Rocas y Minerales: Una Introducción Completa

Una roca está hecha de material y partículas.

Aquella materia inorgánica y de partículas mínimas son los minerales. Por lo tanto, la composición y la estructura de las rocas están basadas en los minerales.

¿Qué es un Mineral?

Un mineral es una partícula que siempre se mantendrá constante. Se mantiene uniforme temporalmente, pero su estructura puede modificarse. Por lo tanto, un mineral es sólido, de origen mineral, material inorgánico y de composición estable.

¿Cómo se forma un Mineral?

Partículas –> elementos químicos –> átomos

Los átomos tienen diversas posibilidades para unirse y formar un material. Para ello, tienen que tener un orden interno (colocación de los átomos), es decir, tienen que tener una estructura cristalina interna para que se creen “cristalitos” para que haya una forma definida. Aquella forma cristalina puede ser de diversas formas (cubos, columnas), pero para que se formen, tienen que pasar por diferentes condiciones para que se encuentren en “tranquilidad”.

• Reposo: Durante este proceso el mineral no puede estar expuesto a diversos nuevos elementos químicos constantemente, tiene que reposar para que sus condiciones químicas no se alteren y se mantengan estables.

• Espacio: Lugar para que el mineral se genere.

• Tiempo: Periodo de millones de años que es complicado que se cumpla, ya que puede ser perturbado por diversas condiciones.

Ya sabemos que los minerales presentan estructura interna y se manifiestan externamente.

• Mineraloide: Si el mineral no ha pasado por las tres condiciones como es debido, no hay manifestación externa, es decir, solo tienen estructura interna, pero la externa no es como debe ser. Estructura cristalina regular.

• Materia amorfa: No hay estructura interna, ni externa. No tiene estructura cristalina.

Clasificación de la Estructura Cristalina de los Minerales

• Polimorfo: Mineral que tiene la misma composición química, pero presenta diferentes estructuras cristalinas dependiendo de las condiciones de formación como la presión o temperatura. Es decir, puede adoptar varias formas cristalinas sin cambiar su composición química.

Ejemplo: grafito y diamante, los dos tienen la misma composición química, pero la forma externa varía.

• Isomorfos: Mineral que tiene diferente composición química, pero presentan las mismas estructuras cristalinas debido a que sus átomos o iones tienen tamaños similares.

Ejemplo: halita y galena tienen misma estructura, pero diferente composición química.

Mineraloide y materia amorfa no son lo mismo que polimorfos e isomorfos. Estos primeros no tienen estructura regular (desordenada), mientras que los segundos, sí tienen estructura regular (ordenada).

Clasificación de los Minerales Según su Composición Química

Se clasifican según la composición química:

• No silicatos: Grupo de minerales que no presenta en su composición el SiO4, sino que se componen de dos elementos químicos diferentes. Es un elemento químico puro que hace combinaciones cubriéndose solo con el mismo.

Silicatos: Grupo de minerales que contienen (Si) y (O) principalmente en su estructura. Se pueden hacer diversas combinaciones con esto.

Clasificación de los Minerales Según sus Propiedades

• Brillo: Aspecto que presenta la superficie del mineral cuando refleja la luz (metálico, vidrio…)

• Conductividad: Mineral que transmite la corriente eléctrica.

• Color: El color del mineral no es el de su superficie, hay que rascarlo para hacer una raya. El color es el color de la raya.

• Densidad: Relación entre la masa del mineral y volumen que ocupa.

• Fractura: Rotura de un mineral a lo largo de una superficie irregular (laminas…)

• Dureza: Resistencia que ofrece la superficie de un mineral al ser rayado. (yeso, diamante…)

• Magnetismo: Los elementos que están dentro del mineral orientan su campo magnético.

• Transparencia: A menudo que aparecen impurezas pierden transparencia (transparente, opaco, translúcido).

Rocas

Ciclo de las Rocas

1º Hace 4,5 millones de años la superficie de la tierra era caliente. Fundió minerales y rocas formando el magma. A medida que se fue enfriando, el magma se solidificó y dio lugar a las rocas magmáticas/ígneas.

