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Danessa Y. Vanegas D. L Cruz 100664703 Informe de lectura 1.1 Rocas Informe de lectura sobre las rocas: Tipología (rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas), origen, características principales. Minerales constitutivos. Ciclo de las rocas. Proceso de sedimentación, rocas sedimentarias. Concepto de mineral. Grupos de minerales, características básicas. ¿Qué es una roca? Una roca es un agregado de uno o más minerales sólidos, con propiedades físicas y químicas definidas, que se agrupan de forma natural. Forman la mayor parte de la Tierra y su importancia, en el área geo científica, radica en que contienen el registro del ambiente geológico del tiempo en el que se formaron. Tipologías de las rocas: Una roca se define como una asociación inorgánica de uno o varios minerales originados en forma natural por procesos geológicos endógenos o exógenos. Según su origen se clasifican en 3 tipos: las rocas ígneas, las rocas sedimentarias y las metamórficas. (rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas), ¿Qué son las rocas ígneas? Las rocas ígneas son también conocidas como magmáticas. Son aquellas rocas formadas por la solidificación de un material rocoso, móvil y caliente denominado magma. Es decir, pasan de un estado sólido a líquido por el efecto de la temperatura. Este proceso que resulta de enlazar sus partículas y del enfriamiento de los minerales, se llama cristalización. También se forma a partir de la acumulación y consolidación del magma (comúnmente conocido como lava). Por eso, cerca de los volcanes podemos encontrar multitud de rocas con estas características. ¿Qué son las rocas sedimentarias? Las rocas sedimentarias son las formadas por la acumulación de materiales o partículas, por precipitación química o por el crecimiento de organismos, en condiciones subáreas o subacuáticas marinas o lacustres: los sedimentos. Generalmente se depositan en capas horizontales: los estratos. A medida que se entierran, los sedimentos todavía no consolidados se compactan por el peso de los depósitos suprayacentes y se transforman en rocas por cementación. A este proceso se le denomina litificación. La cementación tiene lugar por la precipitación de los minerales disueltos en los fluidos que ocupan los intersticios de los sedimentos, llenando los espacios entre las partículas y uniéndolas. Los sedimentos contienen a menudo restos de organismos, que se convertirán en fósiles dentro de las rocas sedimentarias. ¿Qué son las rocas metamórficas? Las rocas metamórficas son un tipo de roca que se genera gracias a rocas ya existentes, tanto sedimentarias, como ígneas e incluso otras metamórficas. Al sufrir un aumento de temperatura y de presión por procesos geológicos tales como enterramiento o intrusión de magmas, sufren cambios tanto en sus minerales como en su formación a nivel químico. Hay que tener en cuenta que esta modificación siempre se produce a partir de otras rocas sólidas. Al formarse debido en parte a altas temperaturas, este tipo de rocas suelen encontrarse de forma abundante en zonas profundas de la corteza, en aquellas franjas superiores al zócalo magmático. La formación de las rocas metamórficas puede ser por la suma de las altas temperaturas de esta capa terrestre y las presiones litostáticas (es decir, la presión de las capas de rocas superiores). (Origen) Origen de las rocas: Éstas se forman por la unión de minerales y diversos agentes como la lluvia y el viento o gracias a procesos como la cristalización de elementos químicos en la corteza terrestre, que es la capa más superficial del planeta. Origen de las rocas ígneas: Origen de la roca sedimentarias: Origen de la roca metamórficas: (Características principales) Característica principal de las rocas: Difícil es describir las características de las rocas. Son tantas las variedades, que es imposible igualar sus rasgos. No obstante, hay aspectos que pueden ayudar a describirlas y diferenciarlas. Los más importantes son: Apariencia. Dependiendo de la escala de