Introducción a la geologíaMinerales y rocasMinerales y rocas

ogía

ón a

la G

eolo

(84.07) Intro

ducc

ió

Mecánica de Suelos y GeologíaFIUBA

1

Fotografías tomadas de http://geology.com

o de Wikipedia

Índiceog

ía

• Los minerales• Rocas ígneas

ón a

la G

eolo • Rocas sedimentarias

• Rocas metamórficas

Intro

ducc

ió

2

Los mineralesog

ía

El mineral es la unidad básica de lasrocasD b

ón a

la G

eolo Debe ser

• Inorgánico

Intro

ducc

ió • Natural• Sólido• Con estructura

interna ordenada

3

• Composición quími-ca fija y determinada

(geology.com)

¿Cómo de forman?

Cristalización: a partir del enfriamiento de rocas

ogía

enfriamiento de rocas fundidas (minerales primarios)

ón a

la G

eolo (minerales primarios)

Metamorfismo: a partir de

Granito

Intro

ducc

ió Metamorfismo: a partir de la recombinación de sustancias químicas por calor, presióny aporte de sustancias

í i4 Gneiss

químicas (minerales secundarios)

¿Cómo de forman?Foto del granito estirada

Cristalización: a partir del enfriamiento de rocas

ogía

enfriamiento de rocas fundidas (minerales primarios)

ón a

la G

eolo (minerales primarios)

Metamorfismo: a partir de

Intro

ducc

ió Metamorfismo: a partir de la recombinación de sustancias químicas por calor, presióny aporte de sustancias

í i5 Gneiss

químicas (minerales secundarios)

Cristalización (min. primarios)

ogía

Precipitación por descensode solubilidad de compuestos(descenso de temperatura

ón a

la G

eolo (descenso de temperatura,

presión, vapor de agua, elementos volátiles)

Feldespatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Feldespato#mediaviewer/File:Fel

Intro

ducc

ió elementos volátiles)

Los minerales que se forman

odspar(Microcline)USGOV.jpg

Los minerales que se forman dependen de la abundancia relativa de cada elemento

6http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co

mmons/b/be/Quartzite_2_jpg.jpg

Cuarcita

Metamorfismo (min. secundarios)

Corte delgado de cuarcita

ogía

Alteración por enfriamiento de minerales primarios inestablesa bajas temperaturas meteorización

ón a

la G

eolo

Corte delgado

a bajas temperaturas, meteorización, o disolución y precipitación• Sales

Intro

ducc

ió Corte delgadoDe dunita alterada

• Sales• Alúmino-silicatos• Óxidos e hidróxidos• Óxidos e hidróxidos

7

Propiedades de losminerales (para reconocimiento)

ogía

QuímicasDisolución

ón a

la G

eolo

Ejemplos de disolución en calizas• Disolución• Reacción con ácidos

R ió t

Intro

ducc

ió • Reacción con otroscompuestos

8

Propiedades delos minerales

ogía

Físicas• Densidad

ón a

la G

eolo • Dureza

• Eléctricas

Intro

ducc

ió

• Magnéticas• Sabor• Olor• Radioactividad

9

Propiedades de los mineralesog

ía

Los minerales tienen formas de ruptura características

ón a

la G

eolo

Intro

ducc

ió

Feldespato KMuscovitaObsidiana

10

Clasificación de minerales

Cuarzo (SiO )

ogía

Cuarzo (SiO2)• Silicatos (SiO2)Formadores de rocaM táli ti ó id

ón a

la G

eolo • Metálicos: nativos, óxidos,

hidróxidos y sulfuros de metalesS l lf t b t

Intro

ducc

ió

Caliza (carbonato)• Sales: sulfatos y carbonatos• Otros: nativos no

metálicos fosfatosmetálicos, fosfatos, haluros

11 Halita (haluro)Oro nativo

Silicatos

CuarzoSilicatos: SiO2 con elementos adicionales: Al Fe Ca K Na Mg

ogía

Cuarzoadicionales: Al, Fe, Ca, K, Na, MgSu estructura interna condiciona su hábito externo

ón a

la G

eolo hábito externo

Aluminosilicatos: Al reemplaza al Si en el tetraedro SiO4

Intro

ducc

ió

Feldespato K

en el tetraedro SiO4

12 BeriloTurmalina

Estructura de silicatosog

ía

• Nesosilicatos• Sorosilicatos

ón a

la G

eolo • Ciclosilicatos

• Inosilicatos (simple y doble)

Intro

ducc

ió

• Filosilicatos• Tectosilicatos• La estructura influye en:

– Forma cristalina

13

– Estabilidad de minerales (P y T)

