viernes, 14 de febrero de 2014

MINERALES Y CRISTALES

La imagen muestra un trozo de cuarzo. El cuarzo es óxido de silicio. Si lo viéramos por dentro apreciaríamos una estructura donde los átomos de silicio y oxígeno están ordenados.


La materia que tiene sus átomos, moléculas o iones ordenados se le llama materia cristalina.
Si viéramos la estructura interna del vidrio, que también está formado por silicio y oxígeno, se aprecia que los átomos no están ordenados. Se trata de materia amorfa o vítrea. El ámbar, la porcelana, el vidrio, son ejemplos de materia amorfa.
En la naturaleza predomina la materia mineral. Los huesos, los dientes, las conchas de los moluscos y los copos de nieve están formados por materia cristalina.
Los minerales están constituidos por materia cristalina. Para elaborar la definición de mineral volvamos a ver la imagen del cuarzo y respondemos a las siguientes cuestiones:
- ¿Es sólido, líquido o gaseoso?
- ¿Es natural o artificial?
- ¿Es orgánico o inorgánico?
- ¿Es homogéneo o heterogéneo?
- ¿Tiene estructura cristalina o amorfa?

Ahora elaboramos la definición:
Mineral es un cuerpo...


¿QUÉ DISTINGUE A UN MINERAL DE OTRO?
Dos son los factores que permiten diferenciar a un mineral de otro.
- La composición química: la halita es cloruro de sodio (Na Cl), el diamante está formado por carbono, el cuarzo por silicio y oxígeno.
- La estructura cristalina: los minerales cristalizan según diferentes sistemas (cúbico, octaédrico, bipirámide hexagonal, etc.).

MINERALES ISOMORFOS Y POLIMORFOS
Los minerales que poseen la misma estructura cristalina pero diferente composición química son isomorfos. Este es el caso de la halita (cloruro de sodio) y la galena (sulfuro de plomo) que cristalizan en forma de cubo.



Los minerales que poseen la misma composición química pero cristalizan de forma diferentes son polimorfos. Diamante y grafito son polimorfos. Calcita y aragonito son otro ejemplo de minerales polimorfos. Su composición es la misma, carbonato de calcio.





ACTIVIDADES

1. ¿Por qué no es correcto llamar cristal al vidrio de las ventanas?
2. Justifica por qué no se consideran minerales el ámbar, la concha de los moluscos, la cáscara del huevo de las aves, la porcelana y los huesos.
3. La halita es blanca, transparente, poco densa y soluble en agua. La galena es gris metálico, muy pesada e insoluble en agua. ¿Por qué tienen propiedades tan distintas si poseen la misma estructura cristalina?
 
4. El oxígeno constituye el 47% en peso de la corteza terrestre. ¿En qué clase de minerales entra a formar parte el oxígeno?
5. ¿De qué minerales se extraen los metales aluminio, hierro, plomo y cobre?
6. ¿Qué mineral es conocido por poseer birrefrigencia? ¿Qué otra propiedad característica tiene? Nombra un mineral polimórfico de este.
7. ¿Conoces algún mineral que posea magnetismo? ¿Y que conduzca bien el calor y la electricidad?
8. ¿Cómo se llama la propiedad de algunos minerales de formar láminas? ¿Y la de formar hilos muy finos?
9. ¿Qué diferencia hay entre exfoliación y fractura? Pon un ejemplo de un mineral que tenga exfoliación.

10. ¿Qué propiedad de los minerales se mide con la escala de Mohs? ¿En qué consiste esta propiedad?
11. A, B y C son tres minerales de la escala de Mohs. A raya a B pero no a C. La fluorita raya a B pero no a A. La dureza de C es el doble de la de B. ¿De qué minerales se trata?
12. ¿Se puede considerar el hielo de los glaciares un mineral? Razona la respuesta.

CRISTALIZACIÓN

Se llama cristalización al proceso de formación de un cristal.
En la naturaleza la cristalización se puede producir de tres maneras:
A) Sublimación de gases: es la forma menos frecuente. Consiste en la formación de un cristal por enfriamiento brusco de un gas. Es el caso del azufre que se forma alrededor de las solfataras, un tipo de fumarolas volcánicas ricas en azufre, que se desprenden en la erupción de algunos volcanes.


