Tema 4 Minerales, los componentes de las rocas2 - José Santiago Alvarez Gonzalez

Vista previa del material en texto

Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
1 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
UNIDAD 4. MINERALES, LOS COMPONENTES DE LAS ROCAS 
 
 
1. CONCEPTO DE MINERAL. 
 
Como sabemos, los elementos químicos tienden, bajo las condiciones apropiadas, a reaccionar entre 
sí para formar distintos compuestos químicos. Si estas sustancias son el resultado de un proceso 
geológico, y cumplen ciertas condiciones que enseguida se verán, decimos que son minerales. 
También algunos de los elementos presentes en nuestro planeta de forma natural (92 del total de los 
conocidos) aparecen como tales sin combinar con otros, son los llamados elementos nativos. 
 
A pesar del gran número de elementos presentes en la Tierra, sólo unos pocos constituyen la mayor 
parte de su parte sólida. Así, el hierro supone en torno a un 32 % en masa, el oxígeno un30 % y el 
silicio un 15 %. En la corteza terrestre, donde hallaremos los minerales, ocurre algo similar: el 
oxígeno constituye casi el 47 % y el silicio un 28 %; les siguen aluminio (8 %) y hierro (5 %). A la vista 
de estas cifras es fácil suponer que los compuestos de silicio y oxígeno serán los minerales más 
abundantes en la corteza, son los silicatos, que componen más del 90 % de la misma. 
 
El que tan pocos elementos formen la mayor parte de la corteza, junto a que no todos formarán 
parte de minerales y que no todas las combinaciones químicas son posibles, hace que se conozcan 
tan sólo unas 5000 especies minerales, de las cuales sólo unas 150 se consideran importantes por su 
abundancia o interés económico. 
 
El estudio de los minerales, su estructura, propiedades, condiciones de formación, etc. reviste gran 
interés puesto que no sólo aporta información sobre los procesos geológicos y condiciones bajo las 
que se forman, también permiten reconstruir ambientes pasados, explicar cómo ocurren muchos 
fenómenos geológicos tanto superficiales como en produndidad y además los minerales constituyen 
recursos naturales de enorme valor económico 
 
 
1.1. Minerales, cristales y rocas. 
 
Es frecuente que un mineral presente una morfología externa de aspecto poliédrico, limitado por 
aristas, vértices y caras planas más o menos bien desarrolladas. Esta forma no es más que una 
consecuencia de la estructura interna ordenada que caracteriza a la materia mineral, como se verá 
en los epígrafes siguientes. Tradicionalmente se ha llamado cristales a los sólidos naturales de forma 
más o menos regular, aunque actualmente se aplica a cualquier sólido con estructura interna 
ordenada tenga o no caras bien desarrolladas como consecuencia de las condiciones particulares en 
que cristalizó. 
 
Por otra parte, en la corteza terrestre los minerales suelen aparecer formando agregados a los que 
llamamos rocas. En general, las rocas suelen contener varios tipos o especies de minerales, cada una 
de las cuales conserva sus características y propiedades, como es el caso del granito, una roca 
polimineral formada por cuarzo, feldespato y mica. También pueden estar formadas por una única 
especie mineral (sin considerar impurezas) como son la caliza, formada por el mineral calcita, o el 
yeso, formada por el mineral del mismo nombre. Éstas son entonces rocas monominerales. 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
2 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 
1.2. ¿Qué es un mineral? 
 
Además de las características descritas hasta aquí, para que una sustancia sea considerada un 
mineral, debe cumplir ciertas condiciones que quedan recogidas en la definición clásica de mineral: 
 
Sólido inorgánico natural y homogéneo en sus propiedades, con una composición química 
conocida, y definida dentro de unos ciertos límites, y cristalización fija. 
 
Esta definición impone una serie de restricciones: 
 
1. Sólido. Hace referencia al estado físico y estabilidad en condiciones ambientales normales. Esto 
excluye al mercurio nativo que es líquido a temperatura ambiente y que se define como mineraloide. 
Tampoco el agua es entonces un mineral, salvo cuando forma hielo. 
 