observación, pueden ser masivas, laminadas, bandeadas y nodulosas. Color. Según su composición, depósito y diagénesis, pueden ser rojas, verdes, claras u oscuras. Densidad. Pueden ser densas, de densidad normal o de baja densidad. Grado de compacidad. Las hay compactas, micro porosas y porosas. Grado de coherencia. De acuerdo a la diagénesis y la alteración, pueden ser coherentes (resistentes, duras y tenaces), o poco coherentes (pocos resistentes y blandas) Superficie de fractura. Considerando el tamaño del grano se puede decir que hay rocas concoideas, que son curvas y lisas, de grano muy fino. También rugosas que tienen escalones y son de grano medianamente grueso. Y otras laminadas o arcillas Características principales de la roca ígneas: Las rocas magmáticas se forman cuando la roca fundida en forma de magma se enfría y los minerales que la forman se cristalizan y entrelazan sus partículas. El magma puede enfriarse en la superficie, por efecto de erupciones volcánicas, o en el interior de la litosfera, que es la capa sólida de la superficie terrestre. La gran mayoría de estas rocas se forman bajo la corteza terrestre. Aunque las rocas ígneas forman un porcentaje muy elevado de la parte superior de la corteza terrestre, habitualmente se encuentran bajo una capa de rocas metamórficas y rocas sedimentarias. Tienen una gran importancia en geología, ya que sus características y composición ayudan a comprender el manto terrestre y su composición, así como a leer eventos tectónicos pasados. Característica principal de la roca sedimentaria: Son llamadas así a aquellas rocas que se forman como resultado de la acumulación de diversas partículas que tienen diferentes tamaños y que provienen de otras con formaciones rocosas. A todas las partículas que componen la roca se le llaman sedimentos. De aquí proviene su nombre. Estos sedimentos son transportados por agentes geológicos externos como son el agua, hielo y viento. Los sedimentos que son los que forman las rocas sedimentarias se transportan por los diversos agentes geológicos para lobo depositarse en lo que se conocen como cuencas sedimentarias. Durante el transporte de los sedimentos, las partículas de piedra son sometidas a diversos procesos físico y químicos que se conocen con el nombre de diagénesis. Con este nombre hacemos referencia al proceso de formación de las rocas. Lo más normal es que las rocas sedimentarias se formen en las orillas de los ríos, fondo de los mares, lagos, desembocadura de ríos y arroyos bien los barrancos. Como es de esperar, la formación de las rocas sedimentarias tiene lugar durante miles de millones de años. Por ello, para poder analizar el origen y la formación de unas rocas sedimentarias se debe tener en cuenta la escala de tiempo geológico. Característica principal de la roca metamórfica: Las rocas metamórficas son alteradas por procesos térmicos, de presión y químicos. Por lo general, enterrado muy por debajo de la superficie. La exposición a estas condiciones extremas ha alterado la mineralogía, la textura y la composición química de la roca. Hay dos tipos básicos de rocas metamórficas: Rocas metamórficas Foliadas como gneis, filita, esquisto y pizarra, que desarrollan una apariencia de capas o bandas debido al calentamiento y la presión direccional; y No foliadas como mármoles sin hojas y cuarcitas sin apariencia de capas o bandas. Las rocas metamórficas son probablemente las menos conocidas y suelen ser confundidas o asociadas con otras por quienes no son expertos en geología y petrología. No obstante, estas rocas no sólo son muy abundantes en la corteza terrestre, sino que también son producto de elección para numerosos fenómenos geológicos y tectónicos, como la formación de montañas. El estudio de las rocas metamórficas tiene una importancia fundamental para comprender la evolución geológica de la tierra. Además, esto debería serde gran interés para los coleccionistas de minerales, las rocas metamórficas representan un entorno geológico típico donde se pueden encontrar muchas especies minerales muy