B) Por precipitación de sales disueltas cuando se evapora el agua que las contiene. Así se forman la sal común y el yeso.


C) Por enfriamiento de un magma: es el caso más frecuente. A medida que baja la temperatura van cristalizando los minerales con el punto de fusión más altos y después los de punto de fusión más bajos.

 
A veces los cristales crecen en el interior de cavidades de rocas y dan lugar a bonitas formaciones llamadas geodas.
 
Para que se forme un cristal se necesita espacio y tiempo.
Cuando un magma se enfría lentamente los minerales tendrán más tiempo de formar caras planas. Si el enfriamiento es rápido, como sucede al salir la lava a través de un volcán, es posible que incluso no lleguen a formarse cristales o que se sean microscópicos.
Los primeros minerales que cristalizan al enfriarse un magma (los de punto de fusión más elevados) podrán formar cristales de gran tamaño (fenocristales) y los demás tendrán que ir ocupando los huecos que dejan estos, formándose cristales pequeños e irregulares.


miércoles, 23 de octubre de 2013

ACTIVIDADES CON ROCAS

ACTIVIDADES CON ROCAS SEDIMENTARIAS



Observa la foto de la roca y contesta:
a) ¿Su aspecto es homogéneo? Señala en ella los clastos y el cemento.
b) ¿De qué tamaño son sus clastos?
c) ¿Crees que sus clastos se han desgastado mucho por la erosión? ¿Por qué? ¿Son gravas o guijarros?
d) ¿De qué tipo de roca sedimentaria se trata?

Compara estas dos rocas e indica las diferencias que encuentras entre ellas:














Observa esta roca:




a) ¿Qué tipo de organismos aprecias en la roca?
b) Elabora una hipótesis sobre la formación de esta roca


Después de estudiar las rocas sedimentarias, completa la tabla siguiente:




ACTIVIDADES CON ROCAS MAGMÁTICAS

A continuación aparecen las imágenes de dos rocas magmáticas: el granito y el basalto.



En relación al granito, responde a las siguientes cuestiones:

a) Describe su aspecto. ¿Ves cristales en ella? ¿De qué tamaño?

b)¿Qué tipo de textura tiene? (busca en el apartado Rocas de este blog) ¿Por qué?

c) ¿Qué tipo de roca magmática es? ¿Por qué?

d) ¿De qué minerales está formado? Identifícalos.


En relación al basalto, responde a las siguientes cuestiones:

a) Describe su aspecto.

b) ¿Ves cristales? ¿Qué tamaño tienen?

c)  ¿A qué tipo de reocas magmáticas pertenece? ¿Por qué?


Mira esta roca:


Es la obsidiana.

Responde:

a) Describe su aspecto.

b) ¿Por qué crees que la llaman el espejo de los incas? ¿A qué te recuerda su brillo?

c) ¿Tiene cristales? ¿Qué textura tiene? Búscalo en el apartado Rocas, de este blog.

Describe el aspecto de esta roca:


a)  ¿A qué se deben los orificios que aparecen en ella?
b) ¿Cómo se habrá formado esta roca?
c) ¿Cómo se llama?



 Vamos a trabajar con rocas magmáticas. Busca en la bandeja la sienita, la aplita y la lava vacuolar.
La sienita tiene textura holocristalina, la aplita presenta textura porfídica y la lava vacuolar es de textura vítrea.










Relaciona cada textura con su formación (lenta en el interior de la tierra, rápida en la superficie o brusca).

¿Puedes identificar algún mineral en alguna de ellas?


ACTIVIDADES CON ROCAS METAMÓRFICAS

Fíjate en estas cuatro rocas:


 



Identifícalas.

Fíjate en su textura. Puede ser granuda, en láminas o ambas cosas.

a) Indica la textura de cada una.
b) ¿Cuáles se habrán formado por metamorfismo de alta presión? ¿Por qué?
c) ¿Cuáles se habrán formado por metamorfismo de alta temperatura? ¿Por qué?
d) ¿Cómo explicas la presencia de fósiles en las pizarras si se forman por metamorfismo?
e) ¿Cómo distinguirías la cuarcita del mármol?