Las rocas magmáticas sufren un proceso de meteorización (viento, agua, hielo, descomposición) que va a dar a pequeños fragmentos que se acumulan, se compactan y se cementan, rocas sedimentarias.

La roca magmática o sedimentaria se puede encontrar ante altas temperaturas y presiones. No se derrite, pero su estructura externa varía. Roca metamórfica.

Las rocas metamórficas pueden pasar por un proceso de meteorización fundirse, y pasar a ser magma creando nuevamente las rocas magmáticas.

Esta es una idea principal del ciclo de las rocas, ya que tanto la magmática, la sedimentaria y la metamórfica, se pueden fundir, crear magma y que el ciclo empiece de nuevo.

Van a tener la misma composición química, pero su estructura externa varía.

Rocas Magmáticas

Son las rocas formadas por el enfriamiento y solidificación de un magma.

Este magma se genera debido a los procesos geológicos que relacionan las temperaturas elevadas que permiten la fusión del magma y el movimiento tectónico que provoca la disminución de la presión, y finalmente la entrada del agua.

Depende de la composición química del magma y el lugar en el que se han generado:

• Rocas plutónicas: Originadas en profundidad por un enfriamiento lento (interno, intrusiones magmáticas, minerales grandes).

• Rocas volcánicas: Originadas en la superficie por un enfriamiento rápido (formación de minerales pequeños).

Conceptos Clave

1. La cámara magmática es un depósito subterráneo de magma que se encuentra dentro de la corteza terrestre. Esta se forma cuando el magma asciende desde el manto a otras zonas y se acumula en una cavidad. Por otro lado, la roca caja es la que rodea la cámara magmática y puede ser cualquier tipo de roca (magmática, metamórfica, sedimentaria).

2. La diferenciación magmática es el proceso mediante el cual un magma original se va transformando en magmas de diferente composición que da lugar a distintos tipos de rocas. Es decir, ocurre por la diferencia de densidad entre los minerales.

   1. Cristalización fraccionaria. A medida que el magma se enfría, los minerales cristalizan en un orden específico (serie de Bowen).

      Los minerales con punto de fusión alto se cristalizan primero y los minerales con punto de fusión bajo cristalizan más tarde.

   2. Diferenciación gravitatoria. Los minerales con punto de fusión alto son más densos y por eso se acumulan en el fondo de la cámara, mientras los gaseosos quedan arriba.

3. Transporte gaseoso. Los que tienen punto de fusión bajo y estén a temperaturas tan altas se convierten en gases y se acumulan arriba (en el techo). Al chocar el magma caliente, con el techo algo más frio, estos se solidifican y cristalizan. Los gases no cristalizan, influyen en la cristalización de otros minerales.

4. Asimilación. El magma va a ir fundiendo la roca caja y va a ir añadiendo componentes al magma, es decir, la composición se contamina por la roca caja.

5. Mezcla de magmas. Dos magmas con composiciones diferentes pueden encontrarse y mezclarse. Esto da lugar a un magma con una nueva composición afectando al tipo de roca que se formará.

Enfriamiento de las Rocas Magmáticas

El nivel de enfriamiento de las rocas magmáticas está directamente relacionado con el tiempo: cuanto más tiempo tienen para enfriarse, más desarrollan sus características. Hay distintas composiciones de rocas dependiendo del tiempo y de su punto de fusión:

A alta temperatura alto punto de fusión, a media temperatura medio punto de fusión y a baja temperatura bajo punto de fusión.

Esto da lugar a diversas rocas:

• Punto de fusión y temperatura: alta se solidifican más lento y son textura gruesa, media se solidifican normal y con textura intermedia, baja se solidifican más rápido y con textura fina.

• Diferenciación textual/tamaño. Tamaño de los cristales formados durante el enfriamiento.

• Diferenciación en cuanto a oscuras y claras: depende de la cantidad de Fe que tengan. Oscuras (mucho hierro y más densas), claras (poco hierro y más ligeras).