buscadas, como el granate y el berilo. El conjunto de todos los fenómenos que hacen que las rocas se transformen en nuevas rocas se denomina metamorfismo, término derivado de la palabra griega que significa <cambio de forma>. (Minerales constitutivos) Minerales constituyentes de las rocas: Aquellos minerales que aparecen en cantidad y frecuencia suficiente como para constituir el cuerpo principal de una roca. Los principales minerales constituyentes de las rocas son los silicatos (incluyendo la sílice), los carbonatos y los óxidos, con los sulfatos, los cloruros y los fosfatos en proporciones más pequeñas. Minerales constituyentes de las rocas ígneas: Minerales constituyentes de las rocas sedimentaria: Minerales constituyentes de las rocas metamórfica: (Ciclo de las rocas) Ciclo de las rocas: El ciclo litológico o ciclo de las rocas es un concepto de geología que describe las transiciones de material en el tiempo geológico que permiten que toda roca pueda transformarse en uno de estos tres tipos: Rocas sedimentarias, Rocas metamórficas y rocas ígneas. Las rocas pueden pasar por cualquiera de los tres estados cuando son forzadas a romper el equilibrio. Una roca ígnea como el basalto puede disgregarse y alterarse cuando se expone a la atmósfera, o volver a fundirse al subducir por debajo de un continente. Debido a las fuerzas generadoras del ciclo de las rocas, las placas tectónicas y el ciclo del agua, las rocas no pueden mantenerse en equilibrio y son forzadas a cambiar ante los nuevos ambientes. El ciclo de las rocas es un modelo que explica como los tres tipos de rocas provienen de alguna otra, y como el proceso cambia un tipo a otra a lo largo del tiempo. El tiempo para que una roca complete las fases es de millones de años, y en la vida de la Tierra no todas las rocas pueden completarlo. Ciclo de las rocas ígneas: Cuando las rocas son levantadas del interior de la Tierra hasta la superficie, éstas suelen estar fundidas en magma. Si las condiciones para que el magma permanezca líquido no perduran, el magma se enfriará y solidificará en una roca ígnea. Una roca que se enfría en el interior de la Tierra se denomina intrusiva o plutónica y su enfriamiento será muy lento, produciendo una estructura cristalina de granos gruesos. Como resultado de la actividad volcánica el magma puede llegar a enfriarse en la superficie de forma muy rápida, dando lugar a las rocas extrusivas o rocas volcánicas. Estas rocas tienen unos granos muy finos y algunas veces se enfrían tan rápido que no forman cristales visibles, como el caso de la obsidiana (vidrio) o el basalto (microcristalino). Cualquiera de los tres tipos de roca tiene su origen en magma fundido y enfriado. Ciclo de las rocas sedimentaria: Las rocas expuestas a la atmósfera terrestre están sujetas a procesos erosivos y meteorológicos. El agua, el viento, la nieve, la contaminación o la biología pueden cambiar su química o su forma. La erosión y la meteorología rompen la roca original en trozos más pequeños y lo acarrean hasta otros lugares, donde pueden ir disolviéndolos poco a poco, disgregándolos. Este material disgregado puede volver a asentarse en estratos y formar de nuevo una roca, es el caso de la arenisca que está formada por granos de arena compactados. Hay veces que la fusión puede ser tan fuerte que no parece claro que el material venga de un disgregado, son el caso de lutitas. Otra fuente importante de rocas sedimentarias son los restos biológicos que pueden formar rocas sedimentarias cementadas, como el travertino. Todas las rocas calizas provienen de procesos de sedimentación, generalmente biológica y las cuevas son lugares de nueva formación continua de rocas sedimentarias. Ciclo de las rocas metamórfico: Las rocas expuestas a altas temperaturas y presiones pueden cambiar física o químicamente para formar rocas diferentes, llamadas metamórficas. Los metamorfismos regionales se refieren a los efectos sobre grandes masas de rocas en una región amplia, generalmente asociada con la formación de cordilleras en procesos orogénicos. Estas