2.3 LOS MATERIALES QUE FORMAN LA TIERRA

2.3 LOS MATERIALES QUE FORMAN LA TIERRA
El universo Físico está compuesto por MATERIA. Ésta se encuentra organizada jerárquicamente, según diferentes grados
de agregación, cuya base la constituyen las partículas subatómicas. El átomo está constituido por estas partículas. Los
átomos de los elementos se combinan entre sí para formar las moléculas y compuestos. Los minerales son elementos o
compuestos naturales. La asociación de minerales produce las rocas, que componen la corteza terrestre.
Nuestro mundo está formado por rocas de diverso origen y composición variada, que a veces aparecen a la vista, por
ejemplo en las cumbres de las montañas, y otras veces quedan ocultas bajo una capa formada por minerales y organismos
vivos en descomposición que llamamos suelos. Pero las rocas no son compuestos simples, sino que están integradas por
un conjunto de partículas encajadas entre sí que conocemos con el nombre de minerales.
Los elementos básicos de nuestro mundo son los minerales, es decir, una serie de productos naturales sólidos y
homogéneos formados por procesos inorgánicos que presentan una estructura atómica, una composición química definida y
una forma cristalina estable. Este concepto incluye algunas sustancias de origen orgánico no sólidas como el petróleo, pero
excluye las mezclas, que se consideran rocas, ya que por roca se entiende una combinación de minerales que han tenido
una génesis común. Como consecuencia del desplazamiento de las placas tectónicas, las rocas de la corteza terrestre se
ven sometidas en ocasiones al empuje de fuerzas y presiones que provocan deformaciones y fracturas de las que se
derivan diversas formas del relieve terrestre.
Ésta es la base sobre la que se asienta toda la construcción del paisaje en nuestro planeta y también numerosas formas de
explotación económica, ya que los minerales constituyen importantísimas fuentes de riqueza, unas veces por su condición
de fuentes de energía y otras porque de ellos se extraen materias primas para la fabricación de los más diversos productos.
ELEMENTOS: Un elemento es una sustancia que no puede ser separada en formas más simples de materia por medios
físicos o químicos ordinarios. ¿Cómo se presentan en la naturaleza? En la corteza terrestre los elementos se encuentran
combinados entre ellos formando compuestos. Rara vez se los encuentra en su forma simple. A los que se encuentran
solos se les denomina NATIVOS, como son el Oro, el Cobre, el Carbón. A continuación se muestran los elementos más
abundantes en la corteza terrestre:
ELEMENTO
OXÍGENO
SILICIO
ALUMINIO
HIERRO
CALCIO
SODIO
POTASIO
MAGNESIO
TODOS LOS DEMÁS
PORCENTAJE EN PESO
46.60 %
27.72 %
8.13 %
5.00 %
3.63 %
2.83 %
2.59 %
2.09 %
1.41 %
LOS MINERALES: Se encuentran casi siempre incluidos en las rocas, pero a veces se concentran en cavidades o
depósitos que reciben el nombre de yacimientos. Se habla, por ello, de minerales formadores de rocas y de minerales
mena, que son aquellos de los que puede obtenerse algún metal.
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes subdivisiones: mineralogía química, mineralogía
física y cristalografía. Las propiedades y clasificación de los minerales individuales, su localización, sus formas de aparición
y sus usos corresponden a la mineralogía descriptiva. La identificación en función de sus propiedades químicas, físicas y
cristalográficas recibe el nombre de mineralogía determinativa.
Una sustancia debe cumplir con cuatro condiciones antes que pueda ser llamada con propiedad mineral. Esas condiciones
son:
1. Debe presentarse naturalmente como sustancia inorgánica.
2. Su composición debe ser tal que pueda ser representada por una fórmula química.
3. Debe tener una estructura interna definida (debe ser cristalina).
4. Sus propiedades físicas deben ser determinadas y regidas por su composición y estructura.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES
Las propiedades físicas de los minerales constituyen una importante ayuda a la hora de identificarlos y caracterizarlos. La
mayor parte de las propiedades físicas pueden reconocerse a simple vista o determinarse por medio de pruebas sencillas.
Las propiedades más importantes incluyen el rayado, el color, la fractura, el clivaje, la dureza, el lustre, la densidad relativa y
la fluorescencia o fosforescencia, entre otras.
Las propiedades físicas de un mineral son invariables, o variable dentro de límites muy restringidos.
Así, conocer algunas propiedades físicas fundamentales de los minerales formadores de socios, es igual a conocer el
mineral mismo. Una vez identificado un mineral por sus propiedades físicas, se puede afirmar su composición química ya
que todos los ejemplares de la misma especie mineral tienen idénticas composiciones.
A continuación estudiaremos algunas propiedades físicas de los minerales.
1. GRAVEDAD ESPECÍFICA: Para determinar la gravedad específica de un espécimen dado, se pasa el aire sobre una
balanza de resorte (o balanza Jollykrauss); se le baja en un recipiente de agua dulce y se pesa en el agua. La gravedad
específica (G esp.) es igual al peso del aire dividido por la pérdida de peso en el agua. Cuando se ha determinado la
gravedad específica, puede compararse luego con el peso conocido de otros minerales con el fin de identificar al
espécimen.
2. DUREZA: Una manera más fácil de distinguir un mineral de otro, es la prueba de la dureza. La dureza de un mineral
está determinada por los minerales que raya y los minerales que lo rayan. La prueba de la dureza o de la raspadura puede
ser realizada con los materiales sencillos de investigación que se llevan al campo. Para mayor exactitud se utiliza la escala
de dureza llamada escala de Mohs.
ESCALA DE DUREZA DE MOHS
La dureza de un material determina su durabilidad. La escala de Mohs se utiliza para evaluar la dureza relativa de una
muestra al realizar pruebas de rayado sobre ella.