2. Inorgánico. Es decir, que no se haya formado con la intervención de seres vivos, como el ámbar, 
conchas de moluscos, cálculos renales, inclusiones cristalinas en células vegetales, perlas,... La 
estructura interna igual a la de origen inorgánico (carbonatos de la concha de moluscos), la actuación 
de procesos geológicos (fosilización del ámbar), el papel de los microorganismos en los ciclos 
biogeoquímicos de los elementos dificulta el establecimiento de un criterio riguroso y algunos 
autores introducen el término biominerales para aludir a algunas de estas sustancias. 
 
3. Natural. Limita la inclusión a materiales formados exclusivamente por procesos naturales, 
excluyendo los materiales producidos en un laboratorio o por procesos industriales, como el 
carborundo o los diamantes sintéticos (zirconitas). 
 
4. Homogéneo. En sus propiedades físicas y formado por una única clase de sustancia que no pueda 
descomponerse por medios físicos en otras más sencillas. 
 
5. Composición definida. Los minerales son sustancias cuya composición se puede expresar 
mediante una fórmula química determinada. Impone que se trate de una especie química aunque se 
admiten algunas variaciones debidas tanto a la presencia de impurezas como a la sustitución de unos 
iones por otros dando lugar a series de minerales isomorfos. 
 
6. Cristalización fija. Significa que los minerales poseen una estructura interna ordenada en que los 
átomos, iones o moléculas que la forman se unen entre sí siguiendo leyes definidas, para constituir 
una red cristalina o red espacial tridimensional caracterizada, entre otras propiedades por ser 
periódica. Si los átomos o moléculas se disponen desordenadamente, al azar se dice que son 
sustancias amorfas (geles endurecidos, plástico, vidrio o mineraloides como la bauxita o el sílex). 
 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
3 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
2. CONCEPTO DE MINERAL. 
 
2.1. Estructura cristalina. 
 
La materia cristalina se caracteriza por su orden interno, que determina propiedades como: 
 
1. Periodicidad. Los átomos o grupos atómicos que 
forman la red espacial se repiten de manera 
periódica en todas las direcciones del espacio, 
siendo el modo de repetición y la distancia 
(traslación) los mismos para cada dirección 
considerada (flechas de color en la ilustración). 
Siendo esto así, la red cristalina ideal sería infinita 
por lo que la propia finitud de los cristales 
representa una imperfección. 
 
2. Homogeneidad. Quiere decir que todos los nudos de la red son equivalentes entre sí y presentan 
igual entorno (los situados en los límites de la superficie del cristal representan de nuevo una 
excepción y una imperfección de la red). 
 
3. Anisotropía. Significa que los minerales pueden presentar variaciones en sus propiedades físicas 
según la dirección (de “an-iso” = desigual y “tropos” = cambio de dirección, giro). Es consecuencia del 
hecho de que en las redes cristalinas es posible trazar vectores traslación infinitas direcciones y 
entre los de cada dirección varía el módulo. Un mineral puede ser anisótropo para una propiedad y 
no para otras (diremos que es isótropo para estas). 
 
4. Simetría. La traslación en las redes es una operación de simetría puesto que transforma un nudo 
en su homólogo, otro nudo idéntico. Como consecuencia, las redes son simétricas y, en ellas, 
podemos definir operaciones de simetría como las siguientes: 
 
 
— Plano de simetría: es un plano imaginario que divide al cristal en dos mitades que 
son imagen especular una de la otra (ilustración superior). 
 
 
— Eje de simetría:línea imaginaria que atraviesa el cristal y que al girar éste a su 
alrededor hace que se repita un elemento (cara, vértice, arista) un número determinado 
de veces cada vuelta. Según el orden del eje el elemento en cuestión se repetirá cada 
180º o dos veces (eje binario), cada 120º o tres veces (eje ternario), cada 90º ó cuatro 
veces (eje cuaternario; véase la ilustración central) o cada 60º o seis veces (eje senario). 
 
 
— Centro de simetría: es un punto central del cristal que divide en dos partes iguales a 
cualquier segmento que una dos elementos equivalentes (ilustración inferior). 
 
 
 
 
Las combinaciones de elementos de simetría no son infinitas, sino que se limitan a 32 conjuntos 
posibles de tales elementos que se denominan clases de simetría. 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
4 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 Redes cristalinas 
 
Para comprender como se forman los tipos posibles de redes cristalinas 
tridimensionales podemos empezar considerando las redes planas en que los 
nudos están contenidos en un plano, como la representada en la ilustración 
superior, que aunque no existen como tales en la naturaleza, sirven para 
construir las tridimensionales. Hay cinco tipos posibles de redes planas o 
bidimensionales (véase la ilustración a la izquierda). 
 