Disposiciones

• Verticales = diques = estructuras estrechas de roca magmática que atraviesa estratos. Se forman cuando el magma asciende verticalmente y se enfría debido a que está en contacto con otras capas, su enfriamiento es más rápido en los bordes, pero el interior se mantiene caliente.

• Horizontales = gills = estructuras magmáticas que se forman cuando el magma se infiltra entre las capas horizontales de rocas preexistentes. Son delgadas y planas, y el magma se solidifica en una posición paralela a las capas de roca que lo rodean.

• Lopolito = estructura magmática que se forma cuando el magma se acumula en una cámara magmática (subterránea) y debido a su presión, hunde las capas de la roca sobre él. Estos se caracterizan por tener una forma cóncava o en curva. Están formados por un magma que se mueve de manera más vertical hacia abajo y hacia los lados.

Rocas Metamórficas

De la transformación de una roca preexistente que se ve sometida a variaciones de presión y temperaturas.

Proceso isoquímico –> Asimismo después de esas variaciones la roca no cambia su composición química, pero modifica su apariencia.

El metamorfismo ocurre siempre en estado sólido, por tanto, si se llega a fundir ya no es metamórfica.

Por otro lado, hay diversas variaciones de presión y temperatura que van a generar distintas rocas metamórficas dependiendo de su valor:

• Bajo grado presión y temperatura = menos cambio.

• Alto grado de presión y temperatura = más cambio.

Transformaciones Metamórficas

• Polimorfos: Un mineral cambia su estructura cristalina, pero no su composición química.

• Reorientación: Cambio de la orientación de los minerales dentro de la roca debido a la presión que experimenta.

• Recristalización: Proceso por el cual esos minerales dentro de la roca crecen o se reorganizan debido a las condiciones de temperatura y presión sin que la roca llegue a fundir.

• Metasomatismo: Cambio y sin intervención externa, cambios debido a la presión y temperatura.

Tipos de Metamorfismo

Predomina la presión que la temperatura:

Metamorfismo regional: Es el resultado de la actuación de la presión y la temperatura, afecta a zonas exteriores de la corteza terrestre especialmente en la base de la corteza continental, ya que las rocas metamórficas se encuentran sobre todo en aquel lugar, debido a que soportan el peso es decir la presión de las capas superiores. Por otro lado, la corteza oceánica no experimenta el mismo nivel de presión que la corteza continental y por tanto esto hace que no sea tan metamórfica como la base continental. Asimismo, las rocas de la base de los continentes están sometida a gran presión provocadas por el peso de las capas superiores y la temperatura elevada debido al proceso tectónico. Como resultado, aquellas rocas se convierten en metamórficas.

Predomina la temperatura que la presión.

Metamorfismo de contacto: Ocurre cuando un magma entra en contacto con una roca caja. Esta no se funde, pero el magma la calienta de forma significativa (asimilación). Alrededor de la intrusión se genera Aureola de contacto, que es una zona donde las rocas sufren transformaciones debido al calor del magma, pero sin llegar a la fusión. Aquella zona está formada por rocas metamórficas que resultan tras la acción del calor.

Predomina la temperatura y la presión.

Metamorfismo hidrotermal: Ocurre cuando fluidos calientes cargados de minerales disueltos, circulan a través de rocas alterándolas químicamente sin llegar a fundirlos. Está relacionado con los fluidos hidrotermales.

Agua. Los relieves no serán los mismos cuando el agua está fría o sólida. El agua, tanto el aire, son fluidos.

Hielo. Masa sólida. El hielo se crea por la combinación de la nieve junto con la compactación por presión.

Cuando se mueve genera rozamiento.

El hielo genera un paisaje gracias a la erosión, sedimentación y transportación.

En función del tamaño y la ubicación del hielo puede haber GLACIARES DE RASQUETE o los GLACIARES DE MONICUHA (más pequeño y situado en valles).