MINERAL
DUREZA
Talco
Yeso
Calcita
Fluorita
Apatito
Feldespato
Cuarzo
Topacio
Corindón
Diamante
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
PRUEBA COMÚN
Se raya con una uña
Se raya con una moneda de cobre
Se raya con la hoja de un cuchillo o el cristal de una ventana
Raya una hoja de cuchillo o el cristal de una ventana
Raya todos los materiales comunes
3. COLOR: Probablemente uno de los primeros aspectos que se notan de un mineral es su color. Sin embargo, el mismo
mineral puede variar mucho en color de un espécimen a otro y ciertas excepciones, el color tiene una utilización limitada en
la identificación mineral. Las variaciones de colores son principalmente debido a las impurezas químicas menores dentro del
mineral, por ejemplo el óxido metálico.
Cuando se utiliza el color para la identificación mineral, es necesario tomar en cuenta los siguientes factores:
1. Si se está examinando el espécimen bajo una luz natural o una luz artificial.
2. Si la superficie examinada está reciente. Ciertos metales brillantes se deslustran y el color verdadero no se
revelará sino en una superficie reciente.
3. Si el mineral está seco o mojado.
4. BRILLO: La apariencia de un mineral cuando se observa bajo la luz reflejada se llama brillo. Algunos minerales brillan
como metales, por ejemplo la plata y el oro. Se dice de estos, que tienen brillo metálico. Otros brillos se clasifican en no
metálicos.
Los más importantes brillos no metálicos y algunos ejemplares se clasifican como sigue:
 Adamantino - brillo brillante lustrosos: típico del diamante.
 Vidrioso – cristalino - se ve como vidrio: cuarzo, Topacio.
 Resinoso – brillo de la resina: escalerita.
 Grasoso – como aceitoso: nefelina.
 Nacarado – como la madre perla: talco.
 Sedoso – asbesto o yeso.
Los términos como reluciente (brillante en luz reflejada), esplendente (brillo lustroso) y apagado (que no tiene brillo lustre) se
usan comúnmente para indicar el grado de brillo presente
5. DIAFANIDAD O TRANSPARENCIA: Esta propiedad se refiere a la habilidad de un mineral para dejar pasar la luz o
transmitir la luz. Los diversos grados de diafanidad son:




OPACO: No deja pasar la luz a través del mineral. Ejemplos: La galena, la pirita y la magnetita.
TRANSLÚCIDO: La luz filtra a través del mineral, pero no se puede ver un objeto a través de él. Ejemplos: La
calcedonita y otras variedades de cuarzo.
TRANSPARENTE: La luz pasa a través del mineral y el contorno general de los objetos, pueden ser claramente vistos
a través de él. Ejemplos: la halita, el cuarzo cristalino claro.
MAGNETISMO: Se dice de un mineral que es magnético, si en su estado natural es atraído por un imán. Ejemplos: la
magnetita o piedra de imán y la piorrita.
6. EXFOLIACIÓN: Propiedad que tienen los minerales de partirse según planos preferentes, depende de su estructura
cristalina y es constante para cada mineral.
7. FRACTURA: Los minerales sin exfoliación se rompen según superficies irregulares. Se habla en este caso de fractura.
La superficie de fractura puede ser:
 Concoidea: Con superficies curvas similares a las del vidrio. Ejemplo el cuarzo.
 Desigual: Superficies de ruptura similares a las que presenta la cerámica al romperse.
Ejemplo la pirita.
 Astillosa: Caracterizada por superficies de ruptura con salientes muy agudas.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS MINERALES
La composición química es la propiedad más importante para identificar los minerales y para distinguirlos entre sí. El
análisis de los minerales se realiza con arreglo a unos métodos normalizados de análisis químico cuantitativo y cualitativo.
Los minerales se clasifican sobre la base de su composición química y la simetría de sus cristales. Sus componentes
químicos pueden determinarse también por medio de análisis realizados con haces de electrones.
Aunque la clasificación química no es rígida, las diversas clases de compuestos químicos que incluyen a la mayoría de los
minerales son las siguientes: 1) elementos, como el oro, el grafito, el diamante y el azufre, que se dan en estado puro o
nativo, es decir, sin formar compuestos químicos; 2) sulfuros, que son minerales compuestos de diversos metales
combinados con el azufre. Muchas menas minerales importantes, como la galena o la esfalerita, pertenecen a esta clase; 3)
sulfosales, minerales compuestos de plomo, cobre o plata combinados con azufre y uno o más de los siguientes elementos:
antimonio, arsénico y bismuto. La pirargirita, Ag3SbS3, pertenece a esta clase; 4) óxidos, minerales compuestos por un
metal combinado con oxígeno, como la hematites u oligisto, Fe2O3. Los óxidos minerales que contienen también agua,
como el diásporo, Al2O3·H2O, o el grupo hidroxilo (OH), como la goethita FeO(OH), pertenecen también a este grupo; 5) los
haluros, compuestos de metales combinados con cloro, flúor, bromo o yodo; la halita o sal gema, NaCl, es el mineral más
común de esta clase; 6) carbonatos, minerales como la calcita, CaCO3, que contienen un grupo carbonato; 7) los fosfatos,
minerales como el apatito, Ca5(F,Cl)(PO4)3, que contienen un grupo fosfato; 8) sulfatos, como la barita, BaSO4, que
contienen un grupo sulfato, y 9) silicatos, la clase más abundante de minerales, formada por varios elementos en
combinación con silicio y oxígeno, que a menudo tienen una estructura química compleja, y minerales compuestos
exclusivamente de silicio y oxígeno (sílice). Los silicatos incluyen minerales que comprenden las familias del feldespato, la
mica, el piroxeno, el cuarzo, la zeolita y el anfíbol.
