Geologia - Clase IV B[1][1]

5/7/2018 Geologia - Clase IV B[1][1] - slidepdf.com

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MINERALES Y ROCASMATERIALES DE LA CORTEZA TERRESTRE

COMPOSICIÓN MEDIA DE LAS ROCAS CORTICALESLA CRISTALIZACIÓN

LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALESCICLO EVOLUTIVO DE LA ROCA

ING. JAVIER NAVARRO VÉLIZCIP. No. 45142

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL



3.1 MATERIALES DE LA CORTEZA TERRESTRE: MINERALES

La mineralogía, rama de la Geología, es la ciencia que trata de la forma,propiedades, composición, yacimientos y génesis de los minerales. Además esta ciencia, abarca el estudio de las cualidades de la materia

cristalina (cristalografía) y como rama especial nace la geoquímica, conjuntode conocimientos referentes al contenido material en todas las partes del globoterrestre.

La inmensa mayoría de las rocas son agregados de minerales. De las restantes,algunas, como la plumita o piedra pómez, están formadas por vidrio

volcánico, mientras que otras, como el carbón, están compuestas por losproductos de la descomposición orgánica.

Se denomina mineral, a toda sustancia sólida, inorgánica, natural, que posee unaestructura interna característica por la disposición ordenada de sus átomos, conun composición química definida, propiedades físicas uniformes quevarían dentro de límites definidos y constituyen la corteza sólida de la tierra.


CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILDOCENTE: ING. JAVIER NAVARRO VÉLIZ



Existe cierto número de sustancias minerales que no muestran signos decristalinidad, son por lo general sustancias amorfas y se les denomina gelesde minerales o mineraloide, pues se forma bajo condiciones de presión ytemperatura bajas formadas durante el proceso de meteorización de losminerales terrestres. E jemplo: Limonita (Fe2O3nH2O).

Se denomina cristales, a los sólidos poliédricos naturales que tienen unestructura molecular definida y están limitados por caras planas cristalinasde forma y tamaño determinado para cada sustancia química, y que son elresultado de un compuesto químico cuando se cristaliza en condicionesfavorables.

La materia cristalina está compuesta de partículas sumamente pequeñas, queson los iones, átomos o moléculas. El átomo se define como la menor cantidad o unidad de un elemento que posee las propiedades de éste, que secombinación lo otros elementos para formar compuestos.





COMPOSICIÓN MEDIA DE LAS ROCAS CORTICALES

EXPRESADA EN ELEMENTOSQ IMICOS

EXPRESADA EN OXIDOS

NOMBRE SÍMBOLO % NOMBRE FÓRMULA %

Oxigeno o 46,71 Sílice SIO2 59.07

Silicio Si 27,69 Alúmina Al2O3 15,22

Aluminio Al 8,07 Oxido de hierro (férrico) Fe2O3 3,10

Hiero Fe 5,05 Oxido de Hierro (ferroso) FeO 3,71Calcio Ca 3,65 Cal Cao 5,10

Sodio Na 2,75 Sosa Na2O 3,71

Potasio K 2,58 Potasa K2O 3,71

Magnesio Mg 2,08 Magnesia MgO 3,45

Titanio Ti 0,62 Óxido de titanio TiO2 1,03

Hidrogeno H 0,14 Agua H2O 1,30

NIVERSIDAD PER ANA LOS ANDESFAC LTAD DE INGENIERIA




3.2. LA CRISTALIZACIÓN.Es el proceso por el cual los elementos de una sustancia, previamente separada

dos se reúnen, sometidos únicamente a sus atracciones mutuas, dando origena los cristales.

Los métodos de cristalización más generalizados son:1. Por solidificación: A medida que la temperatura desciende, las moléculaspierden energía, disminuyen su velocidad y van aproximando.

2. Por sublimación: Cuando las sustancias pasan directamente del estadogaseosos al sólido, sin pasar necesariamente por el estado líquido.