Compara estas dos rocas:




 ¿Qué diferencias aprecias entre ambas? ¿Cómo se ha formado cada una?


Después de estudiar las rocas metamórficas completa el esquema:

 Caliza ---------------→

Arenisca ----------------→



Arcilla ----------------→













lunes, 14 de octubre de 2013

LAS ROCAS. EL CICLO DE LAS ROCAS.

Las rocas se clasifican según su origen en sedimentarias, magmáticas o ígneas y metamórficas.
 
LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
Cuando los productos resultantes de la destrucción de la roca por los agentes geológicos externos (agua, viento, hielo) son transportados. el material puede ser abandonado formando depósitos superficiales o sedimentos. Los sedimentos se depositan en capas horizontales llamadas estratos.


 
 
Las rocas sedimentarias proceden de la consolidación y compactación de los sedimentos (Diagénesis).
Por tanto, una roca sedimentaria es el resultado de un proceso de sedimentogénesis (meteorización, transporte y sedimentación) seguido de una etapa de diagénesis (cementación y compactación).

 


 
Las rocas sedimentarias también se llaman exógenas ya que proceden de materiales de origen externo, debido a la acción del viento, ríos, glaciares, etc.

Características de las rocas sedimentarias:
- Aparecen formando capas o estratos, correspondientes a una etapa de sedimentación.
-Algunas pueden contener fósiles (restos de seres vivos extinguidos o huellas de su actividad biológica).
 
 Las rocas sedimentarias pueden ser de varios tipos según el origen de los sedimentos que las forman:
 
A) Rocas detríticas: están formadas por restos o detritos de otras rocas. Sus sedimentos se llaman clastos. En las rocas se distinguen los clastos, la matriz y el cemento natural que une los clastos. Según el tamaño de los clastos se clasifican en :
1. Conglomerados: sus clastos se llaman cantos y son de tamaño superior a 2 mm. Si no están cementados se llaman gravas, si son redondeados, y guijarros, si son angulosos. Las gravas compactadas forman pudingas y los guijarros compactados forman brechas.
La forma de los clastos indica el ambiente sedimentario y la distancia recorrida en el transporte. En la brecha la distancia es corta y en la pudinga, el transporte pulió las aristas.

 
 
 PUDINGA
 
 
 
 BRECHA
 
La tillita es una roca tipo conglomerado cuyos clastos son de origen glaciar. 
2. Areniscas: sus clastos son arenas y tienen un tamaño entre 0,1 y 2 mm. Son ásperas al tacto y rayan al vidrio.

 
3. Arcillas o pelitas:

 proceden de la cementación del polvo de arcilla, limo, ciego o fango. Son blandas y plásticas, se desmenuzan fácilmente y en contacto con agua forman barro. Sus clastos oscilan entre 1 y 100 micras.



 
 
 
B) Carbonatadas (calizas y dolomías) : formadas por calcita o dolomita, producen efervescencia con ácido y se rayan con un cortaplumas.
Algunas de estas rocas tienen un origen orgánico ( restos de esqueletos o caparazones de seres vivos), como las calizas nummulíticas del Eoceno o las encrinitas (acumulación de esqueletos de equinodermos crinoideos) o físico-químico y bioquímico como las calizas oolíticas y pisolíticas formadas por precipitación química, o el travertino, formado por precipitación química en agua dulce del bicarbonato disuelto, originando estalacticas, estalagmitas y columnas con veteados concéntricos.

 
Caliza oolítica
 
 
Travertino
 

C) Evaporitas: se forman por precipitación química de sales al evaporarse el agua que las contenía en lagunas o mares superficiales. Son el yeso (sulfato cálcico), la sal gema (halita) y la silvina (sulfato potásico).

    
SILVINA

 
D) De origen orgánico: de gran contenido en carbono e hidrógeno, son blandas, ligeras y combustibles. Incluye los carbones y el petróleo.
 