Modelo glaciar: Proceso mediante el cual los glaciares transforman el paisaje a través de su movimiento y acción sobre el modelo. A medida que los glaciares avanzan generan diversos modelos.

1. Acumulación de la nieve en esa zona alta de la montaña, con el tiempo se compacta y se genera el hielo. Seguido de esto el hielo presenta un deshielo en su base debido a la presión generada por su propio peso, esto hace que avance.

1. Este movimiento progresivo hace que el hielo se salga de la cuenca y comience a caer despacio por la montaña generando la lengua glaciar (dos lenguas se pueden combinar).

2. A medida que avanza el hielo comienza a erosionar las rocas y el terreno por donde pasa, actuando así sobre la roca y la superficie.

3. Los fragmentos de roca que se desprenden quedan atrapados en el glaciar y son transportados por él. Este transporte es fundamental.

5. Cuando el glaciar se mueve lentamente pierde energía especialmente cuando llega a zonas cálidas empieza a derretirse y los materiales que lleva consigo se van acumulando en el terreno. Este proceso de acumulación parece formar diversas estructuras como son así las monenas.

Monenas: Depósitos de material que el glaciar deja a su paso.

• Monena lateral: Son las que llevan los materiales por los lados.

• Monena central: La marca de la Unión de las dos lenguas.

• Monena de frente glacial: Los sedimentos acumulados al final de un glaciar a la hora de derretirse.

¿Dónde sucede la erosión, sedimentación y transporte?

• Erosión: Sucede en la Cuenca inicial en la parte superior de la montaña, donde se genera glaciar. El pico glaciar es aquella Cuenca, que se forma debido a la erosión que realiza el glaciar sobre las rocas de aquella zona.

• Transporte: Descenso de una lengua glaciar por un Valle. Es el recorrido por donde pasa la lengua.

• Sedimentación: La acumulación de los materiales debido a la pérdida de la energía por el calor monena.

Agua Líquida

• Cauce: Lugar por donde pasa el agua (importa el material).

• Caudal: Cantidad de agua que lleva (importante, para agua) (puede variar).

• Temporal: A veces lleva agua. (Torrentes, aguas de arroyadas).

• Permanente: Siempre lleva agua (río).

Río

Cauce fijo, caudal permanente (varía según la estación).

Curso alto: La gravedad influye en la fuerza del río y su velocidad. Este curso está encañonado entre rejas, cauce rocoso. En él predomina la erosión ya que hay más fuerza. El agua suele ser más transparente por el transporte elevado y por la fuerza del agua.

Curso medio: El transporte sucede durante todo el recorrido, pero no transportar los mismos materiales, ya que la fuerza varía. Empieza a reciclar “S” mercurios, ya que es un recorrido por una zona de menos gasto de energía en la que se produce erosiones y de ambientación. El agua va en línea recta y choca contra otra superficie, donde habrá más velocidad y más fuerza, genera erosión, arranca materiales y termina donde hay menos velocidad y fuerza, se depositan sedimentación. Los meandros no son fijos ya que la zona de erosión y sedimentación aumenta.

Meandros

Los meandros son curvas que forma un río en su cauce cuando fluye a través de terrenos planos o de baja pendiente. Se forman debido a la erosión y sedimentación del río.

1. Se genera una grieta en la corteza oceánica.

2. El agua se mete en la grieta, se calienta y como hay mucha presión vuelve a salir.

3. Cuando el agua sale, lo que hace es disolver a la roca que se encuentra dentro del magma. Al salir, se encuentra con el agua fría del océano y provoca que los materiales disueltos se acumulen alrededor de la grieta.

4. Con el tiempo se generan las chimeneas hidrotermales debido a la constante precipitación de minerales. Las rocas metamórficas pueden estar formadas por el calor y la presión del agua caliente. Por lo tanto, las rocas originales del mando se alteran a nuevas formas debido al contacto con fluidos calientes, creando rocas metamórficas dentro de la chimenea.

   Polimorfos.

   Minerales índice –> gracias a estos minerales se indican las condiciones por las que ha tenido que pasar para que se formen esos minerales.

