meteorización y minerales arcillosos
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Taller
Meteorización y Minerales Arcillosos
Geología
Adrian Pinto Martínez
Presentado a:
Ing. Adrian Gonzales
Corporación universitaria de la costa (cuc)
Facultad de ingeniería
Programa Ing civil
Barranquilla - atlántico
01-mar-2011
Meteorización y Minerales Arcillosos
1: La fase mineral del suelo proviene mayoritariamente de rocas mientras que la fracción Orgánica de un suelo proviene de microorganismos muerto
a) la meteorización de las rocas.....la actividad biológica.
b) el material parental..... Las plantas vivas.
c) el regolito bajo el suelo......el aire y agua.
d) los minerales constituyentes de las rocas........microorganismos muertos.
RTA
d) los minerales constituyentes de las rocas........microorganismos muertos.
2: ¿Cuál de las siguientes opciones describe procesos que ocurren en la meteorización?
a) desintegración y descomposición de una roca en la superficie terrestre
b) alteración de feldespatos en minerales arcillosos
c) transporte de rocas por gravedad
d) descomposición química de la roca
e) remoción de materiales de la superficie por abrasión eólica.
f) Transporte fluvial de arenas
RTA
a) desintegración y descomposición de una roca en la superficie terrestre
3. ¿Por qué las rocas se meteorizan? Escoja la ó las opciones correctas.
a) Porque son sometidas a presiones y/o temperaturas menores a las reinantes en el momento de su Formación.
b) Todas las rocas se transforman en sedimento y en suelo luego de sufrir erosión y diaclasado.
c) Por el tiempo transcurrido desde el momento de su formación.
d) Porque se ven involucradas en colisiones entre continentes.
RTA
b) Todas las rocas se transforman en sedimento y en suelo luego de sufrir erosión y diaclasado.
4. ¿Qué diferencia existe entre meteorización y erosión desde el punto de vista geológico?
a) La meteorización es un fenómeno superficial mientras que la erosión es un fenómeno que se da en Profundidad.
b) La erosión es un fenómeno superficial mientras que la meteorización es un fenómeno que se da en Profundidad.
c) Durante la meteorización la roca se descompone y pierde cohesión, mientras que en la etapa de erosión
Ocurre una removilización de partículas de material.
d) La erosión desintegra la roca mientras que la meteorización transporta los detritos de un sitio a otro.
e) La erosión solo es posible en climas secos mientras que la meteorización es posible en climas húmedos.
RTA
c) Durante la meteorización la roca se descompone y pierde cohesión, mientras que en la etapa de erosión.
5: Escriba la ecuación general de la meteorización
RTA
MINERALES PRIMARIOS + AGENTES DE METEORIZACION QUIMICA
MINERALES RELICTUALES + MINERALES SECUNDARIOS + IONES
6: Haga una lista con los principales agentes de meteorización
RTA
la propia atmosfera con la mezcla de gases que constituyen el aire. Movimiento de la atmosfera en forma de vientos fuerte. Cambios de temperatura Las lluvias Agua escorrentía Excavación fluvial La impureza del agua Seres vivientes ( animales o vegetales) gravedad
7: Diferencie factores de intensidad y capacidad
RTA
Los factores de intensidad son extrínsecos, es decir no dependen del material sino del ambiente en el cual éste se encuentra, mientras que los factores de capacidad son factores intrínsecos y dependen de cada especie mineral.
8: Cuál es la definición de erosión?
a) Acumulación de sedimentos luego que estos son transportados.
b) Desintegración y descomposición de las rocas cerca de la superficie terrestre.
c) Disolución de los componentes del suelo.
d) Remoción y transporte de materiales meteorizados.
e) Transporte pendiente abajo por gravedad.
RTA
d) Remoción y transporte de materiales meteorizados.
9: De los siguientes factores indique cuáles de ellos puede relacionar con la tasa de
Meteorización y señale si esta relación es directa o inversa.
a) Pluviosidad media anual
b) Índice de ocupación del territorio por el Hombre
c) Latitud (la coordenada geográfica que indica la posición relativa entre ecuador y polo)
d) Temperatura medial anual.
e) Distancia expresada en metros al río más próximo (pensando en el territorio uruguayo).
f) PH del agua de lluvia.
g) Intensidad de explotación del agua subterránea en la región considerada.
h) Dotación de ganado en pastoreo en los diversos predios de un área determinada.