CRISTALOGRAFÍA
La mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando las condiciones de formación son favorables. La
cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y el carácter geométrico de los cristales. La disposición de los átomos
en el seno de un cristal puede determinarse por medio del análisis por difracción de los rayos X. La química cristalográfica
estudia la relación entre la composición química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos. Esta
relación determina las propiedades físicas y químicas de los minerales. Los cristales se agrupan en seis sistemas de
simetría: cúbico o isométrico, hexagonal, tetragonal, ortorrómbico, monoclínico y triclínico. El estudio de los minerales
constituye una importante ayuda para la comprensión de cómo se han formado las rocas. La síntesis en laboratorio de las
variedades de minerales producidos por presiones elevadas está contribuyendo a la comprensión de los procesos ígneos
que tienen lugar en las profundidades de la litosfera. Dado que todos los materiales inorgánicos empleados en el comercio
son minerales o sus derivados, la mineralogía tiene una aplicación económica directa. Usos importantes de los minerales y
ejemplos de cada categoría son las gemas o piedras preciosas y semipreciosas (diamante, granate, ópalo, circonio); los
objetos ornamentales y materiales estructurales (ágata, calcita, yeso); los refractarios (asbestos o amianto, grafito,
magnesita, mica); cerámicos (feldespato, cuarzo); minerales químicos (halita, azufre, bórax); fertilizantes (fosfatos);
pigmentos naturales (hematites, limonita); aparatos científicos y ópticos (cuarzo, mica, turmalina), y menas de metales
(casiterita, opirita, cromita, cinabrio, ilmenita, molibdenita, galena y esfalerita).
FORMACIÓN DE UN CRISTAL
Si una disolución no es perturbada mientras se enfría, puede superar el punto normal de cristalización y permanecer en un
estado superenfriado. Esto también es válido para una disolución que contenga el máximo de soluto; si asimila más, se
denomina supersaturado. En ambos casos, si se añade un cristal pequeño, llamado semilla, se produce una reacción en
cadena súbita (como se muestra en las fotos) y el crecimiento del cristal es muy rápido.
EL DIAMANTE
Diamante, forma mineral de carbono, considerado piedra preciosa y usado en diversas aplicaciones industriales.
Se encuentra en distintas variedades, como el diamante genuino (una gema cristalina), el bort, el balas y el carbonado. El
bort tiene imperfecciones cristalinas, es muy duro y de color oscuro. Este término se aplica también a los fragmentos
diminutos de diamante. El balas es una masa esférica y compacta de pequeños cristales de gran dureza y tenacidad. El
carbonado, o diamante negro, es una variedad opaca, de color gris o negro, no exfoliable. En la industria se usan estos tres
últimos tipos en el trabajo de la piedra (talla y pulimento) y en el filo de taladros y otras herramientas de corte.
El diamante es la sustancia más dura conocida y recibe un índice 10 en la escala de dureza de Mohs, ideada por el
mineralogista alemán Friedrich Mohs para expresar la dureza relativa en un baremo entre 1 y 10. La del diamante,
manifestada en su resistencia al rayado, no tiene un valor constante, pues varía con la dirección de rayado, siendo mayor
sobre las superficies paralelas a los planos del octaedro que sobre las paralelas a los planos del dodecaedro. También
depende, en una misma cara, de la dirección de corte.
El diamante cristaliza en el sistema cúbico. Sus formas cristalinas más comunes son octaedros y dodecaedros, aunque
puede tomar otras, por ejemplo, cubos. No es raro encontrar cristales redondeados, torcidos o enroscados. Se exfolia
limpiamente a lo largo de los planos paralelos a las caras de un octaedro. Su densidad relativa varía entre 3,15 y 3,53; para
los cristales más puros es de 3,52.
Los diamantes muestran una amplia gama de transparencias y colores. Las mejores gemas son transparentes; las piedras
incoloras, conocidas como diamantes blancos, son muy apreciadas. Puede producirse un matiz amarillo o castaño que es
considerado un defecto. Los diamantes de color castaño son comunes, los verdes y azules son raros, y los rojos son los
más inusuales. Los de gran calidad, limpios, duros y de tonos infrecuentes, son muy valiosos. El color de los diamantes se
debe a la presencia de impurezas de elementos diferentes del carbono.
Dos características importantes de los diamantes, cuando se usan como piedras preciosas, son el brillo y el fuego. Las
propiedades físicas que los determinan, el índice de refracción y la dispersión, son mayores en el diamante que en cualquier
otro mineral natural, transparente e incoloro. Los diamantes sin tallar tienen un lustre graso y no son brillantes; por el
contrario, cuando se cortan muestran un fuerte brillo llamado técnicamente adamantino.
El efecto de la dispersión elevada es la separación de los colores de la luz blanca, de tal manera que la piedra centellea
cuando se corta de forma adecuada. Algunos diamantes muestran fluorescencia (un intervalo corto de luminiscencia)
cuando se exponen a la luz del sol o de otra fuente ultravioleta. Su color suele ser azul claro, pero puede ser amarillo,
naranja, blanco lechoso o rojo.
Hay otras características del diamante que no afectan a su aspecto pero que son útiles en la identificación de las piedras y
en el descubrimiento de imitaciones. Los diamantes son buenos conductores del calor, por tanto se siente frío al tocarlos, y
la mayoría son malos conductores de la electricidad, por lo que se cargan positivamente cuando se frotan.
Los diamantes auténticos tallados, a diferencia de los falsos, son transparentes a los rayos X. Su capacidad para la
conducción térmica hace que se utilicen como películas en la superficie de los chips electrónicos donde el calor debe
disiparse rápidamente. Incluso cuando se dopa para convertirla en un semiconductor, una película semejante puede
continuar teniendo un grosor muy pequeño. Se está dedicando un gran esfuerzo investigador a su producción.
Otra característica es su resistencia al ataque de ácidos y de álcalis. Sus cristales transparentes, calentados en una
atmósfera de oxígeno, arden cuando alcanzan una temperatura de unos 800 °C, formando dióxido de carbono.
FORMACIÓN
El mecanismo exacto de formación de los diamantes sigue siendo materia de debate entre los geólogos, pero es seguro que
se necesitan calor y presión abundantes para que el carbono cristalice con esta estructura. Por tanto es probable que se
hayan formado en roca o magma fundido, donde prevalecen estas condiciones, a gran profundidad bajo la superficie de la
Tierra; posteriormente, este material, con contenido de diamante, sube y forma durante el proceso las chimeneas de
kimberlita características de muchos yacimientos.
