1. Los Minerales
Un mineral se puede definir como un sólido homogéneo, inorgánico de origen natural con una composición química definida y que presenta una estructura cristalina.
2. Propiedades de los Minerales
- Brillo: Es el aspecto que presenta la luz cuando se refleja sobre la superficie del mineral. Suele distinguirse entre el brillo metálico y el no metálico.
- Color: Es la gama cromática visible.
- Raya: Es el color del mineral pulverizado.
- Dureza: Es la resistencia de los minerales a ser rayados.
- Exfoliación: Tendencia del mineral a romperse siguiendo planos preferentes en algunas zonas donde su estructura cristalina presenta enlaces más débiles.
- Fractura: Se produce cuando un mineral no se rompe siguiendo planos dominantes, sino que lo hace siguiendo superficies irregulares.
- Refringencia: Manera en la que se propaga la luz a través de los cristales de los minerales.
- Isomorfismo: Dos minerales de fórmula química diferente poseen la misma estructura.
- Polimorfismo: En respuesta a cambios de presión y temperatura, un mismo mineral puede cristalizar en estructuras diferentes.
3. La Formación de los Minerales
Cristalogénesis
La cristalogénesis es el proceso por el que un mineral forma cristales. En ella intervienen dos mecanismos principales:
A. Cristalización
Es la formación de cristales minerales nuevos a través de tres procesos:
- Solidificación de un magma: Al producirse el enfriamiento de una masa de magma van apareciendo cristales de diferentes tipos de minerales.
- Precipitación química a partir de disoluciones: Se produce cuando las moléculas que se encontraban en disolución recuperan su estado sólido y forman cristales, ya sea por evaporación o por cambio en las condiciones físico-químicas.
- Sublimación: Es frecuente en las fumarolas volcánicas, donde los vapores calientes de azufre salen al exterior y se enfrían, formando cristales.
B. Recristalización
Consiste en una serie de transformaciones en estado sólido que pueden hacer que algunos cristales minerales se transformen en otros diferentes sin cambiar su composición química básica. Esto ocurre, sobre todo, en el ambiente metamórfico.
4. Las Rocas
Son agregados naturales, generalmente sólidos y coherentes, compuestos por una o más especies de minerales formados durante un proceso natural. Las rocas constituyen las unidades de composición homogénea en las que se divide la corteza terrestre.
Características de las Rocas
- Composición mineral: Formadas por partículas de varios minerales. Cada roca se caracteriza por el tipo de minerales y también por la proporción en la que aparece cada uno.
- Disposición interna: Se define por dos parámetros:
- a) Textura: Es la disposición de los componentes de la roca.
- b) Estructura: Se refiere a los rasgos que presenta la roca.
- Origen geológico: La formación de los minerales puede tener tres orígenes distintos: consolidación de un magma, procesos exógenos o cambios en estado sólido de sus minerales.
5. Las Rocas Ígneas
Las rocas ígneas se forman por el enfriamiento de una masa de magma, la cual pasa a solidificarse. Estas rocas también se denominan magmáticas.
Los Magmas
Un magma es una mezcla de material rocoso fundido, formado en su mayor parte por silicatos, que puede tener gases disueltos y partículas sólidas en suspensión. La temperatura de estas masas varía entre 1200 y 700 °C.
Origen de los Magmas
Las causas principales son tres:
- Aumento de la temperatura: Cualquier incremento de temperatura puede hacer que se alcance el punto de fusión de algunos minerales, que pasan del estado sólido al líquido.
- Disminución de la presión: La pérdida de presión sobre la roca caliente en estado sólido provoca que disminuya la temperatura de fusión de los minerales que la forman, lo que desencadena la fusión de la misma.
- Presencia de fluidos: Si se introducen agua u otros fluidos volátiles en las rocas calientes, se debilitan o se rompen las uniones entre los elementos que componen los minerales y aumenta la movilidad de estos, lo que reduce la temperatura de fusión.
Tipos de Magma
Su naturaleza química se establece a partir de su contenido en sílice:
- Magmas ácidos: Contenido en sílice superior al 65%. Su temperatura es inferior a 800 °C y su viscosidad es elevada, lo que provoca que cristalice muy cerca de los puntos de emisión; suelen tener colores claros. Se originan en límites convergentes entre placas (ej. granito).
- Magmas intermedios: Contenido en sílice entre el 65% y el 52%. La temperatura varía entre 950 y 1200 °C y su viscosidad es inferior. Se originan por la acción de magmas más básicos con rocas ácidas de la corteza (ej. andesíticos).