RTA
a)Pluviosidad media anual (directa) d) Temperatura medial anual. (Indirecta) f) PH del agua de lluvia (Directa)
10: De los siguientes factores indique cuáles de ellos puede relacionar con la tasa de erosión y Señale si esta relación es directa o inversa.
a) Pluviosidad media anual.
b) Temperatura medial anual.
c) Velocidad media del viento.
d) Índice de ocupación del territorio por el Hombre.
RTA
a) Pluviosidad media anual (directa) b) Temperatura medial anual. (directa) c) Velocidad media del viento. (directa)
11: ¿Cuál es el agente más importante de meteorización química? y por qué?
a) El agua.
b) El viento.
c) La insolación.
d) La diferencia entre la temperatura máxima y la temperatura mínima en cada día.
e) La actividad biológica.
RTA
a) el agua
Porque el agua contiene impureza que prestan propiedades químicas y la hacen responsable de algunos de los más importantes procesos de meteorización.
El detalle de las reacciones es complejo pero se sabe que entre sus productos se encuentran los óxidos, carbonatos y sulfatos hidratados de hierro, todas estas reacciones producen aumento de volumen, lo que contribuye ala desintegración de las rocas.
12: Una el proceso de meteorización química con el resultado apropiado.
A. Disolución D. Se pierden electrones de un elemento
B. Oxidación E. Reacción de una sustancia con agua
C. Hidrólisis F. Enlaces atómicos rotos por moléculas bipolares de agua
13: La meteorización química de minerales silicatados da lugar a la formación de
a) Minerales arcillosos.
b) Óxidos de hierro solubles.
c) Feldespatos.
d) Óxidos de hierro solubles y feldespatos.
e) Minerales arcillosos y feldespatos.
RTA
e) Minerales arcillosos y feldespatos.
14: Por qué el cuarzo es un mineral común en sedimentos y rocas sedimentarias, mientras que los feldespatos no lo son?
a) El ácido sulfúrico disuelve el feldespato pero no el cuarzo, permitiendo que el cuarzo se disuelva en agua pura.
b) La disolución del feldespato causa un incremento en la disolución de las arcillas y el cuarzo.
c) La hidrólisis causa que el feldespato se altere a arcillas, pero el cuarzo es resistente a la hidrólisis.
d) La oxidación reduce el cuarzo a arcillas, la arcilla es transportada por el agua donde se vuelve a transformar en cuarzo.
RTA
c) La hidrólisis causa que el feldespato se altere a arcillas, pero el cuarzo es resistente a la hidrólisis.
15: Ordene la siguiente lista de minerales en base a resistencia creciente a la meteorización.
a) olivino, cuarzo, feldspato potásico, anfíbol
b) cuarzo, feldespato potásico, anfíbol, olivino
c) olivino, anfíbol, feldespato potásico, cuarzo
d) anfíbol, feldespato potásico, cuarzo, olivino
e) cuarzo, olivino, anfíbol, feldespato potásico
RTA
c) olivino, anfíbol, feldespato potásico, cuarzo
16: ¿En qué clima la meteorización química es más efectiva?
a) zonas áridas con bajas temperaturas
b) zonas húmedas con temperaturas moderadas
c) zonas húmedas con bajas temperaturas
d) zonas secas con temperaturas moderadas
RTA
b) zonas húmedas con temperaturas moderadas
17: ¿En qué clima la meteorización física es más efectiva?
a) zonas áridas con bajas temperaturas
b) zonas húmedas con temperaturas moderadas
c) zonas húmedas con altas temperaturas
d) zonas áridas con altas temperaturas
RTA
a) zonas áridas con bajas temperaturas
18: La “fracción arcilla de un suelo contiene...”
a) todos los filosilicatos presentes en el suelo.
b) todas las partículas de filosilicatos cuyo tamaño es mayor que 9.5x10-12cm
c) todas las partículas de minerales que contienen sílice cuyo tamaño es menor que 0.1mm.
d) todas las partículas minerales cuyo tamaño es menor que 0.002mm.
e) todos los minerales del grupo de las arcillas presentes en el suelo.
RTA
d) todas las partículas minerales cuyo tamaño es menor que 0.002mm.
