - Minerales alocromáticos: el color cambia debido a la impurezas o defectos estructurales (Prasiotrino, bolivianita…) Tres tipos de brillo: - Brillo metálico: diferentes intensidades y cambios en el brillo cuando incide luz en el mineral. - Brillo no metálico: intensidad de brillo exagerada. Por ejemplo, los diamantes. También se le denomina adamantino. - Brillo vítreo - Brillo submetálico, como el grafito - Brillo mate: sin brillo - Otros brillos: graso (cuarzo), resinoso (resina), perlado, nacarado, fibroso… Hábito y aspecto:  - Hábito: forma cristalográfica de un ejemplar cuando presenta caras. Cuando se ven formas geométricas bien definidas y podemos ver las caras. Se puede decir si un mineral tiene hábito o no. - Aspecto: morfología de un ejemplar cuando no presenta caras. Cuando no está definida esa estructura geométrica. (Fibroso, granular, terroso, tabular, laminar, dendrítico…) Cuando no se encaja con ninguna morfología se le denomina “masivo”. Dureza: resistencia de un mineral a ser rayado. Se establecen rangos de dureza en función de que se raye o sea rayado por determinado mineral u objeto. La escala de dureza de Mohs es una relación de diez minerales ordenados por su dureza, de menor a mayor. Raya: es una propiedad que se utiliza sobre todo en minerales metálicos. Puede verse frotándolo sobre una porcelana porosa blanca (con esto se eliminan muchos efectos de impurezas y defectos estructurales sobre el color). Los idiocromáticos van a coincidir el color que tienen a simple vista con el color de la raya. Fractura: superficie que se origina cuando un mineral se rompe en trozos generalmente irregulares. Exfoliación: tendencia de un mineral a romperse en planos paralelos. Un mineral puede tener una, ninguna o varias superficies de exfoliación en función de su estructura cristalina. Puede ser perfecta, buena o pobre. No se debe confundir exfoliación con caras cristalinas. Otras propiedades físicas: - Olor: por ej. Azufre olor desagradable - Sabor: por ej. halita sabor salado - Tacto: por ej. Talco tacto jabonoso - Ductilidad: deformación bajo esfuerzo de tracción → se pueden estirar. Como el bronce, el latón, el acero, el oro, el hierro, la plata, el plomo, el cobre… - Maleabilidad: deformación bajo esfuerzo de compresión → se pueden aplastar. Como el oro, el aluminio, la plata, el cobre, el hierro… Ejemplo de los deportistas mordiendo a medalla de oro porque se deja marca. Viene de la diferencia entre el oro y la calcopirita para diferenciar las pepitas. - Magnetismo, solubilidad… - Luminiscencia (cuando le da la luz se vuelve ultravioleta y después vuelve a su estado natural) - Peso específico: relacion entre el peso del mineral y el peso del agua. Depende de la composición química del mineral. Comparando dos piezas podemos decir si se trata de minerales muy pesados, pesados o ligeros. Clasificación mineral Los criterios más comunes de clasificación mineralógica son los que tienen en cuenta la composición. Estructura y génesis de los minerales. - Elementos nativos: Compuestos puros de un metal o no-metal en su composición química. 1 solo elemento químico. Son blandos, maleables. Son excelentes conductores térmicos y eléctricos, tienen brillo metálico y unos puntos de fusión relativamente bajo, es decir, se funda rápido. Por ej. Oro, cobre, mercurio, azufre, diamante… - Sulfuros y sulfosales: Combinación de uno o más metales con el azufre. Son en mayoría opacos, densos, con colores vivos y con rayas de colores característicos. Se denominan menas de metales, ya que el compuesto metal que no es el azufre esta muy presente y merece mucho la pena explotarlo. Mena es el material natural del que se pueden extraer minerales o metales - Óxidos e hidróxidos: Combinación de metales con oxígeno o con hidroxilos. Entre los óxidos figuran algunos minerales de gran valor económico, al ser algunas de las principales menas de hierro. Por ej. Casiterita (estaño), uraninita (uranio), pirolusita (manganeso). - Haluros: Combinación de alcalinos o alcalinotérreos con halogenuros. Fluorita: alocromática, de forma octaedra Halita Silvina - Carbonatos: Combinación de metales con el anión carbonato. Aragonito Calcita Azurita - Sulfatos: Combinación de metales con el anión sulfato Yeso Baritina - Silicatos: Tetraedros de SiO4. 