La roca primigenia parece ser la peridotita; sin embargo, se recuperan muchos diamantes en depósitos aluviales a grandes
distancias del punto de origen. En algunos casos, el mineral se encuentra en arenisca, en conglomerado o en otras rocas
sedimentarias que podrían representar depósitos aluviales de eras geológicas antiguas.
En algunos tipos de meteoritos se han encontrado diamantes diminutos y opacos conocidos como diamantes hexagonales.
Sus propiedades físicas son idénticas a las de los cúbicos, exceptuando la estructura cristalina ya que las capas de átomos
están giradas 60°.
Los diamantes hexagonales se forman a partir del grafito de los meteoritos en el instante del impacto contra el suelo,
momento en el que se producen altas temperaturas y presiones (de hasta un millón de kg por cm2) durante algunas
millonésimas de segundo. Con todo, parece que los diamantes microscópicos son bastante abundantes en el espacio
exterior, tal vez producto de la explosión de estrellas o de supernovas.
LOCALIZACIÓN
Un guijarro encontrado por un niño en la orilla del río Orange en Suráfrica en 1866 e identificado como diamante de 21
quilates fue el primer paso en la apertura de los campos de extracción de la región que han llegado a ser los mayores del
mundo. La fiebre de los diamantes en las arenas de los ríos Orange y Vaal aumentó en 1870 y 1871, tras el descubrimiento
de minas secas cerca de la actual Kimberley. Eran zonas casi circulares de arcilla amarilla donde se encontraban las
piedras preciosas.
Cuando los mineros excavaron en la arcilla, a veces llamada tierra amarilla, encontraron una roca dura y azulada que
mostró ser también útil. Esta tierra azul, identificada como kimberlita (variedad de peridotita), es el material primigenio desde
el que se forma, por meteorización, la tierra amarilla. Gracias a la minería, se descubrió que las zonas circulares de tierra
amarilla y azul eran cúspides de chimeneas de kimberlita (de probable origen volcánico) que se internan hacia abajo una
distancia indeterminada. Se han hallado tubos similares, no todos con contenido de diamante, en algunos otros lugares de
Suráfrica.
Se han encontrado depósitos de diamante, la mayoría aluviales, en otras zonas de África, como Tanzania, República
Democrática del Congo, Ghana y Sierra Leona. También se han producido descubrimientos en Australia, Borneo, los
montes Urales, Siberia, Venezuela y Guayana.
En la India, que fue durante siglos la única fuente conocida de diamantes del mundo, la producción actual se limita a
pequeñas cantidades extraídas de lechos de conglomerado y de una chimenea de kimberlita.
Hay diamantes en lugares muy separados de Brasil (cerca de la ciudad de Diamantina en Minas Gerais, en Bahía, y en el
centro-sur del país). Las minas brasileñas destacan en la producción de balas y de carbonado.
TALLA
Para extraer la belleza de una gema de diamante son necesarios una serie de procesos. Estos son la exfoliación, la
aserradura, la talla y el pulimento, que en conjunto crean la talla de diamantes y son las técnicas más precisas y difíciles del
arte lapidario. Su primer objetivo es sacar fuego y brillo de la piedra; de igual importancia es la eliminación de
imperfecciones, como grietas, rajaduras y zonas poco transparentes, y la obtención de gemas del mayor tamaño, el mejor
aspecto y el máximo valor posibles.
El primer paso es el examen cuidadoso de la piedra. El cortador experto debe determinar los planos de exfoliación y decidir
la mejor manera de rajar y cortar el diamante en bruto, el cual es marcado con líneas de tinta china para guiar las siguientes
operaciones. En ese momento, la piedra se afianza sólidamente en un gato de madera que se monta sobre un torno.
A continuación, el cortador coloca un hierro de exfoliación, instrumento parecido a un cuchillo pesado y romo, sobre una
línea, paralelo al plano de exfoliación del diamante. La piedra se raja golpeando el hierro suavemente con un martillo. Las
herramientas utilizadas son sencillas, pero se requiere una gran habilidad en su uso porque un golpe demasiado fuerte o
aplicado en una dirección errónea puede deteriorar irremediablemente la gema.
En la actualidad, los diamantes suelen ser aserrados en vez de exfoliados. La sierra usada es un disco metálico fino en
cuyo borde se pone una mezcla de polvo de diamante con aceite.
El paso final de la talla, el pulimento, consiste en la formación de las facetas de la gema acabada. La piedra se monta sobre
un marco llamado dop. Los diamantes suelen cortarse en brillantes de 58 caras en un torno horizontal y plano de hierro
colado cargado con una mezcla de polvo de diamante y aceite. Se sostiene la piedra en su dop contra la superficie hasta
que se forma una faceta. A lo largo de esta fase, se mueve la gema muchas veces hasta pulir todas las caras.
TALLER No. 3
I.
II.
REALICE UN CUADRO COMPARATIVO EN EL CUAL SE OBSERVEN LAS DIFERENCIAS ENTRE ELEMENTO,
COMPUESTO, MINERAL Y ROCA. CITE EJEMPLOS.
Lee “El Diamante” y escribe un ensayo o relato acerca de cómo fue su formación geológica y su importancia en
geociencias.
MINERAL
AZUFRE
PRINCIPALES MINERALES: ELEMENTOS NATIVOS
SIMBOLO
ORIGEN
Yacimientos de origen
volcánico y sedimentario.
S
BISMUTO
Bi
COBRE
Cu
GRAFITO
C
HIERRO
Fe
MERCURIO
Hg
Filones
hidrotermales.
Asociado a la plata.
Difundido en la naturaleza en
baja
concentración
no
explotable. Se origina por
reducción de otros minerales
como los sulfuros.