3. Por sobresaturación: Cuando hay suficientes moléculas de disolvente paramantener separadas las partículas de las sustancias disueltas, no haycristalización, pero al disminuir el disolvente por evaporación, las partículasdisueltas se ponen en contacto y se forma núcleos de cristales. E jemplo losdepósitos de sal o halita.





4.Por reacciones químicas: Cuando dos sustancias disueltas, a través dereacciones químicas, dan lugar a una tercera; de este modo se formaron en lanaturaleza los carbonatos, sulfatos.

3.3. SISTEMAS CRISTALINOS.La cristalografía geométrica estudia la forma de los cristales, la cual está

relacionado íntimamente con su estructura atómica interna.

Los cristales por ser poliedros presentan cierto número de caras, aristas y vértices,

que son sus elementos reales (caras + vértices = aristas + 2), es decir son loselementos reales.

Los elementos imaginarios, son los que permiten referir a ellos la simetría de uncristal y aún siendo ideales tienen gran importancia para el reconocimiento delas diversas formas cristalográficas y son tres: centro, planos y ejes de simetría.





De acuerdo a las teorías cristalográficas, las partículas de un cristal ocupan losnudos de una red paralelepípedo. Esta malla se llama red espacial, la cualpuede considerase formada por un paralelepípedo fundamental que se repiteindefinidamente en las tres direcciones del espacio con una partícula en cadavértice. Esta red espacial o malla está determinada por la longitud de las aristasy por el valor de sus ángulos.

Los ejes cristalográficos, son elementos imaginarios de referencia, paralelos alas aristas de la celda unidad, lo que equivale a decir que son paralelos lasaristas de las caras posibles de los cristales, uno de ellos se orienta enposición vertical, de arriba abajo, y se llama eje c; otro hacia el observador y se llama eje a y el otro de izquierda a derecha y se denomina eje b, cadaeje tiene dos extremos; uno positivo y otro negativo.

El ángulo que forma los ejes b y c se denomina Alfa, el ángulo que forma a y c sedenomina Beta y el ángulo que forma los ejes a y b se denomina Gamma.

Cuando una cara del cristal puede cortar a los tres ejes, se llama piramidal; a

dos ejes, se denomina prismática y a u n solo eje se le llama pinacoidal.





SISTEMASCRISTALINOS

CARACTERISTICAMINERALES UE

CRISTALIZAN EN ELSISTEMA

1. Sistema Cúbico

Tiene sus tres ejes

iguales.

Galena, Pirita, Blenda o

Esfalerita, Halita,Diamante.

2. Sistema TetragonalDos ejes situados en elplano horizontal iguales ,el tercero es vertical y

corto o largo.

Rutilo, Calcopirita,Casiterita, Zircón.

3. Sistema HexagonalCuatro ejes de referencia,tres iguales en longitud yen el plano horizontal, elcuarto eje es vertical

Cuarzo, Berilio, Apatito,Molibdenita, Calcita.



SISTEMA DE CRISTALIZACIÓN



SISTEMASCRISTALINOS



4. Sistema Trigonal oRomboédrica

Tiene tres ejesperpendiculares entre síde igual tamaño y sus tresángulos iguales.

Corindón, Cinabrio,Siderita, turmalina

5. Sistema RómbicoTiene tres ejesperpendiculares entre sí,de diferentes longitudes.

Topacio, Olivino, Aragonito, Camina.

6. Sistema Monoclínico

Tiene tres ejes desiguales,dos en el plano vertical,que se cortan en ángulosoblicuos, el tercer ejeperpendicular al plano delos otros dos.

Ortosa, Caolinita, Clorita,Epidota, Malaquita,Muscovita, Yeso.





SISTEMASCRISTALINOS



7. Sistema Triclínico

Tiene sus tres ejesdesiguales que se cortanoblicuamente, no tieneejes ni planos de simetría,sólo centro

Albita, Anortita, Cianita,Turquesa, rodonita..





