apuntes de mineralog­a

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  • 1. APUNTES DE MINERALOGA Curso: Geologa General y Petrologa Profesor: Jos W. Prez Carpio Fuente:http://plata.uda.cl/minas/apuntes/Geologia/geol ogiageneral/ggcap02c.htm W.Griem & S.Griem-Klee (1999, 2003),Universidad de Atacama Chile. Listados, fotos y museos de minerales: Athena Mineralogy ( Suiza): http://un2sg4.unige.ch/athena/mineral/mineral.html

2. 1. Introduccin 1.1 Qu son las rocas? Qu informacin nos dan las rocas? Porqu se deben estudiar los componentes de las rocas? A) Para reconocer los minerales de los cuales las rocas estn compuestas y el modo de construccin de las rocas por sus componentes principales. B) Cul es el origen de las rocas? En el caso de las magmatitas: Qu tipo de magma corresponde a la roca gnea?. Qu composicin tiene un magma? Que son las andesitas y dnde se produce este tipo de magma?. Que ocurre en las zonas de subduccin? Que ocurre en los cinturones orognicos y arcos insulares?. 3. 1. Introduccin Porque ocurre la fusin parcial de la placa de la corteza ocenica descendente? En el caso de las rocas sedimentarias: Cul es la roca madre? Cul es la rea fuente de los componentes, que constituyen la roca sedimentaria, por ejemplo de los clastos de un conglomerado? En el caso de las metamorftas: Cul es la roca de partida/ roca primaria? Porqu la roca de partida de una eclogita es una plutonita bsica o volcnica sobre todo gabro o basalto?. Qu indicara la composicin y la textura de una roca gnea? Cul es la funcin de la temperatura y la presin, que dominaron durante su formacin?, 4. 1. Introduccin .2 Cules son las caractersticas del mineral y del cristal, cules son las diferencias entre ellos? Un mineral: Conjunto de elementos qumicos, asociados segn las leyes de la Qumica (formado naturalmente ) Existe un cierto nmero de elementos que generalmente intervienen, tal como: Si, Al, K, Na, Fe, Ca, Mg, Cl, O, (entre otros) que forman minerales . Los nombres de los minerales dependen de su formula y de su estructura atmica. Un conjunto de minerales se llama roca. El nombre de la roca depende de su gnesis y del contenido en minerales. Algunas rocas son monominerlicas, es decir principalmente contienen un mineral (como la caliza la calcita.) 5. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA 1.2.1 Mineral Los minerales son componentes naturales y materialmen te individuales de la corteza rgida. Son naturalmente formados. Inorgnicos. En general slidos. Poseen una composicin qumica definida. Materialmente homogneos. Cristalinos (con estructura atmica ordenada) o amorfos (sin estructura cristalina, por ejemplo los vidrios naturales). La mayora de los minerales son cristales. 6. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA Los minerales pueden haberse formado por procesos inorgnicos o con la colaboracin de organismos por ejemplo azufre elemental, pirita y otros sulfuros pueden ser formados por reduccin con la colaboracin de bacterias. A veces algunos minerales forman parte de organismos como por ejemplo calcita, aragonita y palo, pueden formarse de esqueletos o conchas de microorganismos e invertebrados y la apatita, que es un componente esencial de huesos y dientes de los vertebrados. 7. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA 1.2.2 Cristal Los cristales muchas veces se reconoce por su belleza y simetra y formas geomtricas. Los cristales poseen algunas propiedades: Los cristales son: Formados naturalmente o son cultivados artificialmente. Inorgnicos u orgnicos, por ejemplo Vitamina B12 En general son slidos, materialmente homogneos. Cristalinos, nunca amorfos. Los cristales tienen una disposicin o un arreglo atmico nico de sus elementos, para cada especie de mineral. Los cristales naturales poseen grados de simetra caractersticos los que son consecuencia del arreglo interno de los tomos que los forman. Los cristales son isotrpicos o anisotrpicos. Los cristales isotrpicos tienen las mismas propiedades fsicas en todas las direcciones, los cristales los cuales pertenecen al sistema cbico son los isotrpicos, por ejemplo halita, pirita 8. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA Los cristales anisotrpicos tienen propiedades fsicas que son diferentes en distintas direcciones, por ejemplo cordierita, biotita, cuarzo. Cianita o distena respectivamente tienen en su extensin longitudinal una dureza de 4,5 a 5 segn la escala de Mohs y una dureza ms alta de 6,5 a 7 en su extensin lateral. 1.2.3 Relacin entre la forma externa de los minerales/cristales y su red cristalina En algunas rocas, especialmente en las rocas cristalinas como las plutonitas y las metamorfitas - los minerales presentan caras de cristales las cuales son superficies lisas limitadas por ngulos determinados. Estos planos lisos a menudo corresponden con planos de su red cristalina y por lo tanto reflejan la estructura cristalina del cristal. En una micacita de mica y granate por ejemplo los granates a menudo cristalizan en su forma propia, dice que todos los planos externos de los granates corresponden con planos de su red cristalina: los granates son idiomorfos. 9. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA En un granito o una granodiorita por ejemplo se obser_ van plagioclasas y feldespatos alcalinos limitados por algunos planos del cristal y por algunos planos de forma irregular: las plagioclasas y los feldespatos alcalinos de los granitos son 'hipidiomorfos'. En otras rocas por ejemplo en las areniscas los minera_ les no presentan caras de cristales pero s poseen formas de fragmentos o clastos. 1.2.4 Estructura atmica de los minerales/cristales Cada mineral y cada cristal tiene una composicin constante de elementos en proporciones definidas. Por ejemplo el diamante se constituye solo de un nico elemento: el carbono C . La sal de mesa comn , el mineral halita se compone de dos elementos: sodio y cloro, en cantidades iguales: NaCl. El smbolo de la halita 'NaCl' indica que cada ion de sodio est acompaado por un ion de cloro. 10. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA El mineral pirita, tambin llamado oro de los tontos se compone de dos elementos: hierro y azufre, pero este mineral contiene dos iones de S por cada ion de Fe. ta relacin se expresa por el smbolo FeS2. El cristal tiene una disposicin o un arreglo atmico nico de sus elementos. Cada cristal tiene una forma cristalina y caracterstica producida por su estructura cristalina. 1.3 Definiciones Homogneo Los minerales/cristales tienen las mismas propiedades fsicas en paralelas direcciones y tienen una composicin qumica definida y uniforme. Cristalino Los diferentes componentes qumicos se encuentran en lugares definidos y se ordenan regularmente, formando un cristal con estructura atmica regular o con arreglo atmico ordenado. 11. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA Amorfo Sin estructura cristalina; los vidrios volcnicos y los precipitados en forma de gel (palo) son cuerpos amorfos. Isotrpico Tienen las mismas propiedades en todas sus direcciones; los cristales cbicos y los vidrios volcnicos son isotrpicos, por ejemplo granate. Anisotrpico Los cristales tienen distintas propiedades fsicas en diferentes direcciones; todos los cristales excepto los cristales cbicos son anisotrpicos, por ejemplo cuarzo, calcita. por ejemplo la dureza de la distena es una caracterstica fsica que difiere en distintas direcciones. Se puede rayarla en direccin longitudinal (dureza = 4,5 - 5) ms fcilmente que en su direccin transversal (dureza = 6,5 - 7). 12. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA Mineral Un elemento qumico, slido, un compuesto slido o una solucin slida, naturalmente formado, materialmente homogneo, por ejemplo calcita. vase : mineral Cristal Un cuerpo cristalino con un arreglo ordenado de sus tomos, por ejemplo cuarzo. Vase cristal. 13. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA Se describen como materiales cristalinos aquellos materiales slidos cuyos elementos constitutivos se repiten de manera ordenada y paralela y cuya distribucin en el espacio muestra ciertas relaciones de simetra. As, la propiedad caracterstica y definidora del medio cristalino es ser peridico, es decir, que a lo largo de cualquier direccin, y dependiendo de la direccin elegida, la materia que lo forma se halla a distancias especficas y paralelamente orientada. Adems de sta, otras propiedades caractersticas son la homogeneidad y la anisotropa. 14. CONCEPTOS BSICOS DE MINERALOGA Por tanto, el cristal est formado por la repeticin montona de agrupaciones atmicas paralelas entre s y a distancias repetitivas especficas (traslacin). La red cristalina es una abstraccin del contenido material de este medio cristalino, y el tratarlo nicamente en funcin de las traslaciones presentes constituye la esencia de la teora de las redes cristalinas. En la red cristalina todos los puntos, nudos, tienen exactamente los mismos alrededores y son idnticos en posicin con relacin al patrn o motivo que se repite. Este motivo es una constante del cristal ya que constituye el contenido material, es decir, su naturaleza atmica, de manera que red x motivo = cristal. 15. La estructura cristalina En esta red espacial existe una porcin del espacio cristalino, denominado celda unidad, el cual repetido por traslacin y adosado desde un punto reticular a otro engendra todo el retculo. De esta manera, conociendo la disposicin exacta de los tomos dentro de la celdilla unidad, conocemos la disposicin atmica de todo el cristal. 16. La estructura cristalina 17. La estructura cristalina Periodicidad El medio cristalino es un medio peridico ya que a lo largo de cualquier direccin la materia que lo forma se halla a distancias especficas y paralelamente orientada, de forma que la orientacin y distancias a que se encuentran dependen de la direccin elegida. La distancia segn la cual las unidades estructurales se repiten paralela e idnticamente a lo largo de una direccin dada se denomina traslacin. stas definen la denominada red cristalina, constituida por una serie de puntos (nudos) separados entre s por las citadas traslaciones. 18. La estructura crista