4 unidos entre sí o combinados con metales. La disposición de los tetraedros son los que hacen que los minerales tengan distintas propiedades físicas y que se subdividan en 7. Nesosilicatos: tetraedros simples Sorosilicatos: tetraedros dobles Ciclosilicatos: anillos de tetraedros Inosilicatos: cadenas simples o dobles Filosilicatos Tectosilicatos: todas las variedades de cuarzos que podamos encontrar. ROCAS ÍGNEAS Las rocas ígneas se forman por el enfriamiento y solidificación de un magma. El magmatismo se podría definir como el proceso de fusión parcial de las rocas de la corteza y del manto, así como su emplazamiento→magma: roca fundida que se puede enfriar tanto en el interior como en el exterior por lo que si se enfría en el interior se denomina como rocas plutónicas, pero si el magma se enfría en la superficie se denomina volcánica. Entre las plutónicas y volcánicas se encuentran las subvolcánicas. Un magma tiene materiales tanto sólidos (silicatos o fragmentos de roca por la que va ascendiendo denominados como xenolitos), líquidos como gaseoso (agua, dióxido de carbono y el dióxido de azufre). Tipos de magma: - Según su contenido en Sílice o Magma ácido: +70% sílice→granito (plutónica) y riolita (volcánica) o Magma intermedio: 50-60% sílice→ diorita (plutónica) y andesita (volcánica) o Magma básico: 50-45% sílice→gabro (plutónica) y basalto (volcánica) o Magma ultrabásico: -45% sílice→peridotita Se van oscureciendo y la textura respecto a los cristales se va perdiendo o no se pueden reconocer La viscosidad de la lava: resistencia que tiene la lava a fluir que varía en función del contenido en sílice (a mayor sílice más viscosidad y a menor sílice menos viscosidad). Los principales factores que afectan la viscosidad: temperatura, composición química, contenido e volátiles y contenido en cristales. El magma con gran contenido en sílice forma un domo lo que se relacionan con volcanes con gran explosividad. Por lo que las rocas ácidas se relacionan con volcanes de una mayor explosividad. Sin embargo, la viscosidad y el contenido de sílice es inversamente proporcional a la temperatura y densidad que depende ndel contenido de minerales ferromagnesianos. Es decir, a raíz de que se pierde la sílice la orca se enriquece de estos minerales lo que la vuelve más densa y oscura. ¿Que hace que la temperatura suba hasta provocar que una roca solida se funda? o El calor: conforme aumenta la temperatura a partir de 1200ºC se empieza fundir la roca y a partir de 1800ºC la roca se convierte en magma→el gradiente geotérmico: cambio de temperatura en relación a cuanto de profundo estamos en el interior de la tierra→por cada 33km un grado. o La presión: El gradiente de presión litostática: cambio en la presión en relación a cuanto de profundo estoy en el interior de la tierra. o Los volátiles: puede hacer que la roca se funda más rápido como el vapor de agua. - Según su emplazamiento en relación con la tectónica de placa o Magma Calcoalcalino→magma ácido en zonas de subducción o Magma Toleítico→magma intermedio en litosfera y magma básico en dorsales o Magma Alcalino→magma ultrabásico en manto Tipos de rocas ígneas - Rocas volcánicas→vulcanismo→volcán: punto de la superficie terrestre por donde sale el magma que se relaciona con una serie de procesos como el magmatismo y la salida al exterior del magma. Los volcanes son estudios por la vulcanología que tiene un interés geológico (conocimiento dinámica terrestre) o social (puntos peligrosos para la humanidad). Partes de un volcán: cámara magmática, chimenea, cráter, lava y material piroclástico, Según la morfología del volcán: Fisura oceánica, en escudo, estratovolcán y caldera. Explosividad: Hawaiana, Islándica, Estromboliana, Peleana, Vulcaniana y Pliniana. Actividad: activos, durmientes y extintos. o Lavas: cuando el magma sale al exterior. Uno de los rasgos va a ser su viscosidad y varía en función de la cantidad de sílice. ▪ Coladas de lava: Basálticas (sus bordes se enfrían y la lava se canaliza) o Aa: tienen una superficie irregular, rugosa con bloques de tamaños decimétricos a métricos de forma irregular y lados afilados→lavas más viscosas o Pahoehoe: presentan una superficie de aspecto suave y vítreo y con estructuras cordadas muy características. Se forman en la erupción de magmas muy poco viscosas Acidas: son mucho mas viscosas que las anteriores de nivel extremo. Se mueven a menos velocidad y forman acumulación de gran potencia. o Domos/Pitones: coladas de lava de muy elevada viscosidad, aspecto de montículo. Su tamaño puede ser muy variado desde métrico a kilométrico Almohadillada→se generan en ambientes subacuático y tienen forma de tubos alargados e interconectados que en corte transversal parecen almohadas o Piroclásticos ▪ Bombas volcánicas: +64mm ▪ Lapilli: 2-64mm ▪ Cenizas: -2mm o Gaseoso ▪ Fumarolas: constituidas por gases y vapor de agua a altas temperaturas que salen al exterior por pequeños conductos de menos de 10cm ▪ Sulfataras: constituidas por gases calientes de dióxido de carbono, dióxido de azufre y sulfuro