19: Ordene las siguientes fracciones granuolométricas por orden de superficie específica creciente.
a) fracción limo, fracción grava, fracción arena, fracción arcilla
b) fracción grava, fracción limo, fracción arena, fracción arcilla
c) fracción arena, fracción limo, fracción grava, fracción arcilla
d) fracción arcilla, fracción limo, fracción grava, fracción arena
e) fracción grava, fracción arena, fracción limo, fracción arcilla
RTA
e)fracción grava, fracción arena, fracción limo, fracción arcilla
20: Indique cuáles de los siguientes minerales pertenecen al grupo de las arcillas.
a) Caolinita
b) Biotita
c) Limonita
d) Montorillonita
e) Illita
f) Bytownita
g) Apatito
RTA
Caolinita d) Montorillonita e) Illita
21: Indique cuáles de los siguientes minerales pueden pertenecer a la fracción arcilla de un suelo.
a) Caolinita
b) Biotita
c) Limonita
d) Montorillonita
e) Illita
f) Cuarzo
g) Apatito
RTA
a) Caolinita d) Montorillonita e) Illita f) Cuarzo
22: Ordene los siguientes minerales del grupo de las arcillas por capacidad de intercambio
catiónico (C.I.C) decreciente.
a) Montmorillonita
b) Caolinita
c) Illita
RTA
Montmorillonita (1) c) Illita (2) b) Caolinita (3)
23: La unidad tetraédrica que conforma la estructura de un cristal de arcilla contiene:
a) 4 Si y 4 O
b) 1 Al, 4 O y 2 OH
c) 4 O, 1 Si
d) 1 Al y 4 O
RTA
c) 4 O, 1 Si
24: En un mineral de arcilla tipo 2:1 hay:
a) dos capas octaédricas y una tetraédrica
b) dos capas silíceas tetraédricas y una dioctaédrica
c) una capa tetraédrica y una capa dioctaédrica
d) ninguna de las anteriores.
RTA
d) ninguna de las anteriores.
25: La diferencia más importante entre illita y montmorillonita es:
a) El grado de isomorfismo.
b) El número de capas tetraédricas en la estructura cristalina.
c) El tipo de catión de intercapa.
d) El número de capas octaédricas en la estructura.
RTA
c) El tipo de catión de intercapa.
26: Cuál de los siguientes productos de meteorización de una roca granítica representa un Estado de meteorización más intenso?
a) Montmorillonita
b) Mica finamente granulada
c) Illita
d) Caolinita
e) Óxidos de hierro
RTA
b) Mica finamente granulada
27: El mejor método para el reconocimiento de un mineral del grupo de las arcillas
Es:
a) Color
b) Densidad
c) Difractograma de rayos X
d) Plasticidad
e) Granulometría
RTA
c) Difractograma de rayos X
28: Las partículas de arcilla están cargadas:
a) Positivamente
b) Algunas positivas y otras negativas, agrupándose en partículas mayores neutras
c) Negativamente
RTA
c) Negativamente
29: La carga de las partículas de arcilla se debe a:
a) Electrón de valencia libre de los átomos de sílice.
b) Electrón de valencia libre de los átomos de oxígeno.
c) Pérdida de neutrones por radiación.
d) Exceso de protones en el núcleo de los átomos de magnesio.
RTA
b) Electrón de valencia libre de los átomos de oxígeno.
30: Las arcillas son minerales hidratados porque:
a) Tienen moléculas de agua contenidas dentro de los tetraedros de silicio.
b) Tienen oxhidrilos en la estructura cristalina
c) Almacenan moléculas de agua en la intercapa
d) Tienen hidróxidos de aluminio ocupando los centros de los octaedros cuyos vértices están Ocupados por oxígenos.
RTA
a) Tienen moléculas de agua contenidas dentro de los tetraedros de silicio.
31: Se dice que una arcilla es expansiva:
a) Cuando aumenta su volumen proporcionalmente a la temperatura
b) Cuando aumenta su espaciado basal por adición de magnesio
c) Cuando aumenta su espaciado basal en presencia de agua
d) Cuando aumenta su espaciado basal en presencia de otros minerales hidratados.