Al superponer de todas las formas posibles sucesivos planos de cada unos de 
esos cinco modelos se obtienen las redes tridimensionales. Existen 
únicamente 14 tipos posibles de redes tridimensionales, llamadas redes de 
Bravais en honor a quien las dedujo a partir de la repetición de redes planas 
(ilustración inferior): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
5 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
La combinación de tipos posibles de redes tridimensionales y de los elementos de simetría da lugar a 
siete sistemas o singonías cristalinas que podemos distinguir y clasificar por sus 
parámetros y su simetría. 
 
La red cristalina de cada sistema queda definida por la unidad más simple que, por 
repetición, puede generar la totalidad de la red. Esa unidad más simple es la 
celdilla unidad o elemental que queda definida por sus parámetros: el módulo de 
los vectores traslación más simples y el ángulo entre ellos; siendo llamada cruz 
axial la representación de esos parámetros (ilustración de la derecha). Las siete 
singonías cristalinas se definen por los siguientes parámetros: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
6 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
2.2. Formación de minerales. 
 
Para que se forme un mineral a partir de los elementos constituyentes se han de dar unas 
condiciones adecuadas en el ambiente de formación que permitan el establecimiento de los enlaces 
químicos entre los átomos y la ordenación de estos en las redes espaciales. Cuando las condiciones 
son apropiadas será posible el crecimiento de cristales bien formados con desarrollo de caras planas 
y formas poliédricas. 
 
Los factores que condicionan el crecimiento de los minerales son 
temperatura, presión, tiempo, espacio y reposo. Temperatura y presión 
conforman el ambiente termodinámico que determina el rango de 
estabilidad de cada tipo de molécula concreta. El tiempo para formar las 
redes, el espacio que permita el crecimiento de las mismas y la 
tranquilidad del medio son condicionantes que determinan la posibilidad 
de que aparezcan cristales bien desarrollados. 
 
Procesos de formación de los minerales 
 
Los minerales se pueden formar por cuatro procesos fundamentales: 
 
● Solidificación a partir de material fundido (magma) cuando se enfría. Se originan así los minerales 
que forman las rocas ígneas o magmáticas. Si el enfriamiento ocurre a gran profundidad en el seno 
de la corteza, muy lentamente y bajo presión, se formarán rocas con todos sus minerales 
cristalizados: son holocristalinas (rocas plutónicas, como el granito), aunque la falta de espacio para 
crecer hace que no desarrollen caras poliédricas y aparezcan como un “mosaico” de granos 
minerales. En cambio, si el enfriamiento ocurre de forma rápida al ser expulsado el magma al 
exterior durante una erupción volcánica, las rocas volcánicas tendrán un grado de cristalinidad muy 
bajo o, incluso, contendrán minerales amorfos como la obsidiana. 
 
● Precipitación a partir de una disolución en que estaban disueltos los componentes. Se forman así 
los minerales de las rocas sedimentarias químicas, como los carbonatos, evaporitas (yeso, halita, 
silvina). Se da tanto en ambientes marinos como continentales. 
 
● Sublimación regresiva a partir de un gas, como ocurre en la formación de azufre a partir de 
emanaciones volcánicas. 
 
● Transformación en estado sólido como ocurre durante los procesos metamórficos, en que los 
minerales se hallan sometidos a nuevas condiciones de presión y temperatura transformándose en 
otros estables bajo estas nuevas condiciones. 
 
● Reacciones químicas entre reactivos solubles que originan un producto insoluble. 
 
Estos procesos de génesis mineral se desarrollan en tres posibles ambientes geológicos: 
 
● Ambiente magmático. En él se forman minerales sobre todo por solidificación a partir de fundidos 
y, en menor medida, por sublimación. La velocidad de enfriamiento del magma o lava condicionará el 
grado de cristalinidad del material resultante. 
 