Metamorfosis de rocas que
contienen materia carbonosa.
Frecuente
en
pizarras,
mármoles
y
rocas
magmáticas.
APLICACIONES
Fabricación
de
ácido
sulfúrico.
Obtención
de
abonos,
fertilizantes y pólvora.
Industria del papel, productos
farmacéuticos, vulcanización
Del caucho.
Obtención de aleaciones de
tintas y esmaltes. Industria
farmacéutica y cosmética.
Aleaciones: Bronces, latones.
Eléctricos. Fabricación de
calderas,
alambiques,
utensilios
de
cocina,
fabricación de cañerías.
Minas de lápices, fabricación
de crisoles e instrumentos
industriales, obtención de
electrodos, industria nuclear,
componente de lubricantes y
pinturas.
Industria de láminas e hilos y
tubos para la construcción.
Mineral magnético.
De
origen
magmático.
Componente natural de
numerosos meteoritos. Casi
siempre aparece en forma de
sulfuros y de óxidos.
En forma de pequeñas gotas Disuelve el oro y otros
en el interior del cinabrio, metales
formando
principal mena del mercurio. amalgamas. Fabricación de
termómetros, barómetros y
manómetros, baterías y
lámparas de mercurio.
ORO
Au
PLATA
Ag
Yacimientos
en
filones
hidrotermales (oro de roca) y
en Placeres, en arenas
fluviales
originadas
por
meteorización de rocas.
Como medio de intercambio
comercial. .Aleaciones para
joyas. Acuñación de monedas
y medallas conmemorativas.
Electrónica,
astronáutica,
odontología, orfebrería. Es el
más dúctil y maleable de los
metales.
Yacimientos de sales de Fotografía, joyería, acuñación
plata, en especial de sulfuros. de monedas y en electrónica.
También
aparece
en
yacimientos hidrotermales.
ALGUNOS MINERALES FORMADORES DE ROCAS
NOMBRE DEL MINERAL
GALENA
ARGENTITA
SULFUROS
CALCOPIRITA
ESFALERITA O BLENDA
PIRITA
FLUORITA
HALOGENUROS
HALITA O SAL GEMA
SILVINA
YODARGIRITA
DIASPORO
BRUCITA
CORINDON
OXIDOS E HIDROXIDOS
CROMITA
HEMATITES
URANINITA O PECHBLENDA
BAUXITA
CLASE
CARBONATOS
NITRATOS Y
BORATOS
SULFATOS,
CROMATOS,
MOLIBDATOS Y
WOLFRAMATOS
SILICATOS
ARAGONITO
BORAX
CALCITA
MAGNESITA
NITRATINA
SIDERITA
YESO
ANGLESITA
BARITINA
SCHEELITA
WOLFFRAMITA
ALUNITA O PIEDRALUMBRE
CIRCON
TOPACIO
JADEITA
TALCO
CUARZO
FORMULA QUÍMICA
PbS
Ag2S
CuFeS2
ZnS
FeS2
CaF2
NaCl
KCl
AgI
Al2O3 ..H2O
Mg (OH)2
Al2O3
FeCr2O4
Fe2O3
UO2
Al (OH93
CaCO3
Na2B4O . 10 H2O
CaCO3
MgCO3
NaNO3
FeCO3
CaSO4 . 2H2O
PbSO4
BaSO4
CaWO4
(Fe,Mn) WO4
(SO4)2Kal3 (OH)6
Zr (SiO4)
Al2 (SiO4 / F2 )
NaAl (Si2O6)
Mg3Si4O10 (OH)2
SiO2
LAS ROCAS: CLASIFICACIÓN, DISTRIBUCIÓN E IMPORTANCIA ECONÓMICA
La corteza terrestre que forma la envoltura exterior sólida de nuestro planeta está constituida por rocas, por lo que cualquier
parte sólida de la Tierra es una roca. Las rocas están compuestas por minerales. Los minerales que forman las rocas son
compuestos químicos surgidos bajo condiciones naturales dentro de la Tierra o sobre su superficie; los más comunes son el
feldespato, el cuarzo, la mica y la calcita, mientras que los elementos que las integran son el oxígeno, el sílice, el aluminio,
el hierro, el calcio, el sodio, el potasio, etc.
Por su origen las rocas se agrupan en:
 ROCAS IGNEAS O PRIMARIAS: Formadas por la solidificación de un material fundido que se enfría (ígnea
significa “de fuego”).
 ROCAS SEDIMENTARIAS O SECUNDARIAS: Constituidas en la superficie de la Tierra por la acumulación de
sedimentos que proceden de la acción del intemperismo y la erosión de antiguas rocas, cementadas por el
depósito de material mineral y llevadas en solución hacia las aguas subterráneas.
 ROCAS METAMORFICAS O SECUNDARIAS: Formadas en las profundidades, bajo grandes presiones y
temperaturas por la alteración de rocas ígneas y sedimentarias.
CICLO DE LAS ROCAS
Es la forma de ver los procesos que conectan los tres tipos de rocas principales. Lo desarrolló James Hutton a finales
del siglo XVIII.
ETAPA 1: FORMACIÓN DE ROCA ÍGNEA
Tiene lugar cuando el material fundido llamado magma se enfría y solidifica en forma de cristales entrelazados.
Las rocas ígneas pueden formarse como materiales intrusivos, que penetran en otras rocas más antiguas a través
de grietas profundas bajo la superficie terrestre antes de enfriarse; o como materiales extrusivos (formados
después de las erupciones volcánicas) que se depositan en la superficie después de haber sido expulsados en
erupciones y fisuras volcánicas. La primera etapa del ciclo es la formación de roca ígnea. Comprenden rocas
cristalinas, como el granito, mientras que los extrusivos agrupan las lavas.