 El carbón se origina por descomposición de restos vegetales ( hojas, maderas, cortezas) que se acumulan en zonas húmedas (una laguna, la orilla de mar, etc.), de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo, cubiertos por el agua y los sedimentos y por lo tanto, protegidos del aire que los destruiría. Comienza así una lenta transformación por la acción de unas bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono, mientras que los restos se van cubriendo de sedimentos y va aumentando la temperatura.
 
Según la riqueza en carbono, los carbones se clasifican en:
 
- Turba, de formación reciente, se aprecian en ella los restos de vegetales. Se desmenuza con la mano.
-Lignito (Mesozoico y Terciario), es de color pardo.
- Hulla (Carbonífero): es el carbón más abundante y un importante combustible para uso doméstico, transporte e industria.
- Antracita: se forma a partir de la hulla por metamorfismo de baja intensidad. Es dura, de color negro y brillo semimetálico. Es el carbón con mayor contenido en carbono.
                                                                         
   Lignito


Hulla

El petróleo es un líquido espeso, viscoso y oscuro, mezcla de hidrocarburos. Procede de la descomposición por bacterias de restos de organismos marinos sepultados en el fondo del océano por cienos y arenas y transformados por diagénesis en margas y arenas. Pulsa aquí para estudiar cómo se lleva a cabo una extracción petrolífera.
 
 

 
 
 

Después de estudiar las rocas sedimentarias, como repaso puedes ver este fragmento del vídeo Gea y las rocas. Pincha aquí.

 
 LAS ROCAS MAGMÁTICAS Ó IGNEAS
Proceden del enfriamiento de un magma (mezcla de silicatos fundidos que contienen volátiles que se origina en el interior de la Tierra).

Según dónde se produzca el enfriamiento hay tres tipos de rocas magmáticas:

A) Si el enfriamiento se produce en el interior de la Tierra, se trata de rocas plutónicas.



Afloramiento de granito en el valle de los Pedroches
 

B) Si el enfriamiento se produce en el exterior, las rocas formadas se llaman volcánicas.

Rocas volcánicas en el Teide
 

C) Si el enfriamiento se produce en una grieta o dique, las rocas son filonianas.
 




 
 
 
Las rocas magmáticas se caracterizan por su textura, que es el aspecto y  disposición de los minerales que la constituyen. Cuando la temperatura de un magma desciende, los minerales empiezan a cristalizar, primero los de punto de fusión más elevado y después los de punto de fusión más bajo.
Para que un cristal desarrolle caras planas necesita dos factores fundamentales: espacio y tiempo. Si el enfriamiento de un magma es lento, se formarán cristales grandes y si es rápido, como ocurre cuando la lava sale a la superficie, es posible que ni siquiera lleguen a formarse cristales (materia amorfa) o que sean microscópicos.
Los minerales que cristalizan primero llegan a formar grandes cristales (fenocristales) y los demás, cristalizan en los huecos que van quedando, dando lugar a cristales de menor tamaño e irregulares.

Pulsa aquí para ver el proceso de cristalización de un magma.
 
Las rocas ígneas presentan diversos tipos de textura:
 
-Textura granuda: Todos los minerales tienen un tamaño medio-grande y son visibles a simple vista. Debido al tamaño de los minerales estas rocas suelen tener un aspecto brillante. Es el caso de las rocas plutónicas (enfriamiento lento en profundidad) como el granito.
 
-Textura hipocristalina: Todos los minerales tienen un tamaño pequeño no siendo visibles a simple vista, sólo al microscopio. Es el caso de las rocas volcánicas (enfriamiento rápido).
- Textura holocristalina:si el enfriamiento es lento en el interior de la Tierra, hay tiempo suficiente para que las partículas de los minerales se ordenen formando granos cristalinos visibles a simple vista y tamaño uniforme. Este tipo de  textura solo lo tienen las rocas plutónicas.

-Textura pegmatítica: con cristales muy grandes, de varios centímetros. Indica una cristalización muy lenta y mucho espacio. Ejemplo: la pegmatita.
 
-  Textura porfídica: Entramado de minerales pequeños con minerales grandes dispersos. Característica de roca volcánicas como el basalto.