rocas pueden exhibir laminación planar por la deformación tectónica debida a altas presiones, llamada foliación, de la que pueden superponerse varias fases diferentes según la evolución geológica del orógeno. Otro tipo de metamorfismo está causado cuando un cuerpo de roca entra en contacto con una intrusión ígnea que calienta la roca que lo rodea. Este metamorfismo de contacto da como resultado una roca recristalizada por el calor extremo, o incluso con minerales añadidos por los fluidos del magma que puede cambiar la química de la roca, lo que se denomina metasomatismo. (Proceso de sedimentación) Se trata de una operación de separación sólido-fluido en la que las partículas sólidas de una suspensión, más densas que el fluido, se separan de éste por la acción de la gravedad. Es una operación controlada por la transferencia de cantidad de movimiento. En algunos casos, como cuando existen fuerzas de interacción entre las partículas y éstas son suficientemente pequeñas (suspensiones de tipo coloidal), la sedimentación natural no es posible, debiendo antes proceder a la floculación o coagulación de las partículas. Para que la sedimentación sea viable en la práctica, el tamaño de las partículas y su concentración en la suspensión deben tener unos valores mínimos, del orden de 1-10 micras y 0,2% de sólido en la suspensión. La sedimentación se utiliza para separar las partículas sólidas dispersas en un líquido. La diferencia de densidades entre las partículas sólidas y el líquido hace que, aunque éste último tenga un movimiento ascendente y las partículas sólidas sedimenten, depositándose en el fondo de donde son eliminadas en forma de lodos. La viscosidad del líquido frena las partículas sólidas, que deben vencer el rozamiento con el líquido en el movimiento de caída. En este proceso las partículas sólidas ceden parte de su cantidad de movimiento a las moléculas del líquido de su alrededor. Cuanto mayor sea la viscosidad del líquido, tanto más se frena el movimiento de las partículas. Las moléculas del líquido, aceleradas por contacto con el sólido transmiten su movimiento a capas de líquido más alejadas debido a las interacciones intermoleculares, de las que la viscosidad es una medida. La operación de sedimentación está, pues, controlada por el transporte de cantidad de movimiento. (Concepto de mineral) Los minerales son sustancias naturales de origen inorgánico, por lo general sólidos, que poseen una composición química definida, una estructura cristalina y homogénea, y superficies planas en su mayoría. Los minerales surgen de la unión de elementos químicos simples, como el oro, o de la combinación de varios elementos entre sí, como el cuarzo que está compuesto por silicio y oxígeno. Por esta razón pueden tener diferentes propiedades tanto físicas como químicas. Sus propiedades físicas y químicas son variables a partir del entorno geológico en el cual se formen los minerales, sin embargo, los principales elementos que los componen son: oxígeno, aluminio, hierro, silicio, magnesio, sodio, potasio y calcio. (Grupos de minerales) La clasificación de los minerales se basa en la composición química del mineral y en la estructura interna ordenada de sus átomos, que son determinantes en las propiedades físicas de los minerales. En esta exposición se ha aplicado la sistemática mineral de Strunz (1910-2006), que agrupa los minerales en 8 Clases Minerales, basada en la clasificación de Dana (1813-1895). Clase I: Elementos nativos Grupo poco numeroso de minerales formados por una sola especie de átomos que se encuentran en la naturaleza en estado nativo. Presentan gran variedad de enlaces queles confieren propiedades muy variadas. Solamente existen veinte elementos que se encuentran en estado nativo. Esta clase se subdivide en: Metales nativos (grupo del Au, grupo del Pt y grupo del hierro) Semimetales (grupo del arsénico, antimonio y bismuto y el grupo del selenio y teluro) No metales (azufre, diamante y grafito) Clase II: Sulfuros y Sulfosales Los SULFUROS son minerales formados por la combinación