MINERALES GRANITO(IGNEA)

BASALTO(IGNEA)

ARENISCA(SEDIMENTARIA)

PIZARRA(SEDIMENTARIA)

CALIZA(SEDIMENTARIA)

Cuarzo 31,3 - 69,8 31,9 3,7

Feldespato 52,3 46,2 8,4 17,6 2,2

Micas 11,5 _ 1,2 18,4 _

Minerales Arcilloso _ _ 6,9 10,0 1,0

Clorita _ _ 1,1 6,4 _

Hornblenda 2,4 _ _ _ _

Augita Raro 36,9 _ _ _ Olivino _ 7,6 _ _ _

Calcita olo ita _ _ 10,6 7,9 92,8

Minerales dehierro.

2,0 6,5 1,7 5,4 0,1

Otros inerales 0,5 2,8 0,3 2,4 0,3



COMPOSICIÓN MINERALOGICA DE ALGUNAS ROCAS CORRIENTES



3.4. PROPIEDADES FISICAS DE LOS MINERALESLas propiedades físicas de los minerales es como resultado como la aplicación

de fuerzas externas y las influencias mecánicas, de radiación, luminosas,térmicos, electromagnéticos.

La influencia mecánica sobre los minerales va acompañado de su deformación odesintegración.

La resistencia a la destrucción de los minerales se expresa por la dureza.

Algunas propiedades físicas están relacionados con la estructura y lacomposición química de los minerales.

Minerales isotrópicos: Las propiedades físicas tienen el mismo valor en todas

las direcciones. E jm. Sustancias amorfas y del sistema cúbico.Minerales anisotropos: Cuyas propiedades varían con la dirección, es:

a) Vectorial: Debido a la intensidad y estructura del mineral, E jm. La dureza,la exfoliación.

Las propiedades físicas que no varían con la dirección se denomina escalareses la densidad.





3.4.1. Las propiedades físicas de los minerales por influencia de la luzson:

Color: Es debido a la composición química y a las impurezas presentes en elmineral.

Idiocromcraticos: No depende de la composición de los minerales.

Alocromáticos: Es por las sustancias extrañas o impurezas que presenta.Brillo: Lustre: Relacionado con la propiedad de reflexión de la luz en lasuperficie de los minerales y el enlace químico.

Brillo metálico : Pirita.

Brillo no metálico :

Vítreo : Cuarzo, Azurita.

Diamantino : Diamante, Blenda.

Resinoso : Esfalerita.

Graso : Azufre.

Perlitico : Talco.

Sedoso : Yeso, Asbesto.

Nacarado : Muscovita, Oropimente.



Raya: Es el color del polvo que deja un mineral cuando se frota contra unasuperficie rugosa de otro cuerpo de mayor dureza, principalmente porcelana,cuyo color a veces difiere del color del mineral.

Diafanidad: Transparencia: Es la capacidad que tienen los minerales para dejar pasar la luz atreves de ellos y pueden ser:Transparente: Se observa el objeto que se encuentra por detrás de dicho

mineral. E jm. Cuarzo hialino.

Translucidos : Pasan algo de luz, pero los objetos no pueden ser visto a través

de ellos. E jm. Calcedonia.

Opacos : No dejan pasar la luz aún estando en laminas muy delgadas.E jm. Grafito.

Exfoliación: Algunos minerales cristalizados de dejarse separar fácilmente enlaminas y que depende principalmente de la estructura del mineral.



Clivaje: Crucero: Los minerales debe de romperse siguiendo direccionespreferentes, a lo largo de superficie planas y ángulos definidos, esta relacionadocon la estructura cristalina.

Clivaje muy perfecto: Se divide en laminas finas con superficie especular. E jm.Yeso, Mica.

Clivaje perfecto : Se rompe en cualquier lugar por direccionesdeterminadas formando superficies planas. E jm.Calcita, Galena, Halita.