-Textura vítrea. Formada por una pasta homogénea amorfa. Característicos de roca volcánicas tales como la obsidiana y la pumita o piedra pómez, fácilmente reconocibles por el aspecto de vidrio oscuro de la primera y los numerosos poros creados por la desgasificación de la segunda.

 
 

Textura vítrea                       Textura porfídica                      Textura pegmatítica


textura granuda
 
 
Textura cristalina, microcritalina, porfídica, vitrea (Obsidiana y Piedra Pómez).
Fuente bajo licencia Creative Commons y dominio publico, Isla de las Ciencias, ISFTIC, Dominio Público
 



 TEXTURAS DE LAS ROCAS MAGMÁTICAS (SIMPLIFICADA)

TEXTURA

DESCRIPCIÓN

TIPO DE ENFRIAMIENTO

TIPO DE ROCA
HOLOCRISTALINA
Con granos cristalinos visibles de diferentes minerales, con un tamaño uniforme.
Lento, en el interior de la Tierra.
PLUTÓNICA
HIPOCRISTALINA
Con granos muy pequeños, apenas visibles.
Rápido, en la superficie o en el interior, en filones.
VOLCÁNICA/ FILONIANA
VÍTREA
Sin granos. Formada por una pasta o matriz amorfa, denominada vítrea.
Brusco, en contacto con la atmósfera o el agua.
VOLCÁNICA
PORFÍDICA
Con grandes cristales, denominados fenocristales dentro de una pasta vítrea o hipocristalina.
Enfriamiento lento, seguido de un enfriamiento rápido y/o brusco.
VOLCÁNICA/ FILONIANA
VACUOLAR
Con orificios o vacuolas que se producen al escaparse los gases mientras el magma se enfría y consolida. Puede aparecer con otras texturas, como la vítrea.
Enfriamiento más o menos rápido en la superficie.
VOLCÁNICA

 


Una clasificación de los distintos tipos de magmas hace referencia a su contenido en sílice. Los magmas con más de un 60% de sílice son los llamados ácidos, mientras que los que poseen menos de dicha cantidad se denominan básicos.
El ascenso de los magmas depende de sus condiciones físico-químicas (viscosidad, densidad, contenido en elementos volátiles, etc.). Los magmas ácidos son densos y viscosos, de color claro, ascienden con dificultad y retienen los gases que contiene el magma, por lo que cuando los expulsan producen erupciones violentas. Los magmas básicos, de menor viscosidad, son  de color oscuro,  ascienden con mayor facilidad que los anteriores originando coladas extensas de lava. Retienen poco los gases por lo que producen erupciones tranquilas.
 
 
 ROCAS PLUTÓNICAS:
Son las siguientes:
- Granito: posee cuarzo, mica y feldespato. Es muy ácida y de textura granuda (todos los minerales cristalizados y milimétricos).

 
- Diorita: algo más oscura que el granito y más básica (menos cuarzo).
 
- Sienita: parecida al granito pero sin cuarzo, de color rosáceo.

 
- Gabro: muy oscuro. Es básica.

 
- Peridotita: ultrabásica,  de tonos verdosos debido a su riqueza en olivino.


 
 
 
 

 

 ROCAS VOLCÁNICAS
Se forman al enfriarse la lava expulsada por un volcán.
Los productos volcánicos pueden ser sólidos, líquidos (lavas) y gases (fumarolas, solfataras).
 







Fumarolas

Las principales rocas volcánicas son:
- Basalto: de composición similar al gabro, con fenocristales de olivino.
- Riolita: de composición similar al granito con los fenocristales orientados como troncos flotando sobre la corriente de cristales pequeños.
- Andesita: roca de color claro, parecida a la pumita, pero más densa.
- Pumita o piedra pómez: roca esponjosa debido a los huecos formados al escapar los gases del magma. Flota en el agua y sirve para pulir.
- Obsidiana o vidrio volcánico: de color negro, brillo vítreo y textura vítrea. Se usa como ornamental.
















ROCAS FILONIANAS: Se forman al solidificar un magma en grietas (diques) cercanos a la superficie. Las más conocidas son:
- Aplitas: rocas ácidas, parecidas al granito pero de textura aplítica (cristales inframilimétricos).
- Pegmatitas: con enormes cristales de cuarzo y ortosa (Textura pegmatítica) y minerales de interés industrial. Su composición es similar a las aplitas.