- Magmas básicos: Contenido en sílice entre el 52% y el 45%. Su temperatura se sitúa entre 900 y 1200 °C. Su viscosidad es baja y poseen la fluidez necesaria para alcanzar la superficie terrestre; son de colores oscuros (ej. basaltos). Aparecen en límites divergentes de placas.
- Magmas ultrabásicos: Tienen menos del 45% de sílice. La temperatura es superior a los 1200 °C y presentan una baja viscosidad.
Evolución de los Magmas
La diferenciación de los magmas en la cámara magmática comprende los procesos que permiten que un fluido magmático cambie y se transforme en otro diferente. Los principales mecanismos son:
- Cristalización fraccionada: Tiene lugar cuando en el interior de una cámara magmática se produce la formación de algunos minerales que cristalizan a una determinada temperatura.
- Asimilación magmática: Cuando el fundido original entra en contacto con las rocas de la cámara magmática, puede interaccionar con ellas y ver alterada su composición.
- Mezcla de magmas: Ocurre cuando, en su ascenso, un magma se fusiona con otro, modificando las composiciones químicas y propiedades físicas de ambos.
Clasificación de las Rocas Ígneas
La posición que ocupa un magma en la corteza se denomina emplazamiento. Se dividen en dos grandes grupos:
- Rocas extrusivas (volcánicas o efusivas): Son microcristalinas, carecen de cristales visibles a simple vista y tienen aspecto de vidrio (ej. basaltos, andesitas).
- Rocas intrusivas: Se forman por el enfriamiento lento del magma a distintas profundidades. Sus texturas son mosaicos de cristales bien formados. Se dividen en:
- Plutónicas: Solidifican a grandes profundidades (ej. granito, granodioritas, diorita, gabro, peridotitas).
- Filonianas: Intrusiones que solidifican en grietas a profundidad intermedia (ej. pegmatita).
6. Las Rocas Metamórficas
Las rocas metamórficas aparecen a partir de la transformación de rocas preexistentes sometidas a condiciones de temperatura y presión capaces de provocar cambios en su composición mineral sin abandonar el estado sólido.
Factores que controlan el metamorfismo
- Cambios de temperatura: El calor es el factor más influyente. Las zonas próximas a una intrusión magmática forman una aureola de contacto. Sus efectos son:
- Aumenta la velocidad y efectividad de las reacciones químicas.
- Define los campos de estabilidad de los minerales (rango entre 200 °C y 700-1000 °C).
- Cambios de presión: Debidos fundamentalmente a la fuerza litostática (peso de materiales superiores). Reduce el volumen, disminuye la porosidad y moviliza fluidos.
- Circulación de fluidos: Los cambios de presión y temperatura liberan moléculas que se mueven por las fisuras, forzando el intercambio químico (proceso de metasomatismo).
Grados de intensidad metamórfica
- Bajo grado: Temperaturas y presiones bajas.
- Grado medio: Temperaturas y presiones medias.
- Alto grado: Temperaturas altas y presiones variables.
Tipos de Metamorfismo y Clasificación
- Metamorfismo regional: Relacionado con límites de placas tectónicas (altas presiones y temperaturas).
- Metamorfismo local:
- De contacto: Por aumento de temperatura.
- De dislocación (cataclástico): En zonas de grandes esfuerzos compresivos.
- De choque: Por impacto de meteoritos.
Clasificación de las rocas metamórficas
- Rocas foliadas: Pizarras, filitas, esquistos y gneises.
- Rocas no foliadas: Cuarcitas y mármoles.
7. Las Rocas Sedimentarias
Las rocas sedimentarias proceden de la acumulación de sedimentos que sufren un proceso de litificación. Los sedimentos son partículas sólidas procedentes de la disgregación de rocas preexistentes.
Procesos de formación
A. Alteración de las rocas
- Meteorización: Alteración y descomposición de materiales en la superficie.
- Física: Procesos mecánicos (presión, temperatura) sin transformación mineral.
- Química: Reacciones químicas que generan nuevos minerales.
- Erosión: Desgaste y desaparición de materiales, desplazados por la gravedad a posiciones de menor energía potencial.
B. Transporte y Sedimentación
- Transporte: Se realiza en estado sólido (fragmentos detríticos) o en forma de iones disueltos.
- Sedimentación: Los sedimentos se depositan en ambientes sedimentarios. Las condiciones físicas, químicas y biológicas de estos lugares definen las facies sedimentarias (composición, textura, geometría y paleontología).