Clivaje mediano : Se forma superficie regulares como irregulares.E jm. Feldespato, hornblenda.

Clivaje imperfecto : Las superficies de clivaje regulares son raras, presentasuperficie irregulares. E jm. Berilo, Apatito.



Fractura: Los minerales que no tienen clivaje o lo tiene imperfecto, se parten por superficies irregulares de fractura, al aplicarse golpes al mineral, en los que lacohesión es la misma en todas las direcciones y pueden ser de varias clases:

Irregular : Sin forma: Azufre nativo, Apatito, Casiterita.

Escalonado : Feldespato.

Espinosa : Actinolita, Tremolita.

Ganchuda : Cobre, Oro, Platino.

Concoidea : Cuarzo, Ópalo.

Dureza: Es la resistencia que oponen los minerales a ser rayado, por la acción de

un cuerpo mas resistente. La dureza es el inicio diagnostico más importantepara el reconocimiento de los minerales. Para medir la dureza, se emplea laescala Mohs, compuesta de 10 minerales que tienen la raya de color blanco,que se toman como termino de comparación:



DUREZA MINERAL COMPOSICIÓN CARACTERÍSTICA1 Talco Mg3Si4O16(OH)2 Muy blandos, se rayan con la uña (2,5)

2 Yeso CaSO42H2O Muy blandos, se rayan con la uña (2,5)

3 Calcita CaCO3 Blandos, se rayan fácil con la navaja (5,0)

4 Fluorita CaF2 Blandos, se rayan fácil con la navaja (5,0)

5 Apatito Ca5(PO4)3F Duro se rayan con la lima (6,5)

6 Ortosa KSi3 AlO8 Duro se rayan con la lima (6,5)

7 Cuarzo KSi3 AlO8 Muy duros, rayan al vidrio y al acero. Dan chispas con el eslabón.

8 Topacio Al2(SiO4)(FOH)2 Muy duros, rayan al vidrio y al acero. Dan chispas con el eslabón.

9 Corindón Al2O3 Muy duros, rayan al vidrio y al acero. Dan chispas con el eslabón.

10

Diamante C Muy duros, rayan al vidrio y al acero. Dan chispas con el eslabón.



Tenacidad: Es la resistencia que un mineral opone a ser deformado y puede ser:

Elástico : Minerales recobra su forma primitiva al cesar la fuerza quelos deforma (Muscovita).

Flexible : Minerales no recobra su forma al cesar la fuerza que losdeforma (Yeso).

Frágil : Es la capacidad de los minerales a romperse enfragmentos o pulverizarse fácilmente (Diamante).

Maleable : Capacidad de reducirse a laminas delgadas (Oro).

Dúctil : Cuando pueden reducirse a hilos delgados (Oro, Plata,Cobre).

Peso especifico: Los minerales mas difundidos tienen una densidad promediode 2,5 a 3,5 g/cm3 . La mayoría de las especies tiene una densidad menor de 5g/cm3 . Los minerales pueden dividirse en tres grupos: ligeros (de hasta 3,0

g/cm3 ), medios (de 3,0 a 4,0 g/cm3) y pesados (4,0 g/cm3 ).



Para determinar el peso especifico del mineral se incluyen pasajes en el aire y en elagua:

PE = Peso Especifico.

PE = P1 = Peso en el aire.

P2 = Peso en el agua.

3.4.2. Propiedades Organolécticas:Son apreciados por los sentidos:

Tacto : Es una apreciación superficial de los cuerpos, con los cuales, algunosminerales tienen un tacto característico que nos ayuda a identificar:

Untuoso : Tacto.

Seco : Creta.

Suaves : Minerales de superficie muy lisa.

Sabor : Solamente lo poseen algunos minerales:



Salado : Halita (NaCl)

Amargo : Silvita (KCl)

Astringente : Alumbre ( KAl(SO4)2.12H2O)

Alcalino : Calcita (CaCO3)

Olor : Hay muy pocos minerales que tienen olor propio, tal el caso del azufre queal arder huele a sulfuro.