Dos Grandes Grupos de Rocas

Presión:

• Foliadas: Roca metamórfica formada por presión, se produce una reorientación de los minerales. Asimismo, cuando hay más presión las láminas se pueden ver mejor, mientras que si hay menos están más nítidas. Cuando la presión aumenta, hay cierto aumento de temperatura.

Temperatura:

• No foliadas: Recristalización de los minerales. Al calentarse dejan de tener su misma estructura.

Roca Sedimentaria

Son las rocas que se generan debido a la unión de los fragmentos (clasio) junto con el cemento.

¿Cuál es el origen de los clastos?

Meteorización de otras rocas.

La erosión genera los fragmentos, el transporte puede modificar los fragmentos, la sedimentación acumula los fragmentos –> se acumulan en la cuenca sedimentaria. La propia acumulación genera compactación.

Diagénesis

Proceso de formación de rocas sedimentarias, que incluye la sedimentación, compactación, disolución y cementación.

1. Cuando llueve, el agua se infiltra entre los sedimentos depositándolos en la cuenca.

2. Como los sedimentos se fragmentan, hay algún material soluble que se disuelve.

3. El agua junto con esos materiales disueltos, los reparte entre los fragmentos.

4. Deja de llover, el agua se evapora, los sedimentos se quedan y el resto de sedimentos se cristalizan. Estos actúan de cemento. Los clastos quedan unidos por los elementos disueltos que actúan como cemento.

Clasificación de las Rocas Sedimentarias

Según el tamaño del clasto y su forma.

3 procedencias:

• De otra roca (va rodando, se cae, se rompe) (detríticas (conglomerado, arenisca, arcilla).

• Evaporación (evaporíticas).

• Origen orgánico (orgaicos).

De otra roca: el clasto proporciona información sobre lo que ha ocurrido e indica la energía sobre la que se ha formado. Para que se formen los clastos redondos hace recorrido, mucha erosión previa. La roca se ha fragmentado debido a la energía del transporte. Para que se formen con picos no hace recorrido, es una roca grande que se ha fragmentado, seguramente se ha formado por el mismo en el mismo lugar ya que no presenta relieve de previos choques.

Evaporación: primero entra en el agua en un saliente, es decir, es un espacio cerrado y después está cerrado por la arena una vez encerrado, el agua al contener minerales y el agua al evaporizarse con el tiempo, se cristalizan aquellos minerales disueltos y forman rocas evaporíticas.

Orgaicos: Provienen de restos vegetales o animales que se acumularon en pantanos, con el tiempo la presión y la temperatura convierten la turba en diferentes tipos. Durante este proceso, ocurre la mineralización donde las moléculas orgánicas se transforman en inorgánicas.

Procesos Internos

Estructura interna, subducción y dorsales, rocas magmáticas y metamórficas.

Procesos Externos (Superficie)

Elementos que forman = son un resultado de procesos. Modifican.

Formación

• Orogénesis: Formación de cordilleras por el muto de las placas.

• Magmatismo: (Volcán) –> diferentes intrusiones.

• Fuerzas tectónicas: (Pliegue de estratos).

Modelado

Gliptogénesis

• Meteorización: Proceso de transformación de las superficies, es la que inicia el proceso de transformación (In situ):

  • Física: No cambia de composición, solo cuando rompo algo, altero su apariencia.

  • Química: La composición si cambia, generan un nuevo producto a través de reacciones químicas.

Física

• Presión: Puede romper la superficie por el aumento o el descenso de presión.

• Aumento de presión: Gelificación y Haloclastia.

• 1. Roca con rotura 2. Se cuela agua 3. Se enfría 4. Aumenta la presión y la roca se rompe (Gelificación).

• 1. Roca en la playa 2. Se cuela agua salada 3. Roca se rompe por efecto de sales (Haloclastia).

• Disminución de presión (descompresión).

• 1. Roca en montaña 2. Formación roca plutónica 3. Erosión montañosa y disminución de presión 4. Fracturas (Descompresión).