● Ambiente sedimentario. En este ambiente, los minerales se pueden formar por varios procesos: 
(1) por precipitación a partir de disoluciones; (2) por alteración química de minerales preexistentes, y 
(3) por la actividad de organismos vivos. Hay rocas sedimentarias formadas por fragmentos de otras 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
7 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
rocas anteriores (rocas detríticas) pero no entran en los mecanismos de formación de nuevos 
minerales. 
 
● Ambiente metamórfico. Se forman nuevos minerales por transformación de otros preexistentes 
bajo nuevas condiciones de presión, de temperatura o de ambos factores a un tiempo. También hay 
casos de reacciones químicas con fluidos procedentes de magmas (metasomatismo). 
 
 
 Condiciones de estabilidad. Diagramas de fases. 
 
El ambiente de formación mineral es un sistema termodinámico cuyas fases son las especies 
químicas presentes. En función de los valores de presión y temperatura serán estables unas u otras 
fases que podrán o no cristalizar para formar minerales. Podemos ilustrar este hecho comparándolo 
con las condiciones de cambio de estado del agua: modificando la presión o la temperatura es 
posible conseguir que el agua cambie entre sus tres estados. En el caso del agua existe un punto 
triple en que coexisten los tres estados. 
 
Esta situación se puede representar mediante una gráfica 
temperatura-presión que recibe el nombre de diagrama de 
fases: 
 
 
En este diagrama, cada fase es uno de los estados en que puede 
aparecer el agua en función de las condiciones de presión y 
temperatura (ilustración). 
 
 
 
 
En el caso de los minerales, una misma sustancia química 
puede cristalizar en estructuras diferentes según esas 
condiciones dando así lugar a especies minerales distintas, 
cuyos campos de estabilidad quedan representados en el 
diagrama de fases, como el caso del CaCO3 (ilustración). 
 
 
Los diagramas de fases tienen gran interés en mineralogía pues 
permiten determinar qué minerales son estables en cada rango 
decondiciones y, en consecuencia, deducir bajo qué 
condiciones se formó una roca según qué minerales contiene. 
 
 
 
Un caso interesante es el del Al2SiO5 que puede cristalizar formando 
tres estructuras diferentes según las condiciones de presión y 
temperatura (ver ilustración). Andalucita, sillimanita y distena son 
minerales presentes en rocas metamórficas y su importancia radica 
en que, como veremos en otro tema, sirven como indicadores de 
las condiciones bajo las que se desarrolló el proceso metamórfico 
que ha formado la roca en que aparecen, por lo que se denominan 
minerales índice del metamorfismo 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
8 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 
2.3. Isomorfismo y polimorfismo. 
 
Si la coordinación queda determinada por el radio iónico y la carga, es posible que iones semejantes 
puedan sustituirse entre sí a la hora de formar la estructura, mientras que para una misma 
composición química son posibles diferentes estructuras según las condiciones de presión y 
temperatura (véase Condiciones de estabilidad en la página 58). 
 
El primero de los casos expuestos, es decir que varios minerales puedan tener igual estructura y 
diferente composición química, se denomina isomorfismo. Puede darse por semejanza de 
propiedades químicas y ambiente de formación como ocurre en la serie calcita—dolomita (véase más 
abajo) o por sustitución isomorfa, en que un átomo sustituye a otro al formar la estructura. 
 
Como ejemplos de series de minerales isomorfos podemos citar: 
 
 
El polimorfismo es el caso opuesto, en que una misma sustancia química puede cristalizar en más de 
un tipo de estructura que son los polimorfos o formas polimorfas. 
 
Hay varios tipos de polimorfismo en función del modo en que se verifique el cambio de estructura: 
 
1. Reajuste de la estructura: es una transformación que 
requiere sólo pequeños desplazamientos o cambios angulares 
por lo que exige poca energía y la transformación es además 
reversible. A este tipo corresponde la transformación que 
seocurre al calentar el cuarzo bajo (hipotérmico) por encima de 
573°C a presión atmosférica, en que cambia su estructura a 
cuarzo alto (ilustración derecha). 
 