ETAPA 2: FORMACIÓN DE ROCA SEDIMENTARIA
La segunda etapa del ciclo tiene lugar cuando las rocas ígneas quedan expuestas a diversos procesos en la
superficie terrestre, como meteorización, erosión, transporte y sedimentación. Estos fenómenos disgregan el
material de las rocas en diminutas partículas que son transportadas y se acumulan como sedimentos en los
océanos y las cuencas lacustres. Estos depósitos sedimentarios quedan compactados por el peso de las sucesivas
capas de material y también pueden quedar cementados por la acción del agua que llena los poros. Como
consecuencia, los depósitos se transforman en roca en un proceso llamado litificación. Son rocas sedimentarias las
areniscas y calizas.
ETAPA 3: FORMACIÓN DE ROCA METAMÓRFICA
La tercera etapa del ciclo tiene lugar cuando las rocas sedimentarias quedan enterradas a gran profundidad o se
ven afectadas por la formación de montañas (orogénesis), que se asocia con movimientos de las placas de la
corteza terrestre. Quedan de esta forma expuestas a distintos grados de presión y calor y así se transforman en
rocas metamórficas. Por ejemplo, la arcilla se convierte en pizarra, y el granito puede transformarse en gneis; una
forma de caliza se convierte en mármol cuando se ve sometida a fenómenos metamórficos.
ETAPA 4: FIN DEL CICLO
El ciclo se cierra en la cuarta etapa, cuando las rocas metamórficas quedan sometidas a niveles de calor y presión
aún mayores y se transforman en ígneas.
VARIACIONES DEL CICLO DE LAS ROCAS
El orden de este ciclo no es rígido. Una roca ígnea, por ejemplo, puede transformarse en metamórfica por efecto
del calor y la presión sin pasar por la fase sedimentaria. Asimismo, las rocas sedimentarias y metamórficas pueden
convertirse en material que forma nuevas rocas sedimentarias. El ciclo clásico de las rocas que se acaba de
describir se ha puesto recientemente en relación con la tectónica de placas. El ciclo comienza con la erosión de un
continente. El material del continente se acumula en sus bordes y se puede compactar por litificación y
transformarse en roca sedimentaria. Con el tiempo, el borde continental se transforma en borde de placa
convergente (es decir, empujada contra otra placa). En esta línea, las rocas sedimentarias pueden transformarse
por efecto de las altas presiones en cinturones de rocas metamórficas. Pero poco a poco los sedimentos que no
han formado montañas se ven arrastrados por subducción hacia el fondo de la corteza. Allí sufren un
metamorfismo aún mayor, hasta alcanzar grados de presión y temperatura tan elevados que se funden y se
convierten en magma. Éste a su vez se convierte en roca ígnea que puede volver a la superficie terrestre, bien en
forma extrusiva, a través de un volcán, bien por exposición de la roca ígnea intrusiva a consecuencia de la erosión.
La meteorización y la erosión atacan las rocas ígneas, las transportan hasta el borde continental y el ciclo
comienza de nuevo.
ROCAS ÍGNEAS
Rocas ígneas, en geología, rocas formadas por el enfriamiento y la solidificación de materia rocosa fundida,
conocida como magma. Según las condiciones bajo las que el magma se enfríe, las rocas que resultan pueden
tener granulado grueso o fino.
Las rocas ígneas se subdividen en dos grandes grupos: las rocas plutónicas o intrusivas, formadas a partir de un
enfriamiento lento y en profundidad del magma; y las rocas volcánicas o extrusivas formadas por el enfriamiento
rápido y en superficie, o cerca de ella, del magma.
Las rocas plutónicas, como el granito y la sienita, se formaron a partir de magma enterrado a gran profundidad bajo
la corteza terrestre. Las rocas se enfriaron muy despacio, permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de
minerales puros. Las rocas volcánicas, como el basalto y la riolita se formaron al ascender magma fundido desde
las profundidades llenando grietas próximas a la superficie, o al emerger magma a través de los volcanes. El
enfriamiento y la solidificación posteriores fueron muy rápidas, dando como resultado la formación de minerales
con grano fino o de rocas parecidas al vidrio.
Existe una correspondencia mineralógica entre la serie de rocas plutónicas y la serie volcánica, de forma que la
riolita y el granito tienen la misma composición, del mismo modo que el gabro y el basalto. Sin embargo, la textura
y el aspecto de las rocas plutónicas y volcánicas son diferentes.
Las rocas ígneas, compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, pueden clasificarse según su contenido
de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas. La razón de ello estriba en que proceden del
enfriamiento de magmas con composición diferente y mayor o menor enriquecimiento en sílice. En el extremo de
las rocas ácidas o silíceas están el granito y la riolita, mientras que entre las básicas se encuentran el gabro y el
basalto. Son de tipo intermedio las dioritas y andesitas.
CARACTERÍSTICAS DE ALGUNAS ROCAS IGNEAS
NOMBRE
GRANITO
DIORITA
BASALTO
OBSIDIANA
COMPOSICIÓN
Feldespato de potasio y cuarzo, a veces
granos esparcidos
De mica; el color puede ser producido
por el feldespato
Blanco, gris rosado o rojo.
Intrusiva con abundantes minerales
oscuros, pobre en cuarzo, plagioclasa
horblenda.
La más abundante de todas las lavas.
Compuesta principalmente de feldespato
y piroxeno o augita.
A pesar de su color oscuro no es una
roca básica; se conoce como vidrio;
Basáltico o taquilita. Se forma de lavas
ricas en sílice.
APLICACIÓN
Se emplea para la construcción y
empedrados, entre otros. También sirve
como adorno.
Piedra de adorno y fabricación de objetos
suntuarios.
Material de construcción.
En la antigüedad se empleaba para la
Fabricación de espejos. Actualmente se
usa en aparatos de física y joyería.
ROCAS SEDIMENTARIAS
Rocas sedimentarias, en geología, rocas compuestas por materiales transformados, formadas por la acumulación y
consolidación de materia mineral pulverizada, depositada por la acción del agua y, en menor medida, del viento o
del hielo glaciar. La mayoría de las rocas sedimentarias se caracterizan por presentar lechos paralelos o
discordantes que reflejan cambios en la velocidad de sedimentación o en la naturaleza de la materia depositada.