Nesosilicatosog

ía

Tetraedros individuales de SiO4

• Olivinas

ón a

la G

eolo • Zircón

• Granate

Intro

ducc

ió

Formas: regulares, equidimensio-nales, algo elongadas

14 GranatesOlivinasZircón

Sorosilicatos

2 ó 3 tetraedros unidos• Epidoto

ogía

• HemimorfitaFormas prismáticas elongadas

ón a

la G

eolo

Intro

ducc

ió

Epidoto15

Ciclosilicatosog

ía

De 3 a 6 tetraedros en anillosBerilos (esmeralda), turmalinas

ón a

la G

eolo

BeriloFormas • Elongadas

Intro

ducc

ió

• Poligonales en eleje de crecimiento

16 Turmalina

Inosilicatosog

ía

Cadenas simples o dobles de tetraedros

A fíb l

ón a

la G

eolo

H bl d (A f)

• Anfíboles• Piroxenos

Intro

ducc

ió Hornblenda (Anf)Formas algo elongadas• Tabulares (anfíboles)• Prismáticos (piroxenos)

17 Augita (Px)

Filosilicatosog

ía

Muscovita (mica Al)Estructura 2D formando láminas

Mi

ón a

la G

eolo • Micas

• Talco

Intro

ducc

ió

Biotita (mica Fe-Mg)• ArcillasFormas• Planas• Laminares

18 Caolinitas al MEB

Tectosilicatos

C

ogía

CuarzoEstructura 3DCuarzo y feldespatos (K y Ca-Na)

ón a

la G

eolo Formas prismáticas

Intro

ducc

ió

Plagioclasa (Feld Ca-Na)

19 Ortosa (Feld K)

Serie de cristalizaciónog

íaón

a la

Geo

loIn

trodu

cció

20

Minerales formadores de yacimientos

ogía

Yacimiento es todo depósito mineral con interés económico

Ó id

ón a

la G

eolo • Óxidos

• Hidróxidos

Intro

ducc

ió • Sulfuros• Sulfatos• Fosfatos• Carbonatos

21

• Haluros(Sfriso – Bajo La Alumbrera – 2014)

Minerales formadores de yacimientos

ogía

• Mena: minerales que son el objetivo de la explotación

ón a

la G

eolo explotación

• Ganga: resto de minerales presentes

Intro

ducc

ió minerales presentes• Roca de caja: roca

circundantecircundante

22

Índiceog

ía

• Los minerales• Rocas ígneas

ón a

la G

eolo • Rocas sedimentarias

• Rocas metamórficas

Intro

ducc

ió

23

El ciclo de las rocasog

íaón

a la

Geo

loIn

trodu

cció

24

El magmaog

ía

Roca fundida con cristales de minerales en suspensióny gases disueltos

ón a

la G

eolo y gases disueltos

(vapor de agua)Tipos de magma de

Intro

ducc

ió Tipos de magma de acuerdo a la composición de la roca pfundida y las mezclas que sufrió en su ascenso

25

Rocas ígneasog

ía

Intrusivas (o plutónicas): magma solidificado muy lentamente dentro de la cortezaE t i ( l á i ) lidifi d

ón a

la G

eolo Extrusivas (o volcánicas): magma solidificado

rápidamente en la superficieHi bi l l

Intro

ducc

ió Hipabisales: el magma solidifica lentamente en sitios cercanos a laen sitios cercanos a la superficie pero dentro de la corteza

26

Clasificación de rocas ígneasog

íaón

a la

Geo

loIn

trodu

cció

27

Rocas ígneasog

íaón

a la

Geo

loIn

trodu

cció

Roca plutónica Roca volcánica oRoca plutónicao intrusiva

Roca volcánica o extrusiva

28

Granitoog

ía

Feld. K(Ortosa)

ón a

la G

eolo

CuarzoMica

( it )

Intro

ducc

ió

Feld. Alcalino

(muscovita)

Na-Ca(Plagioclasa)

29

Índiceog

ía

• Los minerales• Rocas ígneas

ón a

la G

eolo • Rocas sedimentarias

• Rocas metamórficas

Intro

ducc

ió

30

La meteorizaciónog

ía

La meteorización es la desintegración física y/o la alteración química de una roca

P

ón a

la G

eolo • Procesos

gravitacionales(flujos y

Intro

ducc

ió (flujos y deslizamientos)

• ErosiónErosión (eliminación física del material)

31

)• Transporte

Depositaciónog

ía

El agente de transporte (agua, hielo o viento) pierde competencia para transportar un cierto tamaño de grano