2. Reconstructiva: el reajuste interno acarrea la ruptura de 
enlaces y reorganización en una estructura diferente. Por ello 
requiere gran cantidad de energía, siendo muy lenta e 
irreversible (polimorfismo monotrópico). De este tipo son: 
 
● Cambio de tridimita o cristobalita a cuarzo bajo. Los dos primeros se forman a elevada 
temperatura y permanecen en estado metaestable sin pasar a cuarzo bajo en condiciones 
superficiales durante centenares de millones de años como consecuencia de la elevada cantidad de 
energía de activación que requiere la transformación reconstructiva. 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
9 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 
● Polimorfos de FeS2: pirita y marcasita. 
 
● Polimorfos del carbono: grafito y diamante. El grafito es el polimorfo de baja 
presión. En él, los átomos de carbono se unen por fuertes enlaces covalentes 
formando láminas unidas entre sí por débiles enlaces de Van der Waals 
(ilustración A). En cambio, en el diamante se produce un empaquetamiento 
compacto de los carbonos, como corresponde al polimorfo de alta presión 
(ilustración B). El diamante es metaestable en condiciones ambientales, pero el 
cambio sólo es apreciable a escala geológica. 
 
● Polimorfos del carbonato cálcico: calcita y aragonito (véase la ilustración en la 
página anterior). 
 
3. Orden-desorden: ocurre en las aleaciones y en minerales que pueden existir 
en diferentes grados de desorden entre dos extremos con diferente grado de 
ordenamiento interno. Tal es el caso de los feldespatos potásicos KAlSi3O8 en 
que el Al aparece sustituyendo al Si en la forma de alta temperatura. 
 
 
 
2.3. Agregados de cristales. 
 
Los cristales no suelen aparecen aislados en la naturaleza, sino que con 
frecuencia crecen agrupados con otros cristales de la misma especie mineral o de 
diferentes especies formando agregados. Algunos ejemplos de agregados de 
cristales son: 
 
 
● Drusa es el nombre que se da a los agregados cuyos cristales crecen 
recubriendo una superficie más o menos plana o convexa en la roca encajante 
(ilustración. Amatista). 
 
 
● Geoda se denomina a cavidades cuya pared interna está tapizada por cristales 
(ilustración, Amatista). Son formaciones muy apreciadas como objeto decorativo. 
 
 
● Maclas son las asociaciones de dos o más cristales de la misma especie que 
presentan una relación de simetría adicional a las de cada uno de los cristales 
por separado, es la llamada ley de macla. Si un conjunto de cristales no muestra 
esta nueva relación de simetría, el agregado no puede ser considerado 
una macla aunque con frecuencia se utiliza este término en el comercio 
de minerales para referirse a agregados irregulares (ilustraciones, macla 
de yeso en punta de flecha). 
 
 
 
 
 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
10 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 
3. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES 
 
Las propiedades físicas de los minerales son las características que presentan a la observación directa 
o que se pueden determinar mediante instrumentos específicos y los fenómenos que experimentan 
al ser sometidos a diferentes acciones mecánicas, luminosas, eléctricas, magnéticas, térmicas, etc. 
 
Son importantes porque permiten reconocer o caracterizar una especie mineral concreta. Aunque la 
identificación, y sobre todo la determinación de la estructura cristalina, muchas veces requiere el 
empleo de técnicas más sofisticadas como la difracción de rayos X (véase el recuadro al pie de esta 
página), las propiedades físicas muchas veces permiten identificar un mineral de forma sencilla por 
su brillo, color, hábito, dureza u otras igualmente fáciles de determina. 
 
Las propiedades físicas dependen de la composición química y de la estructura cristalina, teniendo 
una gran influencia el tipo o tipos de enlace que unen los elementos constituyentes, como ya se ha 
mencionado anteriormente. 
 
Las propiedades físicas de los minerales pueden ser de dos tipos: 
 
● Vectoriales si cambia su valor en función de la dirección en que se miden, como puede ser la 
dureza o el brillo. 
● Escalares cuyo valor es independiente de la dirección, como la densidad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
11 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
Algunas de las propiedades físicas interesantes para la identificación de minerales comunes son las 
siguientes: 
 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
12 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
13 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 
4. CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES 
 
El criterio más frecuentemente utilizado como base de una clasificación mineral ha sido la 
composición química, teniendo en cuenta el anión o grupo aniónico presente en la estructura. El 
conocimiento de las estructuras proporcionado por técnicas como la difracción de rayos X ha 
permitido introducir además criterios cristaloquímicos. Algunos sistemas añaden además criterios 
geoquímicos y genéticos. La base de la clasificaciónque seguiremos a continuación es la de Strunz, 
un sistema cristaloquímico, en que hemos agrupado algunas clases para mayor sencillez. 
 