RTA
c) Cuando aumenta su espaciado basal en presencia de agua
Característica de los depósitos sedimentarios
Resistencia de suelo, tamaño y anisotrópicos o isotrópicos
Los depósitos sedimentarios se forman por la acción de los procesos geomorfológicos y
climáticos, debido principalmente al medio de transporte y a la meteorización. Los
distintos medios de sedimentación originan una serie de depósitos cuyas características
están relacionadas con las condiciones de formación de estos sedimentos. Así, la
clasificación de los materiales, granulometría, forma y tamaño, dependen del medio de
transporte. Conociendo los factores geomorfológicos y climáticos, es posible prever la
disposición y geometría del depósito, propiedades físicas y otros aspectos de interés.
En función de las relaciones geológicas de los depósitos sedimentarios, estos se
clasifican:
1-Depósitos coluviales.
2-Depósitos aluviales.
3-Depósitos lacustres.
4-Depósitos litorales.
5-Depósitos glaciares.
6-Depósitos de climas áridos y desérticos.
7-Depósitos evaporíticos.
8-Depósitos de climas tropicales.
9-Depósitos de origen volcánico
Depósitos coluviales
Son materiales transportados por gravedad, la acción del hielo – deshielo y,
principalmente, por el agua. Su origen es local, producto de la alteración in situ de las
rocas y posterior transporte como derrubios de ladera ó depósitos de solifluxión.
Frecuentemente están asociados a masas inestables. Su composición depende de la roca
de la que proceden, estando formados por fragmentos angulares y heterométricos,
generalmente de tamaño grueso, englobados en una matriz limo arcillosa. Su espesor
suele ser escaso, aunque puede ser muy variable.
La resistencia de estos materiales es baja, sobre todo en la zona de contacto con el
sustrato rocoso, y cuando se desarrollan altas presiones intersticiales como consecuencia
de lluvias intensas.
Depósitos aluviales
Son materiales transportados y depositados por el agua. Su tamaño varía desde la arcilla
hasta las gravas gruesas, cantos y bloques. Las facies más gruesas presentan bordes
redondeados. Se distribuyen en forma estratiforme, con cierta clasificación, variando
mucho su densidad. Están muy desarrollados en los climas templados, ocupando cauces
y valles fluviales, llanuras y abanicos aluviales, terrazas y paleocauces.
Son suelos muy anisotrópicos en su distribución, sus propiedades están estrechamente
relacionadas con la granulometría. Su continuidad es irregular, pudiendo tener altos
contenidos en materia orgánica en determinados medios. La permeabilidad depende de la
granulometría y generalmente presentan un nivel freático alto.
Depósitos lacustres
En general son sedimentos de grano fino, predominando los limos y las arcillas. El
contenido de materia orgánica puede ser muy alto, sobre todo en zonas pantanosas.
Frecuentemente presentan estructuras laminadas en niveles muy finos. En condiciones de
agua salada se forman precipitados de sales.
Las principales propiedades están en relación a su alto contenido en materia orgánica,
siendo en general suelos muy blandos. También se pueden encontrar arcillas asociadas a
estos suelos.
Depósitos litorales
Son materiales formados en la zona intermareal por la acción mixta de ambientes
continentales y marinos, influyendo en este caso las corrientes fluviales, el oleaje y las
mareas. Predominan las arenas finas y los limos, pudiendo contener abundante materia
orgánica y carbonatos. Los sedimentos más finos, los fangos y la materia orgánica son
característicos de las zonas de delta y estuario. En general, la consistencia de materiales
es blanda a muy blanda y muy anisotrópica. Pueden presentar en costramientos, pero la
característica principal es su alta compresibilidad.
Depósitos glaciares
Son depósitos transportados y depositados por el hielo o por el agua de deshielo. Están
formados por tillitas y morrenas. Su composición es muy heterométrica y la distribución es
altamente errática. Los depósitos fluvio-glaciares contienen fracciones desde gravas
gruesas a arcillas; están algo clasificadas y su granulometría decrece con la distancia
frente al glaciar. Sin embargo, los de origen lacustre-glaciar presentan fracciones más
finas, predominando las arcillas y las estructuras laminadas, típicas de las arcillas
varvadas.
La heterogeneidad y anisotropía es la característica típica de estos depósitos, pues
coexisten desde las arcillas hasta las gravas gruesas y grandes bloques. Al estar la
permeabilidad directamente relacionada con la granulometría, estos suelos son muy
sensibles a los incrementos de presión intersticial producidos por las lluvias torrenciales y
por el deshielo.