3.3.3. Propiedades Magnéticas:Se manifiesta en el campo magnético, son pocos los minerales que poseen

gran imantación, como para atraer la aguja magnética, polvo de aserrín dehierro.Minerales Magnéticos: Conocido como la magnetita (FeOFe2O3) y la

magnoferrita (FeOFe2O3Mg), que son imanesnaturales, capaces de atraer partículas de hierro.



Minerales Paramagnéticos: Son aquellos son atraídos por los imanesnaturales, tales como ilmenita, hematita, cromita,siderita, así como los silicatos que contienehierro.

Minerales Diamagnéticos: Son aquellos que son ligeramente repelidos, y estose manifiesta con mayor fuerza por el bismutonativo, grafito, y menor grado por la plata y oronativo, la fluorita, calcita y cuarzo.

3.4.4. Propiedades RadiactivasLlamase radiactividad la transformación de los isótopos inestables de u nelemento químico en isotopos de otro, acompañado de la emisión de partículas

elementales ( , ,).



La fuente natural radiactiva la poseen los minerales que contienen isotoposradiactivamente inestables de Uranio, Torio, Radio, Radón, Potasio, Estroncio.

La radiactividad moderada a débil, están provocadas por la presencia de U, Th,así como los otros isotopos radiactivos como el Pirocloro, Monacita.

La radiactividad débil de la Silvita, Microclima, Muscovita y de otros minerales depotasio está determinado por la impureza constante del isotopo radioactivo depotasio (K40).

3.5. Génesis de los minerales

Los minerales son los constituyentes de los materiales terrestre, es por ello estándispersos en todo el ciclo geológico, son por eso necesarios ciertos procesosgeológicos que permitan su concentración.



Minerales primarios o hipogénicos: Aquellos que se han formadooriginariamente de los procesosmagmàticos y post magnéticos y otrosprocesos al interior de la cortezaterrestre.

Minerales secundarios o supergènicos: Que son el resultado de la alteraciónde los primarios en zonas superficialesde la corteza terrestre.

El origen debido a procesos internos son:

a) Cristalización magmàtica.b) Proceso de segregación magmatica.

c) Proceso neumatolìtico.

d) Procesos pirometasomàticos.

e) Procesos hidrotermales.



El origen debido a los procesos externos son:

a) Procesos in temperados.

b) Procesos súper génicos.

c) Procesos evaporiticos.

d) Procesos sedimentarios.

3.6. Petrología:La petrología es la parte de la geología que estudia las rocas desde el punto devista:

a) Composición. d) Clasificación.

b) Modo de ocurrencia. e) Origen de las mismas.

c) Distribución en la corteza terrestre. f) Relación de los procesos.

e) Historia Geológica.



La petrología abarca a:

a) Litologia: Estudio de las rocas, sobre la base del conocimiento obtenido delas exposiciones de campo, afloramientos y de las muestras de mano.

b) Petrografìa: Es la parte puramente descriptiva de las rocas desde el puntode vista de la textura, de la mineralogía y de la composición.

c) Petrogènesis: Se ocupa del origen de las rocas.

3.6.1. Las rocas.Son agregados naturales de uno o más minerales con proporciones diversas, cuya

masa sólida resultante constituye una unidad de la corteza terrestre.



Los procesos geológicos en la formación y evolución de la tierra son dos:

I. Proceso de Origen Externo o Exógeno

1. Denudación: (meteorización, erosión y transporte):

Cincelado de la superficie terrestre y separación de los productos de ladisgregación mecánica de las rocas y en disolución.

2. Depósito o sedimentación:

a. De los residuos transportados mecánicamente. E jemplo: Arena y barro.

b. De los materiales transportados en solución:

b1. Por evaporación y precipitación química. E jemplo: Sal gema.

b2. Por intervención de organismo vivos. E jemplo: La caliza coralina.

c. De materia orgánica, sobre todo resto de vegetación. E jemplo: La turba.