• Mixto: Termoclastia y Abrasión Eólica.

• 1. Granito (minerales blancos y negros) –> negros absorben más energía y aumentan su tamaño, empujan y rompen la roca. (Termoclastia), por lo tanto, la roca se rompe por la presión ejercida por los minerales oscuros al calentarse más que los claros. Ocurre en cualquier roca que tenga minerales de distinto color.

• 1. Entorno de rocas pequeñas que son movidas por el viento y chocan con lo que se encuentran y van desgastando rocas más grandes. Por lo tanto, la abrasión eólica es el desgaste realizado por el impacto de fragmentos muy pequeños contra una superficie.

• Seres vivos: Hay seres vivos que debido a su actuación alteran de forma física a la roca y la “rompe”.

Química

• Hidratación: Los minerales que yo tengo se van a combinar con el agua.

• Hidrólisis: La molécula de agua entra en el mineral y transforma las otras moléculas, rompiendo la roca.

• Carbonatación: Se añade carbono a la roca (una sustancia).

• Disolución: El agua se mezcla con una sustancia y la separa (oxistalización).

• Oxidación: La sustancia se mezcla con oxígeno.

• Biológica: Los animales generan sustancias, ya que cuando se descomponen, aquellos elementos químicos pueden reaccionar con la roca.

Modelado

Es la transformación de la superficie, pero para que suceda tiene que haber una serie de procesos. Uno de aquellos procesos es la meteorización que genera materiales y que ocurre “in situ”. Así mismo aquel proceso está relacionado con los diversos agentes geológicos externos.

Agentes Geológicos Externos

• Los principales agentes son el agua y el sol. El agua en todos sus estados. Aparte de estar relacionado con la meteorización, pueden estar (en comparación con las rocas) en movimiento, debido a la actuación del Sol y de la gravedad. Por otro lado, el sol y la gravedad pueden actuar de diversas maneras, ya que pueden generar (erosión, transporte y sedimentación).

  Viento

  • Cuando el aire está en nulo, genera el viento.

  • El viento puede tener diversas velocidades y por lo tanto distintas densidades.

  • Si tiene fuerza suficiente, transportar los materiales (generados por meteorización) y los mueve de lugar a pesar de ello, para que aquellos materiales se muevan, depende de la fuerza del viento y de la intensidad del viento.

  • Dependiendo del tamaño las partículas podrán estar en:

  • Suspensión: Partícula pequeña, viento débil.

  • Saltación: Partícula media, viento medio.

  • Reptación: Partícula grande, viento fuerte.

  • Debido a eso se produce la nirsa.

Valle en V: Tiene mucha fuerza y poco caudal, va arrastrando materiales y genera un valle en V debido a la erosión.

Curso bajo: Se sedimentan los materiales debido a la menor fuerza y velocidad del río, se pueden acumular en la desembocadura. Si se acumulan mucho, generan zonas muy fértiles. El agua está más sucia debido a que está agitada por los diversos materiales que ha ido arrastrando, también se pueden generar marismas, es decir, el agua del mar entra dentro de la desembocadura del río.

Torrentes

Cauce fijo, caudal irregular, cae el agua y cuando llega a un sitio plano se extiende.

• Zona de recepción: Erosión.

• Canal de desagüe: Transporte.

• Abanico aluvial: Sedimentación.

Se va perdiendo energía y se produce un grano selección (selecciona por tamaños los materiales) los bloques más grandes los encontramos por la zona A, mientras que a partir de la zona A a B los materiales van disminuyendo el tamaño.

Aguas de Arroyada

Se producen en un terreno de rocas sedimentarias, cuando comienza a llover en un terreno sedimentario y heterogéneo, van a comenzar a formarse surcos por la erosión que va arrastrando material por el suelo y de las rocas que suelen ser más blandas.

Terreno Calizo

Roca de carbonato cálcico, cuando llueve el agua cae por el aire y por lo tanto estos dos se mezclan, de tal manera que se junta el H2O

con CO2 generando el ácidocarbónico que disuelve a la caliza.