Depósitos de climas áridos y desérticos
Los ambientes áridos tienen una serie de implicaciones medioambientales, como la
desecación profunda, la acumulación de sales y la alta movilidad de los sedimentos con el
viento, los cuales condicionan las propiedades de estos suelos, entre las que destacan:
-Muy bajo contenido de humedad, dando lugar a suelos no saturados, con succiones
relativamente altas.
-Bajo contenido en materia orgánica, por lo que los suelos áridos resultan pobres para
fines agrícolas.
-Desarrollo de una costra rica en sales; la pérdida de humedad por evaporación en la
superficie produce cementaciones por precipitación de sales.
Depósitos evaporíticos
Estos depósitos están formados por la precipitación química de sales, cloruros o sulfatos,
típicos de medios árido o desérticos, lacustres, lagunares y litorales. Las características
comunes a estos depósitos son las siguientes:
-Producen reacciones químicas con los hormigones, que pueden ocasionar su deterioro y
destrucción.
-Son fácilmente solubles, sobre todo los cloruros.
-Pueden sufrir cambios de volumen, al pasar las anhidritas a yesos.
-En superficie forman costras.
-Representan un riesgo de hundimiento cuando se producen fenómenos de disolución y
carstificación.
Depósitos de climas tropicales
Las condiciones climáticas en regiones tropicales con alta humedad y altas temperaturas
determinan una intensa meteorización química, originando suelos residuales muy
desarrollados. Su composición mineralógica, su fábrica y las condiciones geoquímicas del
medio controlan el comportamiento geotécnico de estos suelos. Cuando se precipitan
altos contenidos de hierro y aluminio se forman lateritas. Si las condiciones de drenaje
son deficientes pueden formarse los denominados suelos negros, ricos en es mectitas.
Si el drenaje es alto se forman las arcillas rojas, ricas en haloysitas.
En los suelos tropicales son frecuentes los encostramientos, con mejores propiedades
geotécnicas en superficie que en profundidad. Tienden a formar agregaciones de
partículas de arcilla de tamaño de limo y arena, dando resultados en los análisis
granulométricos y de plasticidad que no corresponden a su naturaleza arcillosa; son
altamente sensibles a la desecación. Los tipos de suelos más representativos son los
siguientes:
Depósitos de origen volcánico
Los suelos volcánicos pueden ser residuales por alteración de los materiales
infrayacentes, resultando depósitos limo-arenosos y arcillas, y transportados como
productos de las emisiones volcánicas dando acumulaciones de piroclastos, de tipo
lacustre o aluvial cuando son transportados por el agua.
Los minerales procedentes de las rocas volcánicas son altamente inestables frente a la
meteorización, transformándose rápidamente en productos de alteración y arcillas,
abundando las haloysitas, las alófanas (estructura amorfa) y las esmectitas. El predominio
de alguno de estos minerales depende de las condiciones de drenaje y geoquímica del
medio. Las arcillas volcánicas tienen a formar fábricas oolíticas y agregaciones de arcilla,
dando granulometrías y plasticidades correspondientes a suelos de mayor tamaño. Los
suelos esmectíticos son expansivos, con altas plasticidades. Los suelos residuales
pueden ser muy susceptibles, comportándose de forma muy inestable frente a rápidos
aumentos de la presión intersticial, o cargas cíclicas por terremotos, en cuyo caso se
pueden producir deslizamientos y flujos de tierras.
Otro grupo importante de suelos volcánicos lo forman los depósitos de piroclastos. Están
formados por partículas de tamaños variables, desde cenizas (menos de 2 mm) hasta
lapilli (2 mm – 64 mm), o fragmentos de mayor tamaño. Se acumulan, en capas
estratiformes, según sea la dirección del viento, o dirección de la nube ceniza o colada de
piroclastos. Forman estructuras esponjosas de muy baja densidad y alta porosidad.
Cuando las cenizas se consolidan o cementan se forman tobas blandas, muy alterables y
colapsables frente a cargas relativamente bajas.
Si durante la depositación y enfriamiento se desarrollan fuertes uniones entre las
partículas de estos depósitos por soldamiento o compactación de los productos vítreos, su
resistencia aumenta.