TEMA 10.- LOS MATERIALES DE LA GEOSFERA
INDICE
1.- LOS MINERALES. LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES Y SU UTILIDAD
2.- LAS ROCAS.
3.- LA CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS Y SU IDENTIFICACIÓN.
3.- LA CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS Y SU IDENTIFICACIÓN.
4.- LOS RECURSOS DE LA GEOSFERA Y SU EXPLOTACIÓN
1.- LOS MINERALES
¿QUÉ ES UN MINERAL?
Mineral: denominamos mineral a un material sólido caracterizado por una determinada composición química. Su formación depende únicamente de los elementos químicos que había durante su formación y las características físicas que se dieron (básicamente presión y temperatura). Es independiente del fenómeno geológico que dio origen a dicho material.
¿QUÉ ES UNA ROCA?
Roca: es el material formado como consecuencia de un determinado fenómeno geológico (un volcán, la sedimentación de un río, materiales que quedan enterrados por otros y se transforman, etc.). Es frecuente que una roca esté compuesta por varios minerales diferentes, aunque hay rocas formadas sólo por uno. Del mismo modo, un mismo mineral lo podemos encontrar en rocas diferentes.
¿QUÉ ES UN CRISTAL?
Cristal: cuando tenemos elementos químicos a una presión y a una temperatura, éstos se unen manteniendo una distancia entre ellos (más calor los colocará más lejos y más presión, más cerca), de modo que se ordenan en el mineral, manteniendo un equilibrio energético. Esta ordenación de los elementos hace que la materia mineral tenga estructura interna ordenada de modo que, muchas veces, este orden se aprecia en la propia forma del mineral, dando lugar a formas geométricas aparentemente caprichosas. Un cristal es, por tanto, un mineral cuya estructura interna (elementos) está ordenada. Esto ocurre en la práctica totalidad de los minerales.
CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES SEGÚN SU COMPOSICIÓN
Clasificación química
La clasificación química divide los minerales en grupos según sus compuestos químicos. Cualquier mineral conocido puede ser integrado dentro de estos grupos, pues la práctica totalidad de ellos incluyen alguno de estos compuestos.
1.- Elementos nativos: son los que se encuentran en la naturaleza en estado libre, puro o nativo, sin combinar o formar compuestos químicos. Ejemplos: oro, plata, azufre, diamante.
3.- Sulfosales: minerales compuestos de plomo, plata y cobre combinados con azufre y algún otro mineral como el arsénico, bismuto o antimonio. Ejemplos: pirargirita, proustita.
4.- Óxidos: producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Ejemplos: oligisto, corindón, casiterita, bauxita.
5.- Haluros: compuestos de un halógeno con otro elemento, como el cloro, flúor, yodo o bromo. Ejemplos: sal común, halita.
6.- Carbonatos: sales derivadas de la combinación del ácido carbónico y un metal. Ejemplos: calcita, azurita, marmol, malaquita.
7.- Nitratos: sales derivadas del ácido nítrico. Ejemplos: nitrato sódico (o de Chile), salitre o nitrato potásico.
8.- Boratos: constituidos por sales minerales o ésteres del ácido bórico. Ejemplos: borax, rasorita.
9.- Fosfatos, arseniatos y vanadatos: sales o ésteres del ácido fosfórico, arsénico y vanadio. Ejemplos: apatita, turquesa, piromorfita.
10.- Sulfatos: sales o ésteres del ácido sulfúrico. Ejemplos: yeso, anhidrita, barita.
11.- Cromatos, volframatos y molibdatos: compuestos de cromo, molibeno o wolframio. Ejemplos: wolframita, crocoita.
12.- Silicatos: sales de ácido silícico, los compuestos fundamentales de la litosfera, formando el 95% de la corteza terrestre. Ejemplos: sílice, feldespato, mica, cuarzo, piroxeno, talco, arcilla.
13.- Minerales radioactivos: compuestos de elementos emisores de
radiación. Ejemplos: uraninita, torianita, torita.