 
4.1. Elementos nativos. 
 
Son los minerales compuestos por un único elemento 
químico. Unos veinte elementos se pueden encontrar en 
estado nativo, es decir sin combinar con otros elementos 
para formar compuestos químicos (imagen derecha), 
como el azufre, el diamante o el grafito. 
 
 
4.2. Sulfuros y sulfosales. 
 
Los sulfuros son combinaciones del azufre con otros 
elementos, como por ejemplo la pirita, calcopirita, 
galena, blenda o esfalerita, cinabrio, etc. Los sulfuros tienen 
gran importancia por incluir una parte importante de las menas 
de las que se obtienen los metales. 
 
Las sulfosales son combinaciones del azufre con el arsénico o el 
antimonio y otro elemento químico. 
 
 
4.3. Öxidos e hidróxidos. 
 
Los óxidos son compuestos de metales con oxígeno como 
anión. Como por ejemplo la casiterita, el oligisto o la 
magnetita. Entre ellos se encuentran algunas menas metálicas 
de gran importancia económica, como minerales de hierro, de 
cromo, de uranio, estaño, etc. 
 
Los hidróxidos están caracterizados por iones de hidroxilo (OH-) 
o moléculas de H2O, como la goethita. La bauxita no es en 
realidad una especie mineral ya que es una mezcla de 
diferentes hidróxidos de aluminio (gibbsita, boehmita y 
diásporo). 
 
 
4.4. Haluros. 
 
La clase se caracteriza por la presencia de iones halógenos 
electronegativos y monovalentes: Cl—, Br—, F— y I—, que con 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
14 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
cationes de valencia baja dan estructuras cúbicas en coordinación octaédrica como la del NaCl. 
Otros, del tipo XZ2, presentan la estructura tipo fluorita, p.ej. halita NaCl, silvina KCl, fluorita CaF2.... 
La halita o sal gema tiene innumerables usos industriales para la obtención de cloro, HCl, sodio 
metálico, bicarbonato y carbonato sódicos, sosa caústica y otros derivados, en industrias textiles, 
madereras y curtidos, abonos, alimentación de ganado, condimento, conservante, etc. 
 
 
4.5. Carbonatos, nitratos y boratos. 
 
Al igual que las dos clases siguientes se caracterizan por presentar 
como unidades constructivas básicas los complejos aniónicos: 
(CO3)
—2, (NO3)
—1 y (BO3)
—1 en los que los oxígenos se distribuyen en 
coordinación triangular en torno al carbono, nitrógeno o boro, 
respectivamente. Los enlaces dentro de estos complejos son 
siempre más fuertes que los enlaces entre ellos y otros iones. Los 
carbonatos se caracterizan por presentar efervescencia con los 
ácidos debido a que la presencia del ión H+ hace que el radical 
carbonato (CO3)
—2 se vuelva inestable y se descomponga según la 
reacción: 2H+ + CO3
—2 → H2O + CO2 
 
Destacan los carbonatos de tres grupos isoestructurales: grupo de 
la calcita, grupo del aragonito y grupo de la dolomita. Además, son 
importantes los carbonatos de cobre malaquita y azurita. 
 
 
4.6. Sulfatos, cromatos, tungstatos y molibdatos. 
 
El azufre puede actuar como anión divalente (véase sulfuros) o 
puede perder los seis electrones del nivel electrónico más exterior 
y dar un ion positivo hexavalente pequeño y de elevada carga que 
coordina 4 oxígenos. El enlace es muy fuerte y no se pueden 
compartir oxígenos de modo que la unidad estructural es (SO4)—2. 
 
Los sulfatos anhidros más importantes son la baritina y la 
anhidrita y entre los hidratados, el yeso es el más importante y 
abundante el cual presenta multitud de variedades, tanto en color 
como en hábito (yeso especular, yeso fibroso, rosa del desierto, alabastro…).El yeso se utiliza sobre 
todo en la fabricación de escayola por calcinación hasta conseguir CaSO4· ½H2O. Al mezclarse con 
agua se rehidrata lentamente y cristaliza fraguando. También como fertilizante, retardador del 
cemento Portland, fuente de ácido sulfúrico, etc. 
 