de hidrógeno, así como lodo y vapor de agua, dando lugar a una elevada acidez del agua ▪ Geyseres: chorros de agua hirviendo que entre en funcionamiento con periodicidad dando lugar a una serie de anillo formados por la precipitación de sílice disuelta  - Roca subvolcánicas: se origina cuando el magma mientras asciende a la superficie se va introduciendo en grietas o fisuras y allí se enfría. Según su disposición: o Sill: cuerpo inyectado paralelamente a capas o estratos de otras rocas sedimentarias o volcánicas o Dique: cuerpo discordante que se forma cuando el magma es inyectado en fracturas que cortan las capas de rocas previas o Facolito: cuerpo con forma de plato lenticular o de media luna o Lacolito: cuerpo magmático concordante en forma de seta o Chimeneas: conducto entre la cámara magmática y la boca volcánica - Rocas plutónicas→enfriamiento lento del magma en profundidad→cuando la roca plutónica aflora al exterior en un radio de 100km se denomina batolito→Berrocal: paisaje o modelado de granito condicionado por los agentes externos. Metamorfismo y rocas metamórficas Metamorfismo: transformaciones que suceden en estado sólido en rocas sedimentarias, ígneas o incluso metamórficas cuando se exponen a condiciones de presión y temperatura. Límites del metamorfismo: - Inferior: 200ºC - Superior: 1000ºC Principales factores: - Presión - Temperatura Tipos de metamorfismo: - Regional: su factor principal es la presión y la características de las rocas es el bandeado - De contacto→tipos de transformaciones: o Mineralógicas: aparecen nuevos minerales y se descomponen otros o Texturales: recristalizaciones o Cambios en la composición química Aureola de contacto. Arenisca→cuarcita y Caliza→mármol - Otros: hidrotermal (dorsal), enterramiento, impacto (meteorito) y dinámico (movimiento de la corteza) Diferentes grados de metamorfismo→de más a menos→pizarra, filita, esquisto y gneis PROCESOS EXTERNOS SEDIMENTACIÓN Y ROCAS SEDIMENTARIAS La disciplina científica que se dedica al estudio del origen, transporte y depósito de los sedimentos es la sedimentología. Los sedimentos se podrían definir como los materiales no consolidados que constituyen los depósitos que se forman en la superficie terrestre y en el fondo marino. Sedimentos→Transporte→Depósito: proceso de acumulación de los sedimentos una vez pierde energía del transporte→Sedimentación. Los sedimentos se acumulan en los llamados medios sedimentarios que hay varios tipos: Relacionados con el agua - Glaciar→Morrenas - Fluvial - Lacustre - Costero→Playa Relacionado con el viento - Dunas Fragmentos rocosos→Transporte→Depósito→Sedimentación: compactación y cementación→Rocas sedimentarias. Diagénesis→se produce en el interior de los primeros 5 o 6 kilómetros de la corteza terrestre a temperatura inferior a 150-200ºC. Ciclo geológico externo: Partimos inicialmente de una roca madre que puede ser cualquier tipo de roca en estado sólido. El primer proceso al que esta sometida las rocas siempre es la meteorización (física, química o biológica). Esta meteorización que actúa sobre esa roca madre toma dos caminos donde los procesos de la meteorización e quede en mismo sitio lo que da lugar al suelo y lo que también puede darse es la siguiente erosión que esta generada por varios agentes como el agua, el viento o una serie de organismo que genera que las partículas estén predispuestas a ser transportadas por el agua, viento, gravedad u otros organismo. Cuando la acción de estos agentes para se produce la sedimentación y se da lugar al sedimento. Este sedimento sufre procesos de compactación y cementación lo que da lugar a la roca sedimentaria. La Roca Madre: es la roca que se ve sometida a los procesos de meteorización para ser desmantelada y dar origen a partículas sedimentarias dispuestas a ser erosionadas y transportadas. La meteorización: Es el fenómeno más importante dentro de la alteración de una roca y en la modelación del paisaje siendo precursora del ciclo geológico. El resultado de la actividad de los procesos de meteorizaicón se manifiesta en las rocas por disgregación granular, descamación o fracturación. A posteriori las particulas liberadas se movilizan por procesos erosivos. Aquí entra en juego aspectos del clima (presión, temperatura, fauna, flora...) que actúan en la litosfera, hidrosfera y atmosfera. En la meteorización podríamos hablar tanto de factores ambientes (condiciones) y agentes degradantes. - Los factores son el conjunto de condiciones del medio ambientes que controlan directamente las condiciones físicas e indirectamente las químicas y biológicas a que son sometidos los materiales. Los factores climáticos más importantes están