Las rocas sedimentarias se clasifican según su origen en detríticas o químicas. Las rocas detríticas, o
fragmentarias, se componen de partículas minerales producidas por la desintegración mecánica de otras rocas y
transportadas, sin deterioro químico, gracias al agua. Son acarreadas hasta masas mayores de agua, donde se
depositan en capas. Las lutitas, la arenisca y el conglomerado son rocas sedimentarias comunes de origen
detrítico. Las rocas sedimentarias químicas se forman por sedimentación química de materiales que han estado en
disolución durante su fase de transporte. La halita, el yeso y la anhidrita se forman por evaporación de disoluciones
salinas y la consiguiente precipitación de las sales. En estos procesos de sedimentación también puede influir la
actividad de organismos vivos, en cuyo caso se puede hablar de origen bioquímico u orgánico. Esto sucede, por
ejemplo, con muchas calizas y diversas rocas silíceas.
CARACTERÍSTICAS DE ALGUNAS ROCAS SEDIMENTARIAS
COMPOSICIÓN
APLICACIÓN
El cuarzo es el material típico que
Industria vítrea.
ARENISCA
las forma, pero las hay también
con yeso o coral.
Es la roca más común, formada
Fabricación de electroscopios y
por acumulación de conchas y
construcción de estatuas.
CALIZA
esqueletos de organismos que
obtienen el carbonato de calcio del
agua marina. Constituyen enormes
bancos. Calcita afanítica o
cristalina.
DOLOMITA
Se forma cuando el magnesio
Aislante térmico.
reemplaza parte del calcio.
NOMBRE
YESO
CARBÓN
SAL DE ROCA
O HALITA
Se encuentra intercalado con otras
rocas sedimentarias que también
son producidas por la evaporación
del agua marina. Sulfato de calcio
bihidratado.
Se considera sedimentaria porque
se encuentra en capas y es el
resultado de una evolución desde
plantas vivas hasta grafito.
Formada por anhidrita, yeso y
piedra caliza.
Material para
pavimentos.
enlucidos
y
Fabricación de minas para lápices,
pinturas resistentes a la oxidación
y lubricantes. Energético.
Industria.
ROCAS METAMÓRFICAS
Rocas metamórficas, rocas cuya composición y textura originales han sido alteradas por calor y presión. El
metamorfismo que se produce como resultado del movimiento y presión entre dos bloques rocosos recibe el
nombre de dinamometamorfismo o metamorfismo cataclástico y tiene lugar en fracturas con movimiento (fallas) y
produce trituración mecánica pero también calor por rozamiento. El metamorfismo producido por el calor o la
intrusión de rocas ígneas recibe el nombre de térmico o de contacto. Finalmente hay otro tipo de metamorfismo a
gran escala, relacionado con la tectónica de placas y la orogénesis y motivado por los aumentos de presión y
temperatura cercanos a la zona de colisión y subducción, que origina extensas zonas de rocas metamórficas.
Hay cuatro variedades comunes de rocas metamórficas que pueden provenir de rocas sedimentarias o de rocas
ígneas, según el grado de metamorfismo que presenten, dependiendo de la cantidad de calor y presión a la que se
han visto sometidas. Así, la lutita se metamorfiza en pizarra a baja temperatura, pero si es calentada a
temperaturas lo suficientemente elevadas como para que se recristalicen sus minerales arcillosos formando
laminillas de mica, se metamorfiza en una filita.
A temperatura y presión aún más elevadas, se produce una recristalización completa, que da lugar a esquistos o
gneis, rocas en las que el alineamiento de las laminillas de mica produce una textura laminar llamada foliación que
se caracteriza por el aspecto laminado o bandeado de la roca. En los esquistos, los minerales de color claro
(cuarzo y feldespato sobre todo) están distribuidos homogéneamente entre las micas de color oscuro; el gneis, por
el contrario, exhibe bandas de color características. Entre otros minerales formados por recristalización
metamórfica, los silicatos de aluminio como la andalucita, la silimanita y la cianita son lo bastante característicos
como para ser considerados diagnósticos.Entre las rocas metamórficas no foliadas, las más comunes son la
cuarcita y el mármol. La cuarcita es una roca dura, de color claro en la que todos los granos de arena de una
arenisca se han recristalizado formando una trama de cristales de cuarzo imbricados entre sí. El mármol es una
roca más blanda y frágil de colores variados en la que se ha recristalizado por completo la dolomita o la calcita de
la roca sedimentaria madre.
NOMBRE
GNEIS
PIZARRA
MARMOL
CUARCITA
CARACTERÍSTICAS DE ALGUNAS ROCAS METAMÓRFICAS
COMPOSICIÓN
APLICACIÓN
Roca bandeada con grano más grueso Material de construcción.
que el feldespato y el cuarzo, color claro,
más granulares que las ricas en mica o
granate.
De grano fino y uniforme, se separa Industria y joyería.
fácilmente en láminas lisas y lustrosas.
Contiene carbón negro en forma de
grafito y minerales de hierro y
manganeso que le dan tonalidades rojas
o verdes. Cuarzo microgranulado y
moscovita.
Es el resultado del metamorfismo de Material de construcción.
rocas calizas o dolomita, cuyas
impurezas son segregadas en nudos.
Es la arenisca alterada por el Industrias de la radio y la electrónica.
metamorfismo. En la superficie tiene una
apariencia vítrea y las fracturas pasan a
través de granos y el cemento que los
rodea. Arena de cuarzo.