 
Después de estudiar las rocas magmáticas puedes repasar los contenidos en este fragmento del vídeo Gea y las rocas
 
 
LAS ROCAS METAMÓRFICAS
Son el resultado del metamorfismo de otras rocas. El metamorfismo es un proceso de transformaciones mineralógicas y/o texturales que experimentan las rocas debido a cambios de presión y/o temperatura, sin llegar a fundirse. A veces, los minerales de la roca preexistente se transforman en otros más estables en las nuevas condiciones; otras veces, se produce recristalización o aumento del tamaño del grano. Los cambios de temperatura pueden producir pérdidas de agua, cambios de textura y color, etc. Los cambios de presión hacen que las rocas pierdan el agua que contienen, reduzcan sus poros y sus cristales alargados y planos se dispongan en láminas. Esa propiedad se llama esquistosidad (organización en láminas o superficies paralelas entre sí). Esta propiedad está ligada a la microestructura del material debido a fuerzas perpendiculares que permiten la reordenación de los minerales. Esto produce una propensión a la rotura en planos paralelos.
 
 
 
Las principales rocas metamórficas son:
 
- Pizarra: de color oscuro y clara organización foliácea. Procede del metamorfismo suave de la arcilla y pueden contener fósiles.
 
 
 
- Esquisto: de colores variados, resultan del metamorfismo regional de las arcillas. Tiene foliación.
 
 
- Gneis: resultan del metamorfismo de grado de alto grado de sedimentos arcillosos y arenosos. Presenta alineación de minerales en bandas alternas de colores claros y oscuros.
 
 
 
Estas tres rocas, procedentes de metamorfismo de grado creciente de la arcilla, constituyen la serie pelítica.
 
 
 
- Cuarcita: roca compacta formada por el metamorfismo de la arenisca, ricas en cuarzo y cementada en sílice. La roca pierde su textura granuda visible a simple vista aunque al microscopio se aprecian los cristales. Es muy dura, no se raya por el vidrio y no produce efervescencia con ácido.
 
 
- Mármol: se forma por metamorfismo de contacto de las calizas, que produce recristalización, con aumento visible del tamaño de los granos. Efervesce con ácido y es rayada por el vidrio. En Andalucía es famoso el mármol de Macael (Almería).
 
 
 
Cuarcita y mármol no presentan foliación.
 
 
 
 
 
 
 
Pincha aquí para ver el vídeo "Gea y las rocas metamórficas", del Instituto Geominero.
 
En esta presentación puedes repasar lo estudiado en clase sobre las rocas.
 
 
 
Accede aquí a vídeos didácticos de Santillana sobre las rocas.

 
 Para identificar las rocas usamos claves dicotómicas. Aquí puedes acceder a una clave interactiva.

EL CICLO DE LAS ROCAS



Una roca plutónica  expuesta a los agentes geológicos externos como el aire y el agua experimenta procesos de meteorización (alteración y disgregación de la roca), lo que origina partículas sueltas que tras la  erosión, el transporte y la sedimentación, se acumulan en forma de sedimentos en las cuencas de sedimentación.
Con el tiempo, los sedimentos se van transformando en roca sedimentaria, debido a los procesos de diagénesis (compactación, deshidratación y cementación). 

La roca sedimentaria se hunde progresivamente  y experimenta procesos de metamorfismo, por aumento de las altas presiones y temperaturas reinantes en el interior de la Tierra, pero sin fundirse, transformándose en roca metamórfica.
Si el aumento de la temperatura continúa, la masa de rocas metamórficas se funde y se transforma en magma. El magma puede enfriarse y solidificarse en el interior de la Tierra, originando una roca plutónica. Pero si el magma  asciende y sale  al exterior en un volcán, en forma de lava,  se solidifica originando  una roca volcánica.

Las rocas sedimentarias y metamórficas pueden experimentar procesos de levantamiento y originar montañas (orógenos). Al estar expuestas a los AGE, pueden empezar de nuevo el ciclo de las rocas.