relacionados con la temperatura y la disponibilidad de agua en el medio. - Los agentes degradantes son todas aquellas sustancias procedentes del medio ambiente que participan directa o indirectamente en las transformaciones que tienen lugar en el material. Los componentes atmosféricos naturales: nitrógeno (inerte), oxigeno (oxidación), vapor de agua (agresivo) y dióxido de carbón (inerte). Por ejemplo, el agua de lluvia cuya composición de la lluvia está directamente relacionada con la composición atmosférica. Su acción corrosiva se basa en los iones y compuestos en disolución adquiridos durante su transporte a través de la atmósfera. En función de su procedencia: marina, atmosférica y polucionante. En zonas muy contaminadas, la proporción de componentes ácidos puede ser elevada, proporcionado al agua un carácter fuertemente ácido y dando lugar a la llamada “lluvia ácida” que es altamente erosiva. Según la composición química y mineralógica de las rocas va a condicionar su alteración. Durabilidad y alterabilidad frente a la mterorización: compacidad, porosidad y textura Las rocas mientras más ácidas sean mejor ya que tienen un alto contenido en sílice. Tipos de meteorización: - Física: simple rotura de la roca por medios físicos o mecánicos sin provocar cambios químicos de sus minerales o Crioclastia: ruptura de la roca por el aumento de volumen del agua al congelarse ▪ Roca ígnea: menos porsidad y fisibilidad ▪ Rocas metamórficas: más fisibilidad ▪ Rocas sedimentarias: menos porosidad o Termoclastismo: fragmentación de la roca como consecuencia de los cambios volumétricos que resultan de las expansiones y contracciones térmicas que sufre la roca. Ocurre sobre todo en desiertos cálidos (temperaturas hasta de 80ºC y variaciones del orden de 50ºC) o Lajamiento: presión de descarga o descompresión vertical que se debe a la compresión o descompresión. o Haloclastismo: medio acuosos ricos en sales donde el agua queda retenido en lugares que genera que las sales cristalicen y se genera el efecto cuña. o Hidroclastia: ruptura de las rocas por los cambios de volumen provocados por los ciclos húmedos y secos. Efectos más comunes: descamación, poligonación y reorganización interna del depósito. - Biológica: los organismos que actúan sobre la roca madre para meteorizarse. o Bioerosión por animales  - Química: transformación química de la roca original, como consecuencia de interacción con la atmósfera, hidrosfera y biosfera. Reacciones químicas entre los componentes de las rocas y agua, dióxido de carbono y dioxigeno o Disolución: disociación de los minerales que componen las rocas en sus componentes iónicos por el agua atmosférica o Hidrólisis: reacciones entre los minerales de las rocas y el agua que destruyen los edificios cristalinos de los minerales de partida para originar productos totalmente diferentes o Oxidación: reacciones entre los minerales de las rocas y el oxígeno. Formación del suelo: conjunto de roca, minerales e incluso materia orgánica: - Regolito con roca meteorizada, sedimentos y vegetación que se encuentra en el humus - Suelo con diferentes horizontes y composición diferentes En la erosión intervienen los diferentes agentes del sistema como hielo, ríos, viento, gravedad, etc. Desgastan superficie expuesta y conduce a rebajar las partes altas del relieve (modificación del paisaje). Tipos de erosión: - Marina: la costa es la zona limítrofe entre la tierra firme y el mar y se encuentra constantemente sometida a la acción erosiva las olas, mareas y corrientes marinas - Fluvial: agente principal el agua de los ríos - Eólica: el viento resulta un agente erosivo menos intenso, pero en las regiones secas adquiere una importancia muy especial - Glacial: los glaciares son agentes erosivos de gran importancia que, en el pasado, modelaron una buena parte de los paisajes que ahora conocemos en latitudes medias y altas de todo el planeta Transporte - Formas de transporte eólico: fuerza y el tipo de sedimento que tengo el cual depende del tipo de roca meteorizada y erosionada. Por rodadura, impacto, saltación y suspensión. - Formas de transporte hidráulico: rodadura, reptación, saltación, suspensión, flotación y disolución - Formas de transporte por gravedad: desprendimiento y flujos o aluviones, - Productos de la abrasión: los ventifactos son cantos que presentan superficies suavizadas, pulidas y afacetadas por el impacto de las partículas transportadas por el viento, es decir, por abrasión. Sedimento: Detríticas según el tamaño de clastos: - Lutit - Arenisca - Congloerado - Brecha - Limonit Forman - Grava - Arena - Limo - Arcill Organógenas - Cabonácea o Turba o Lignito o Carbón - Kerógenas