del azufre con metales y semimetales, presentando tanto enlaces iónicos, como covalentes y metálicos. Constituye una importante clase de minerales que incluye a la mayoría de las menas metálicas. Las SULFOSALES comprenden un grupo muy diverso y relativamente grande de minerales con más de 100 especies. Son sulfuros complejos en los que el arsénico, el antimonio y el bismuto juegan un papel más o menos semejante al de los metales. Clase III: Halogenuros Minerales de composición química sencilla, formados por la unión de flúor, cloro, bromo y yodo con metales. Generalmente incoloros o teñidos accidentalmente. Debido a que las débiles cargas electrostáticas están diseminadas por toda la superficie de lo iones casi esféricos, los halogenuros son los ejemplos más perfectos del mecanismo de enlace iónico puro. Clase IV: Óxidos e Hidróxidos Los óxidos son compuestos en los que el oxígeno está combinado con 1 o más metales. Predomina en estos compuestos, el enlace iónico. Los Hidróxidos son aquellos óxidos en los que el hidrógeno ocupa el lugar de uno de los dos metales no equivalentes. Clase V: Nitratos, Carbonatos y Boratos Los NITRATOS están formados por un grupo reducido de minerales que poseen el grupo aniónico NO3-. Los CARBONATOS son los compuestos de carbono y oxígeno que tienen como unidad estructural fundamental el complejo aniónico CO3-. Estos grupos carbonato planos, triangulares, son las unidades constructivas básicas de todos los carbonatos minerales y los responsables en gran medida de las propiedades de este grupo. Se diferencian el grupo de la calcita, el grupo del aragonito, el grupo de la dolomita y los carbonatos monoclínicos con (OH)-. Clase VI: Sulfatos, Cromatos, Molibdatos y Wolframatos Comprende los minerales cuya fórmula contiene el radical SO4, incluyendo también los que contienen WO4, y MoO4, Generalmente sus cationes son Fe, K, Na, Cu, Mn, Al, Ca. Entre los sulfuros anhidros más importantes se encuentra el grupo de la baritina, y de los sulfuros hidratados, el yeso es el más abundante e importante. Clase VII: Fosfatos, Vanadatos y Arseniatos Los FOSFATOS son minerales que tienen como grupo estructural el anión (PO4)3- . Todos los fosfatos están construidos con este anión fosfato complejo como unidad estructural fundamental. Si en lugar de fósforo, hay arsénico o vanadio los minerales son ARSENIATOS y VANADATOS. Clase VIII: Silicatos La clase mineral de los SILICATOS comprende casi un tercio de los minerales conocidos y cerca del 40% de los más corrientes. Son los minerales formadores de las rocas ígneas y estas constituyen más del 90% de la corteza terrestre. Los SILICATOS son compuestos de O, Si y Al, en los que la unidad estructural fundamental consta de un átomo de silicio unido a cuatro átomos de oxígeno, dispuestos a su alrededor como los vértices de un tetraedro. El enlace Si-O es muy fuerte, puede ser considerado como iónico en un 50% y covalente en otro 50%. Cada ion oxígeno puede unirse a otro ion silicio y entrar en otra agrupación tetraédrica, en la que los grupos tetraédricos están unidos por los oxígenos compartidos. A esta unión de tetraedros mediante la compartición de oxígenos se denomina polimeración. Esta capacidad de polimeración es el origen de la gran variedad de estructuras de silicatos que existen, y de su clasificación en: Nesosilicatos: grupos tetraédricos independientes de SiO4. Sorosilicatos: dos grupos de SiO4 conectados. Ciclo silicatos: más de dos tetraedros SiO4 en estructuras cerradas Inosilicatos: tetraedros unidos formando cadenas simples o dobles. Filosilicatos: tetraedros formando láminas planas. Tectosilicatos: red tridimensional de tetraedros compartiendo los 4 oxígenos. (características básicas) Un mineral es una sustancia solida inorgánica de origen natural que posee una estructura química definida, miasma que le confiere características fisicoquímicas particulares, generalmente es el anión de un metal el grupo dominante, y de acuerdo a este se clasifican los minerales.
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