II. Proceso de origen interno

1. Movimientos terrestre (incluyendo terremotos)

Levantamiento y depresión de regiones terrestre y del fondo del mar, yformación de montañas por presiones laterales (plegamiento y ruptura de lasrocas).

2. Actividad ígnea

Intrusión de magmas ( rocas plutónicas) y extrusión (rocas volcánicas) de lavas,rocas hipabisales y otros productos volcánicos.

3. Metamorfismo

Transformación de rocas preexistentes en nuevos tipos por la acción del calor,presión, tracción y actividad química de los líquidos en migración.



3.6.2. Minerales Petrográficos:Los minerales petrográficos son los que con mayor frecuencia y abundancia entrarn

a formar parte de las rocas, se considera:

a. Minerales esenciales: Es característica de la especie. E jemplo: En elGranito tiene ortosa, cuarzo, y mica, si falta el cuarzo es una roca tipo Sienita.

b. Minerales accesorios: Son menos abundantes en la formación de las rocaso cierta regularidad, su frecuencia o ausencia no genera otra especie, sinovariedades de la misa roca.

c. Minerales secundarios: Se presenta en las rocas por las alteraciones delos minerales esenciales o accesorios, sin importar en la constitución declases o variedades de las rocas.



3.6.3. Estructura de las rocasEs el aspecto que se presenta en la superficie , así como el conjunto de

caracteres físicos como forma de presentación y disposición de los minerales.E jemplo: Mantos, estratos, derrames, disyunción esferoidal, diques.

3.6.4. Textura de las rocas

La textura de una roca se refiere a la forma y tamaño de los minerales y al modode estar dispuesto y se debe a :

1. Grado de cristalización:Holocristalina: Está completamente compuesta de cristales es decir

ha alcanzado el mayor grado de cristalización.

Holohialina: Está formado exclusivamente de vidrio.

Merocristalina: Se compone de una mezcla de cristales y de vidrio.



2. Tamaño de los mineralesFaneritica: Cuando los minerales son visibles a simple vista o con ayuda de

la lupa.

Afanítica: Si los minerales individuales no son visibles con la lupa.

3. Forma de los cristalesEuhedral:S i e l cristal está perfectamente desarrollado en sus caras

cristalinas.

Anhedral: Cuando no posee caras cristalinas.

Subhedral: Cuando está imperfectamente desarrollado.

4. Relacione mutuas de los cristales

Panidiomórfica: Las rocas está compuesta de cristales euhedrales.

Alotriomórfica: Está compuesta de cristales anhedrales.

Hipidiomórficas: Está conformado por cristales subhedrales.



3.6.5. Génesis de las rocasPor su modo de ocurrencia y su génesis, todos que comprendidos en tres grandes

grupos:

- Rocas Ígneas:

Del latín ignis: Fuego. Forma las rocas plutónicas o intrusivas, aprofundidad intermedia las rocas hipabisales o subvolcánicas y en superficielas rocas volcánicas.

- Rocas sedimentarias:

Del latín sedimentum: Sedimento.E

n las rocas pre ex

istentes los agentesatmosféricos del intemperismo y de la erosión desintegran y descomponenpara dar lugar a los sedimentos por acción de los procesos diagenéticos en lascuencas oceánicas se transforman en rocas sedimentarias.



- Rocas metamórficas:

Del griego metamorfosis: Transformar . Después de su formación,estas rocas pueden sufrir alteraciones de distinto tipo por acción de las altastemperaturas y presiones (metamorfismo) en el interior de la corteza setransforman en rocas metamórficas. Estas rocas por incremento de temperatura

y presiones se pueden volver a convertir en magma, o sin pasar por esta etapase puede transformar en rocas ígneas por el proceso de antexis ogranitización.



CICLO EVOLUTIVO DE LA ROCACICLO EVOLUTIVO DE LA ROCA

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