Elementos en la Corteza de la Tierra | Elementos que forman los seres |
| 46.6% Oxígeno(O) 27.7% Silicón(Si) 8.1% Aluminio (Al) 5.0% Hierro(Fe) 3.6% Calcio(Ca) 2.8% Sodio(Na) 2.6% Potasio(K) 2.1% Magnesio(Mg) | Oxígeno O Carbono C Hidrógeno H Nitrógeno N Fósfor P Azufre S Potasio K+ Magnesio Mg2+ Calcio Ca2+ |
2.- LAS PROPIEDADES DE LOS MINERALES
En general no se puede identificar a un mineral a partir de sus propiedades físicas exclusivamente. Pero sí que podemos a partir de distintas características diferenciar unos de otros.
Estas propiedades físicas de los minerales dependen de su composición química y de su estructura cristalina. De las propiedades físicas de los minerales vamos a tratar las siguientes:
Dureza de un mineral
La dureza de un mineral es la resistencia que presenta a ser rayado. Un mineral posee una dureza mayor que otro, cuando el primero es capaz de rayar al segundo.
El mineralogista alemán Mohs estableció en 1822 una escala de medidas que lleva su nombre, y que se utiliza en la actualidad, en la que cada mineral puede ser rayado por los que le siguen. Se toman 10 minerales comparativos de más blando a más duro, que son: talco, yeso, calcita, fluorita, apatito, ortosa (feldespato), cuarzo, topacio, corindón y diamante.
Tenacidad o cohesión
La tenacidad o cohesión es el mayor o menor grado de resistencia que ofrece un mineral a la rotura, deformación, aplastamiento, curvatura o pulverización. Se distinguen las siguientes clases de tenacidad:
- Frágil: es el mineral que se rompe o pulveriza con facilidad. Ejemplos: cuarzo y el azufre.
- Maleable: el que puede ser batido y extendido en láminas o planchas. Ejemplos: oro, plata, platino, cobre, estaño.
- Dúctil: el que puede ser reducido a hilos o alambres delgados. Ejemplos: oro, plata y cobre.
- Flexible: si se dobla fácilmente pero, una vez deja de recibir presión, no es capaz de recobrar su forma original. Ejemplos: yeso y talco.
- Elástico: el que puede ser doblado y, una vez deja de recibir presión, recupera su forma original. Ejemplo: la mica.
Fractura de un mineral
Cuando un mineral se rompe lo puede hacer de diversas formas:
- Exfoliación: significa que el mineral se puede separar por superficies planas y paralelas a las caras reales. Ejemplos: mica, galena, fluorita y yeso.
- Laminar o fibrosa: cuando presenta una superficie irregular en forma de astillas o fibras. Ejemplo: la actinolita.
- Concoidea: la fractura presenta una superficie lisa y de suave curva, como la que muestra una concha por su parte interior. Ejemplos: sílex y obsidiana.
- Ganchuda: cuando se produce una superficie tosca e irregular, con bordes agudos y dentados. Ejemplos: magnetita y cobre nativo.
- Lisa: es la que presenta una superficie lisa y regular.
- Terrosa: es la que se fractura dejando una superficie con aspecto granuloso o pulverulento.
Electricidad y magnetismo
Muchos minerales conducen bien la electricidad (conductores), mientras que se oponen a su paso (aislantes). Unos pocos la conducen medianamente (semiconductores). Gracias a estos últimos se han desarrollado semiconductores que permitien al ser humano conseguir un alto nivel tecnológico. Pero hay más comportamientos de los minerales en relación con las fuerzas electromagnéticas:
- Magnetismo: consiste en atraer el hierro y sus derivados. Los imanes naturales son permanentes. La magnetita es un imán natural conocido desde tiempos muy remotos.
- Piezoelectricidad: es la capacidad para producir corrientes eléctricas cuando se les aplica presión. Si se aplica una fuerza a las caras de un cristal, genera cargas eléctricas y, si se aplican cargas eléctricas, entonces se produce una deformación de las caras del cristal. Ejemplo: el cuarzo.
- Piroelectricidad: se producen corrientes eléctricas en el extremo de las caras cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y turmalina.
- Radiactividad: es la propiedad que poseen determinados minerales para emitir partículas de forma natural y espontánea.La radiactividad natural tiene muchas aplicaciones científicas, médicas e industriales, y los minerales que la poseen raramente alcanzan niveles peligrosos. Ejemplo: la uraninita.