ón a

la G

eolo grano

In situ, el material será sometido aC t ió

Intro

ducc

ió • Compactación• Consolidación / deshidratación

C t ió ( t l)• Cementación (eventual)• Litificación

32

• Diagénesis

Rocas sedimentariasog

ía

• Clásticas• Bioclásticas

ón a

la G

eolo • Químicas

– Evaporitas

Intro

ducc

ió – Bioquímicas• Margas (mixtas)

33

Rocas sedimentarias clásticasog

ía

Formadas por la depositación directa de material transportado en suspensión saltación o rolido

ón a

la G

eolo suspensión, saltación o rolido

Arenisca (arenas)

Intro

ducc

ió

Conglomerado (gravas) Lutita (limos y arcillas)34

Bioclásticasog

ía

Acumulación de organismos bióticos (exoesqueleto calcáreo)

C l

ón a

la G

eolo • Corales

• Bivalvos

Intro

ducc

ió • Cocolitos• Dinoflagelados• Silicofalgelados

35

Caliza (carbonato)

Químicas (evaporitas)og

ía

Precipitación de sales• Halita (sal de mesa)

ón a

la G

eolo • Yeso

• Calizas en salares, lagos y

Intro

ducc

ió lagunas o mares marginales

36

Bioquímicasog

ía

Precipitación de mineralespor inducción de organismosbióticos

ón a

la G

eolo bióticos

• CoralesE j

Intro

ducc

ió • Esponjas• Bivalvas

M l• Moluscos• Crustáceos

37

Índiceog

ía

• Los minerales• Rocas ígneas

ón a

la G

eolo • Rocas sedimentarias

• Rocas metamórficas

Intro

ducc

ió

38

Rocas metamórficasog

ía

Transformación físico-química de otra roca porpresión y/o temperatura

ón a

la G

eolo presión y/o temperatura

Metamorfismo de alto grado: desaparecen

Intro

ducc

ió grado: desaparecenestratificación, fósiles y estructura previa de laprocaPuede haber fusión parcial

39

p

Rocas metamórficasog

ía

La roca metamórfica correspondiente a las rocas carbonáticas (calizas) se conoce como mármol

ón a

la G

eolo

Intro

ducc

ió

40 Pizarra Esquisto Gneiss

Metasomatismoog

ía

Cuando entran elementosajenos a la roca original

ón a

la G

eolo

Intro

ducc

ió Hay sustitución de elementos químicos preexistentes por otrospreexistentes por otros aportados por aguas subterráneas

41

subterráneas

Alteración hidrotermalog

ía

Circulación deaguas termales en zonas

ón a

la G

eolo en zonas

volcánicas El agua remueve

Intro

ducc

ió El agua remueve sustanciasConcentra yConcentra y acumula mineralesa medida que pierde solubilidad por cambios de

42

q p ppresión, temperatura o composición química

Alteración hidrotermalog

ía

• Pórfidos• Halos de alteración

é t i

ón a

la G

eolo concéntricos

• Sistemas de vetas

Intro

ducc

ió • Brechas asociadas• Fuente de Cu, Au,

Mb A Pb ZMb y, Ag, Pb, Zn, Sn

43 Bajo La Alumbrera, Catamarca

Alteración hidrotermal (pórfidos)og

íaón

a la

Geo

loIn

trodu

cció

44

Un modelo geológico 4D

PaleosuperficieProcesos de erosión

(aproximadamente 1000m por millón de años)

Diatrema Freatomagmática

BradenSuperficie actual

ogía

Formación FarellonesMioceno Tardío

Intrusión TonalitaBrechasón

a la

Geo

lo

(Complejo Volcánico Teniente)

Mioceno TardíoIntrusión de

Lacolito MáficoAlteración actinolita-

tit

TonalitaBrechas de Anh

Pórfido AB h

Brecha MarginalIn

trodu

cció

magnetita ABrechas Igneas

IntrusiónPórfido

45

Pórfido Dacitico

R. FLOODY, 2002

Bibliografía

Básica– Goodman Engineering Geology Wiley– Goodman. Engineering Geology. Wiley

Complementaria– Bell Engineering Geology Elsevierge

otéc

nica

Bell. Engineering Geology. Elsevier– Blyth. A Geology for Engineers. Elsevier– Price. Engineering Geology. Springer

a in

geni

ería

g

g g gy p g– Waltham. Foundations on Engineering geology. Spon– Goodman. Rock Mechanics. Wiley

oduc

ción

a la

– Mitchell. Fundamentals of Soil Behavior. 3ª Ed. Wiley– Terzaghi, Peck y Mesri. Soil Mechanics in Engineering

Practice 3ª Ed Wiley

Intro

Practice. 3ª Ed. Wiley