METEORIZACIÓN
Meteorización, en geología, es el proceso de desintegración física y química de los materiales sólidos en o cerca
de la superficie de la Tierra. La meteorización física o mecánica rompe las rocas sin alterar su composición y la
meteorización química descompone las rocas alterando lentamente los minerales que las integran. Ambos
procesos se desarrollan conjuntamente y producen desechos que son transportados mecánicamente o en solución
(erosión). Los procesos de meteorización también ayudan a la formación del suelo. La meteorización física resulta,
en primer lugar, de los cambios de temperatura, tales como el calor intenso o la acción del agua al congelarse en
las grietas de las rocas. Los cambios de temperatura expanden y contraen las rocas alternativamente, causando
granulación, separación en escamas y una laminación de las capas exteriores. La acción del hielo y el
ensanchamiento exponen a las capas más profundas a la meteorización química. También existe otro tipo de
meteorización producida por la acción de algunos organismos vivos como son las raíces de los árboles o algunos
animales con sus madrigueras; es la llamada meteorización orgánica. La meteorización química altera la
composición mineral original de la roca de diferentes maneras: disolviendo minerales en contacto con el agua;
debilitando los ácidos del suelo por oxidación; produciendo una reacción química con el dióxido de carbono
(carbonatación); y por hidrólisis, proceso mediante el cual el agua se combina y reacciona químicamente con los
minerales. Plantas, como los líquenes, también descomponen determinadas rocas al extraer nutrientes solubles y
hierro de sus minerales originales. La geomorfología, el estudio de las formas de la Tierra, investiga cómo la
meteorización, la erosión y otros procesos han creado el paisaje actual.
TALLER No. 4
I. APAREAMIENTO:
1. HEMATITA
( )
2.
3.
4.
5.
(
(
(
(
ROCAS
MINERALES
GRANITO
GALENA
)
)
)
)
6. DIAFANIDAD
( )
7. ELEMENTO
8. BRILLO
( )
( )
9. DIAMANTE
10. GRAFITO
11. PIRITA
12. CUARZO
13. YESO
14. CALCITA
15. BAUXITA
(
(
(
(
(
(
(
16. GAS NATURAL
)
)
)
)
)
)
)
( )
Son sustancias inorgánicas que se distinguen
por su composición y sus propiedades.
Mineral formado por plomo y azufre
Propiedad de transmitir luz.
Su fórmula es Si O2
Mezcla de hidrocarburos gaseosos que
acompaña normalmente al petróleo líquido.
Aspecto general de la superficie
cuando se refleja la luz.
Mineral del que se obtiene el Hierro.
Dureza 1, Sistema cristalino hexagonal.
Símbolo C. Buen conductor de la electricidad.
Agregado mineral formado de forma natural.
Su fórmula es CaSO4
Su fórmula es CaCO3
Su fórmula es Al (OH)3
Sustancia formada por átomos.
Su dureza es 6 y su fórmula S Fe2
Su dureza es 10, sistema cristalino cúbico,
Símbolo C, No conduce la corriente eléctrica.
Roca formada por cuarzo, mica y feldespato.
II. INTERPRETA EL CICLO DE LAS ROCAS A TRAVÉS DE UN GRÁFICO O MAPA CONCEPTUAL.
III. TEMA: LOS SUELOS Y LA MINERÍA
El suelo en su interior, contiene una amplia variedad de recursos minerales, cuya explotación y comercialización
representan un factor económico de gran importancia. Se recomienda, estudiar las diversas técnicas de explotación y
aplicar las más apropiadas contribuyendo así al desarrollo sostenible.
Resuelve las siguientes preguntas en tu cuaderno:
1. METALES PRECIOSOS: Con este nombre se reconocen el oro, la plata y el platino. ¿Cuál es la
aplicación
comercial más importante de cada uno de ellos?
2. MINERALES METÁLICOS: Escribe los nombres de tres minerales metálicos y su aplicación más importante.
3. MINERALES NO METÁLICOS: Son entre otros: la sal gema, la piedra caliza,
el azufre, el talco y el yeso.
Consulta y escribe la fórmula o el símbolo de cada uno y la aplicación más conocida de cada mineral.
4.
MINERALES ENERGÉTICOS: Además del petróleo y del carbón mineral, en sus diversas variedades, en este grupo
también están el gas natural y los minerales radiactivos, como el uranio, el plutonio y el cobalto. En la actualidad se
clasifica como mineral energético el agua.
Consulta y responde:
a. ¿Qué diferencias hay entre el gas natural y el gas propano?
b. ¿Qué importancia tienen los elementos radiactivos en el campo energético?
5. COLOMBIA Y SUS RECURSOS MINERALES: Para efectos de inventario de los recursos minerales, nuestro país
se ha dividido en tres grandes zonas geográficas, cuya ubicación y minerales más importantes son:
 ZONA A: Comprende la región del Caribe, localizada entre la Sierra Nevada de Santa Marta y la Guajira. Sus
minerales son: hierro, carbón, sal, caliza, yeso, níquel, petróleo.


ZONA B: Comprende las subregiones del Pacífico, la Amazonia y la Andina. Posee, entre otros minerales, carbón,
azufre, asbesto, feldespato, yeso, oro, cobre, platino, petróleo, uranio, plata, esmeraldas.
ZONA C: La Orinoquia. Posee: hierro, diamantes, oro, uranio, petróleo.
Dibuja el mapa de Colombia, idéate unas convenciones y localiza los minerales existentes en cada región.
6. Observar los siguientes videos:
a) ROCAS Y MINERALES DOCUMENTAL http://www.youtube.com/watch?v=NuabXr5_B80
b) MINERALES Y ROCAS http://www.youtube.com/watch?v=hyvSb3wCCmQ
c) CONTRAVIA-LA LOCOMOTORA MINERA EN COLOMBIA http://www.youtube.com/watch?v=n14sBs_RmaI
d) MINERIA EN COLOMBIA http://www.youtube.com/watch?v=DUEBwpd62-I&feature=related
7) Hacer una reflexión respecto al tema de la minería en nuestro país y responder cuál es el impacto de la explotación
minera teniendo en cuenta los siguientes aspectos:
A. Impactos mineros sobre la cantidad de agua
B. Impactos mineros sobre la calidad del agua
C. Impactos mineros sobre aire y suelos
D. Impactos mineros sobre aspectos sociales y culturales