 
4.7. Fosfatos, arseniatos y vanadatos. 
 
El fósforo P5+ forma un grupo iónico tetraédrico con el oxígeno, (PO4)3- que constituye la unidad 
estructural de todos los fosfatos. Ese fósforo puede sustituirse por arsénico o vanadio formando una 
serie de minerales isomorfos. 
 
El apatito, Ca5 (PO4)3 (OH, F, Cl), es el fosfato más importante y abundante. Es frecuente como 
accesorio en rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas. La variedad masiva, que se ha llamado 
colofana, es un constituyente de la roca llamada fosforita, que deriva de la acumulación de grandes 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
15 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
masas de huesos y precipitación química de agua de mar. El apatito tiene importancia económica 
como fuente de fósforo para fertilizantes. Actualmente apenas se usa para ello el apatito cristalizado 
de origen endógeno y sí masivamente las fosforitas. 
 
 
4.8. Silicatos. 
 
Siendo silicio y oxígeno los elementos más abundantes en la corteza terrestre, es fácil suponer que 
los minerales derivados de la combinación de estos elementos serán los más abundantes y los 
principales componentes de todos los tipos de rocas, tanto sedimentarias como ígneas o 
metamórficas (véase el epígrafe 1 al comienzo de esta unidad). Esos minerales son los silicatos. 
 
Todos los silicatos están formados por una unidad estructural 
básica, el tetraedro de sílice, formado por un átomo de silicio 
ocupando el centro de un tetraedro de coordinación con cuatro 
oxígenos ocupando sus vértices. 
 
Los oxígenos son bivalentes. Una de las valencias queda 
saturada formando el enlace con el silicio y queda otra valencia 
negativa libre, de manera que podemos expresar la fórmula de 
la unidad estructural como: (Si O4)
—4 
 
Las valencias libres de los oxígenos permiten el enlace de los tetraedros con cationes (Al+3, Na+1, K+1, 
Ca
+2
, Fe
+3
 y Mg
+2
) o bien con átomos de silicio de otros tetraedros, de modo que esos tetraedros 
pueden compartir vértices. En función del número de vértices (oxígenos) compartidos pueden darse 
diversos niveles de complejidad estructural que constituyen las subclases de los silicatos: 
neosilicatos, sorosilicatos, ciclosilicatos, inosilicatos, filosilicatos y tectosilicatos. Nos centraremos en 
este último grupo. 
 
La estructura de los tectosilicatos está formada por un entramado o armazón tridimensional en que 
los tetraedros comparten sus cuatro vértices con otros tetraedros, de forma que la estructura es 
neutra. El mineral resultante, de fórmula SiO2, es el cuarzo, con numerosas variedades (sílex, 
calcedonia, ágata,…) y sus polimorfos (tridimita, cristobalita, coesita,...). 
 
Pero además, parte de los átomos de Si pueden ser sustituidos por Al generando un déficit de carga 
que ha de ser neutralizado mediante la entrada de cationes (sobre todo Na+, K+ y Ca+2), lo que 
permite la existencia de un gran número de minerales pertenecientes a este grupo. Destacan los 
feldespatos y feldespatoides. Lo fesdespatos son el grupo mineral más ampliamente difundido, 
siendo componentes mayoritarios de rocas ígneas y muy abundantes en metamórficas, así como en 
algunos tipos de rocas sedimentarias detríticas. Entre ellos destacaremos dos grandes grupos: 
 
● Plagioclasas o feldespatos calcosódicos que forman una serie entre dos términos extremos: 
 
 albita - oligoclasa - andesina - labradorita - bitownita - anortita 
 Na (Si3AlO8) Ca (Si2Al2O8) 
 
● Feldespatos alcalinos. De fórmula general (K,Na)Si3AlO8, su composición varía entre dos extremos: 
 
 ortosa u ortoclasa – sanidina – anortoclasa - albita 
 (KSi3AlO8) (NaSi3AlO8) 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
16 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 
Ambas seriescomparten un 
término común: el mineral 
albita, de manera que los 
feldespatos forman un 
sistema ternario en el que las 
composiciones intermedias 
están limitadas por las 
diferencias entre los radios 
iónicos de los cationes. Sin 
embargo, a alta temperatura 
las estructuras pueden 
admitir la coexistencia de esos cationes de diferente tamaño y se produce la “mezcla” composicional 
entre unos y otro tipos de feldespatos. Al bajar la temperatura ocurre la “desmezcla” separándose 
ambas fases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Clasificación de los silicatos 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
17 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 
 
