Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 1 de 18 15-08-2021 GUIA DE PRÁCTICA VIRTUAL UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA DE PREGRADO EN INGENIERIA CIVIL GEOLOGIA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 2 de 18 15-08-2021 1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVO GENERAL La presente guía de estudio tiene por objetivo identificar y describir sus propiedades físicas principales (color. brillo, morfología, dureza, raya, exfoliación) y subordinadas (tenacidad, solubilidad, magnetismo estriaciones y peso específico), resultantes de la aplicación o no de un agente externo. 1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS Guiar al estudiante en el desarrollo de la práctica de laboratorio. Presentar al estudiante las exigencias técnicas de acuerdo a las normas aplicables. Sensibilizar al estudiante sobre la importancia de la experimentación en la práctica de la ingeniería civil. 2. ALCANCE La presente guía de estudio comprende los lineamientos técnicos acorde con la práctica de la ingeniería para llevar a cabo la identificación de propiedades físicas en minerales. 3. NORMAS DE REFERENCIA NO APLICA 4. DEFINICIONES 4.1. INTRODUCCIÓN Propiedades Físicas de los minerales. La capacidad para identificar minerales utilizando las técnicas más simples es una necesidad para geólogos y científicos relacionados con las ciencias de la Tierra, especialmente durante el trabajo de campo. En esta práctica se aprenderá cómo utilizar las principales propiedades físicas de los minerales para identificarlos. Las propiedades físicas útiles son aquellas que pueden determinarse por observación («visu») o mediante sencillos ensayos. Así, se diferencian dos tipos de determinación, según se aplique o no un agente externo 5. MATERIALES Y EQUIPOS Guantes de cuero Taras vidrio Lentes de seguridad Cuaderno, útiles de escritura, lupa de bolsillo ( l0 X), Placa de porcelana no vitrificada, punzón, vidrio, Gotero con ácido clorhídrico diluido (10%). Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil 6. SEGURIDAD DURANTE EL PROCESO Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 3 de 18 15-08-2021 Código Versión GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 4 de 18 15-08-2021 PROCEDIMIENTO 6.1. DETERMINACIÓN CARACTERISTICAS DEL MINERAL SIN APLICACIÓN DE UN AGENTE EXTERNO: COLOR, BRILLO Y MORFOLOGÍA DEL MINERAL. MINERALES ALOCROMÁTICOS: Fuente: wikipedia Figura 1. Malquita MINERALES IDIOCROMÁTICOS. Fuente: Wikipedia. Figura 2. Azurita Código Versión GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización Fuente: Wikipedia Figura 3. Fluorita Ejemplos de minerales idiocromáticos y alocromáticos: Figura 4. Minerales idiocromáticos y alocromáticos. MINERALES Adamantino: Muestra un reflejo fuerte y brillante como el diamante. Se debe a un alto índice de refracción (ej. Cerusita) Vítreo: Tiene el brillo del vidrio(ej. Yeso) Resinoso: Presenta el brillo de la resina (ej. Esfalerita) Nacarado o perlado:Muestra el brillo usado de la perla. Se observa bien en las superficies paralelas a los planos de exfoliación (ej. baritina) FIGURA EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 5 de 18 15-08-2021 Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 6 de 18 15-08-2021 Sedoso:Como la seda. Resultado de la reflexión de la luz sobre un agregado de fibras finas paralelas (ej. Trona) Céreo o graso: Su aspecto recuerda al de la cera (ej. Malaquita) Fuente: Wikipedia. BRILLO (LUSTRE). El brillo presenta esta propiedad dependiente de la luz,es el aspecto general que tiene la superficie del mineral cuando se refleja la luz en ella,es decir, es la descripcion de como la superficie de una sustancia refleja la luz. Los minerales pueden presentar brillo metálico (ej. pirita) o no metálico (ej. cuarzo), según se asemejen o no al brillo de un metal. Si un mineral no presenta brillo se denomina mate (refleja pobremente la luz de una superficie relativamente rugosa) o terroso (refleja pobremente la luz como una masa suelta de tierra). Un mineral que tenga el aspecto brillante de un metal se dice que posee brillo metálico (ej. galena), son completamente opacos a la luz. Por el contrario, todos los minerales de brillo no metálico suelen ser de colores claros y transmiten la luz, al menos en láminas delgadas (30 µm de espesor) (ej.baritina). Figura 5. Galena Fuente: Wikipedia. Figura 6. Baritina Fuente: Wikipedia. El brillo al igual que el color hay que observarlo en zonas frescas del mineral ya que la existencia de alteraciones podría enmascararlo o variarlo. Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 7 de 18 15-08-2021 MORFOLOGIA DE LOS MINERALES: FORMA Y HÁBITO. La forma es el termino cristalografico que define el desarrollo de una serie de caras como resultado de la simetria del cristal, controlada por el sistema cristalino y clase a la que pertenece, cuando el cristal crece libremente. En la naturaleza, sin embargo, los minerales deben competir para crecer, dando como resultado agregados más o menos densos de cristales inter crecidos los cuales no exhiben realmente su forma cristalográfica, sino la morfología resultante del ambiente genético en el que se ha originado, denominándose hábito. Ejemplo en el caso del cuarzo es un mineral que puede presentar diversos hábitos, originándose con desarrollo de vértices, caras y aristas en unos ambientes, y aspecto masivo entre otros. En el reconocimiento de «visu» de minerales lo que se observa, desde cl punto de vista morfológico, es el hábito (forma de presentarse un mineral), que puede coincidir o no con la forma cristalográfica. Los siguientes términos hacen referencia al grado de desarrollo de las caras cristalinas, correspondan tanto a forma como hábito: Euhédrico.- Desarrollo de caras bien formadas. Fuente: Wikipedia. Subeuhédrico.- Desarrollo parcial de caras en el cristal. Fuente: Wikipedia. Anhedral.- Ausencia de caras en el cristal. No tienen bien formadas. FORMAS. Las formas cristalográficas, están controladas por la simetría del cristal y por consiguiente por su estructura interna que se corresponderá con un sistema cristalino y clase determinada. Figura 9. Figura 9. Sistemas de cristalización. Los cristales se ubican con el eje cristalográfico C en posición vertical (Tomado de Blyth and Freitas, 1984). Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 8 de 18 15-08-2021 Incluye formas cerradas y abiertas, según cierren o no el espacio tridimensional. (Figura 10). Las formas cerradas son simples mientras que las abiertas, al requerir de varias para cerrar el espacio (formar un cristal), son compuestas. Las formas abiertas son: pedión, pinacoide, domo, esferoide, prisma y pirámide. La mayor parte de las formas cerradas pertenecen al sistema cubico, las más comunes son: cubo (pirita), octaedro (magnetita), tetraedro (tetraedrita) y rombododecaedro (granate). Dentro de las no pertenecientes al sistema cubico destaca el romboedro (dolomita). Figura 10. Formas cristalográficas (a). Formas abiertas. Las caras de las secciones basales de los prismas pueden duplicarse dando lugar a formas ditrigonales, ditetragonales y dihexagonales. Si las caras cortan al eje c se denominan pirámides (b) Formas cerradas comunes en los minerales. Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 9 de 18 15-08-2021 Fuente: Geología Práctica Manuel Pozo Rodríguez. Desde el punto de vista práctico no es una propiedad importante porque los minerales que muestran buenas formas son raros (minerales de museo), ya que las condiciones para que éstas se desarrollen no son las predominantes en la naturaleza. HÁBITO Es un término descriptivo que hace referencia al aspecto externo de un cristal o agregado de cristales de un mineral. Se diferencia por un lado el hábito de los cristales individuales y por otro el de los agregados. El hábito de un mineral está condicionado por el ambiente de formación del cristal, a su vez influenciado por los siguientes factores: presión, temperatura, tasa de crecimiento, ambiente químico, tensiones ambientales y presencia de otros cristales creciendo Código Versión GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 10 de 18 15-08-2021 Figura11.Hábito que toman algunos minerales cuyos cristales crecen agrupados (Modificado de Blyth F.G.H y de Freitas M.H.1998). TIPOS DE HÁBITOS: Hábitos aplicados a cristales individuales. Se establecen distintos tipos morfológicos de hábito basándose en las relaciones existentes entre el largo, ancho y grosor del mineral. ISOMÉTRICO Incluye cristales con dimensiones similares en las tres direcciones del espacio incluyéndose tanto cristales con morfologías angulosas (fluorita) como redondeadas (granate). NO ISOMETRICO Alargado: bloque, prismático y acicular. Aplanado: (espesor menor que ancho): tabular, hojoso y micáceo. Hábitos aplicados a agregados. Existe una amplia terminología, los tipos principales se relacionan seguidamente: Coloforme. Morfologías esferoidales compuestas de agregados radiales de diverso tamaño y morfología que incluye los tipos reniforme (aspecto de riñón) y botrioidal (aspecto de racimo de uvas) (malaquita). Dendrítico. Los cristales del mineral se disponen ramificados originando morfologías que recuerdan las plantas y arbustos (pirolusita). Masivo. Agregados de cristales de los que no es posible discernir la morfología de los cristales (azurita). Si estos se llegan a ver pero no se reconocen sus formas (granos) se denominan granulares (olivino). Fibroso. Agregados fibrosos, tanto paralelos como radiales (fibrorradiales) (yeso). Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 11 de 18 15-08-2021 Geoda. Superficie curvada recubierta por agregados minerales en disposición radial que no cierran completamente la cavidad (cuarzo). Drusa. Agregado de cristales paralelos que recubren una superficie plana o ligeramente convexa (calcita). Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 12 de 18 15-08-2021 6.2. DETERMINACIÓN DE CARACTERÍTICAS DEL MINERAL APLICANDO UN AGENTE EXTERNO: DUREZA, RAYA, EXFOLIACIÓN Y FRACTURA. DUREZA. Es la resistencia que ofrece la superficie lisa de un mineral a ser rayada. Depende de la estructura cristalina y se puede considerar como una manera de evaluar su reacción a una tensión sin rotura. Cuanto más fuerte es la fuerza de enlace entre los átomos, más duro es el mineral. TABLA 1. ESCALA DE MOHS Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 13 de 18 15-08-2021 RAYA. Se determina fácilmente frotando el mineral sobre una placa de porcelana. Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 14 de 18 15-08-2021 EXFOLIACIÓN Y FRACTURA. La exfoliación y la fractura son el resultado de la respuesta del mineral a la acción de fuerzas externas que provocan una tensión y con frecuencia deformación en la estructura interna del mineral. Los mecanismos de enlace y la presencia o Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 15 de 18 15-08-2021 ausencia de defectos estructurales condicionaran su resistencia. Desde el punto vista práctico la propiedad más importante es la exfoliación. Tabla 2. Tipos de exfoliación en función de las direcciones de exfoliación y los ángulos formados, (a) Olivino, (b) Biotita, (c) Ortosa, (d) Hornoblenda, (e) Halita, (f) Calcita, (q) Fluorita, (h) Granate. Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 16 de 18 15-08-2021 RECONOCIMIENTO DE CARBONATOS CON EL USO DE HCl (10%): Se coloca en una placa de vidrio una muestra problema y se le adiciona el HCl diluido al 10%, de la cual se observa como la calcita reacciona vigorosamente en medio ácido mientras que en la dolomita la reacción soló es destacable cuando previamente se ha rayado o pulverizado (Flecha) (Fotografía Manuel Pozo). Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 17 de 18 15-08-2021 7. ANALISIS Y RESULTADOS De acuerdo a la explicación de su práctica llene el siguiente cuadro. 1. Indicar si son o no minerales los siguientes materiales, si su respuesta es negativa explicar brevemente. Materiales Minerales No minerales copo de nieve carbón sal de mesa ventana de vidrio Grafito 2. En las fotografías se muestran modelos de formas cristalográficas, a) ¿Cómo son las formas, abiertas o cerradas? b) ¿Qué nombre recibirán? c) ¿Que minerales pueden presentarlas? 3. ¿Qué representan las morfologías de los siguientes modelos cristalográficos? ¿De qué tipo son? ¿De qué minerales son representativas? Guíese de la tabla 2. Código GEOLOGÍA GENERAL IDENTIFICACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS EN MINERALES Programa de Pregrado en Ingeniería Civil Versión Documento de Aprobación Fecha de Aprobación Nº de Página Fecha de Actualización EPIC-GPGEO-01 V.1.0 R.D.0012018-EPICUPSJB 05-07-2018 P5gina 18 de 18 15-08-2021 8. CUESTIONARIOS 1. Un mineral puede rayar la fluorita pero es rayado por una pequeña navaja, 1.1. ¿Es un mineral duro o blando? 1.2. ¿Cuál es el número de este mineral en la escala de Mohs? 1.3. Si el diamante es la sustancia conocida más dura, ¿qué sustancia mineral puede ser usada para corlarlo y pulirlo? 2. Describir que sucede cuando se añade ácido clorhídrico diluido al mineral calcita, escribir la reacción resultante. ¿Que se desprende? 9. ENLACES https://youtu.be/6hUgpy375ug https://youtu.be/Uo5nSwmiFYc https://youtu.be/TuhZ0bC3W70 10. REVISIÓN BIBLIOGRAFÍCA - Víctor Caballero Luis & Cruz Eduardo Castro, Manual de Laboratorio de Geología, Editorial Académica Española, 2012, ISBN: 978-3-659-01179-5 MANUEL POZO RODRIGUEZ, JAVIER GONZALEZ VELAMOS & JORGE GINER ROBLES, GEOLOGÍA PRÁCTICA Introducción al reconocimiento de materiales y análisis de mapas, Universidad Autónoma de Madrid, Editorial Pearson.