 
5. MINERALES Y ROCAS 
 
Ya sabemos que los minerales suelen aparecer formando agregados mono o poliminerales a los que 
llamamos rocas. En sentido amplio se denomina rocas a los materiales constituyentes de la Tierra 
sólida formados por minerales y mineraloides, y esto implica una definición menos precisa que la de 
mineral. Así, muchas rocas incluyen materia orgánica, que no se ajusta a la definición de mineral 
(carbones), pueden contener cierta cantidad de agua u otros volátiles, pueden estar o no 
cohesionadas, etc. Además, una roca no tiene una composición fija sino que se define por la cantidad 
o proporción de ciertos minerales considerados esenciales, pudiendo contener otros de carácter 
accesorio que no modifican la identidad de la roca. 
 
Una definición conveniente de roca podría ser: Una roca es todo material que forma parte de la 
corteza o del manto terrestre sin incluir a los seres vivos ni a los productos de la actividad humana. 
 
 
5.1. Ambientes petrogenético 
 
Las rocas pueden formarse básicamente en tres tipos de lugares cuyas condiciones químicas y 
termodinámicas son las apropiadas para la formación de rocas. El ambiente de formación sirve 
además de base para la clasificación genética de las rocas. 
 
● Ambiente magmático. Es el correspondiente a la formación de rocas por enfriamiento y 
consolidación de un magma, es decir un fundido de composición silicatada que puede contener 
cierta proporción de fluidos. Se forman así las rocas ígneas o magmáticas. 
 
La consolidación puede ocurrir lentamente, en la profundidad de la litosfera, a lo largo de un 
prolongado proceso de diferenciación en que van cristalizando diferentes minerales según cambia la 
composición del fundido residual a medida que ciertos elementos pasan a formar parte de las redes 
cristalinas. También puede darse en superficie ràpidamente, alcanzando entonces la roca un bajo 
grado de cristalinidad. Al primer caso corresponde la formación de las rocas plutónicas como el 
granito, y al segundo las volcánicas, como el basalto. 
 
● Ambiente metamórfico. Es aquel en que una roca preexistente se ve sometida a un incremento en 
las condiciones de presión, temperatura o ambos factores a la vez, con o sin presencia de agua, y en 
general a lo largo de largos períodos de tiempo. En esta situación, se producen cambios 
mineralógicos y estructurales en estado sólido dando lugar a rocas con características diferentes. Así 
se forman las rocas metamórficas, como pizarras, esquistos, micacitas, gneises, mármoles, etc. 
 
Tanto las rocas metamórficas como las magmáticas se forman en relación con procesos geológicos 
internos por lo que ambos tipos se agrupan bajo la denominación de rocas endógenas. 
 
● Ambiente sedimentario. Corresponde a procesos formadores de rocas que ocurren en la parte 
superficial de la litosfera, por lo que las rocas sedimentarias también se denominan exógenas. Esos 
procesos son de tipo físico, químico y biológico. Estas rocas típicamente aparecen dispuestas en 
lechos horizontales o estratos y, con frecuencia, contienen fósiles de seres vivos e incluso se forman 
por la acumulación de restos de seres vivos. 
 
 
Geología 2º Bachillerato Minerales, los componentes de las rocas 
 
18 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
 
 
5.1. Ciclo de las rocas. 
 
Si se consideran las rocas como sistemas termodinámicos en equilibrio con unas ciertas condiciones, 
propias del ambiente de formación, el cambio en esas condiciones puede determinar un cambio en 
las propias rocas. Así, tradicionalmente se han estudiado las rocas formando parte de un ciclo 
petrogenético o ciclo de las rocas en el que unas rocas pueden transformarse en otras mediante 
procesos superficiales (erosión, sedimentación,...) o internos (fusión, metamorfismo) en el marco de 
la dinámica litosférica propuesta por la tectónica de placas.