Propiedades magnéticas
Cuando un mineral es atraído por un imán se le llama magnético. Cuando un mineral se comporta como un imán se dice que presenta magnetismo. El magnetismo puede ser inducido, provocado por otro campo magnético o por una corriente eléctrica. Ahora bien, no todo mineral magnético tiene que presentar magnetismo. (Magnetita [Fe3O4 ferroso férrico].
-Peso específico: (densidad relativa). Es el nº que representa la relación entre su peso y el peso de un volumen igual de agua a 4º.
Densidad que presenta un mineral respecto del agua.
-Color: es la respuesta del ojo y del cerebro al intervalo de luz visible del espectro electromagnético.
-Huella: es el color que presenta el polvo fino de un mineral.
Mientras que el color de un mineral puede variar entre límites amplios, el color de la huella es constante. Puede ser determinada fácilmente frotando el mineral sobre un trozo de porcelana porosa. La porcelana tiene una dureza aproximada de 7 (Mohs), por lo que no puede emplearse con minerales de dureza superior.
-Brillo: es el aspecto general que presenta la superficie de un mineral cuando sobre ella se refleja la luz.
Puede ser de dos tipos. Metálico (semejante al que presentan los metales) y no metálico. No existe una línea clara de separación entre estos dos grupos; a los minerales que presenta un brillo comprendido entre ambos tipos se les conoce en general con el nombre de submetálicos.
Los minerales de brillo no metálico suelen ser de colores claros y transmiten la luz, si o a través de secciones gruesas, sí a través de láminas delgada. La raya de un mineral no metálico suele ser incolora o de color muy débil.
-Fluorescencia y fosforescencia: es la propiedad que tienen los minerales que emiten luz al ser expuestos a la acción de rayos ultravioleta, Rx o algún tipo de rayos catódicos. Si la emisión de luz continua después de haber cesado la fuente emisora se dice que el mineral es fosforescente.
- Color pulverizado: si se raya un mineral con un objeto más duro, se obtiene un polvo de un color característico.
- Índice de refracción: (sólo si se trata de un mineral cristalino) un rayo de luz que atraviesa un cristal se desvía un ángulo característico de cada mineral.
- Birefringencia: algunos minerales cristalinos dividen en dos un rayo de luz que les atraviese.
-Luminiscencia: algunos minerales emiten luz cuando se les ilumina.
Forma:
Rara vez podemos identificar a los minerales por su forma y tamaño: si partimos de un mineral, cada fragmento continúa siendo el mismo mineral aunque su forma y tamaño hayan cambiado. Por lo general la forma externa de un cristal correspondiente a una especie mineral cualquiera queda determinada por su velocidad de crecimiento.
LAS PROPIEDADES QUÍMICAS. Son aquellas propiedades que dependen de la capacidad del mineral de reaccionar químicamente con las otras sustancias. Las más importante son la solubilidad y la efervescencia con el ácido clorhídrico.
• La solubilidad en agua. Los minerales solubles pueden presentar gusto y olor. Por ejemplo la halita es salada, la silvina es salada y picante, la epsomita es amarga, etc.OTRAS PROPIEDADES.
• La efervescencia con el ácido clorhídrico (HCl). Es la capacidad del mineral de reaccionar con este ácido y desprender burbujas de diòxid de carbono (*CO2). Esta reacción resulta muy útil para identificar la *calcita y la*aragonita, que son los minerales básicos de las rocas calcárea.
Diafanidad: propiedad de transmitir la luz. Según esta definición, los minerales pueden ser:
agua, vidrio, algunas bebidas alcohólicas (anis, ginebra), algunos plásticos,
Translúcidos. Un cuerpo translucido solo permite pasar cierta cantidad de luz, pero no toda. Ejemplos: el cristal esmerilado,ciertos tipos de vidrio con los que se hacen parees, el papel cebolla, el aceite algunos tejidos y muchos cuerpos en láminas finas, bebidas alcohólicas con colora (wuisky, coñac, gelatinas.
Si deseas más información :http://es.scribd.com/doc/54525522/Cuerpos-Opacos-Translucidos-y-Transparentes
Densidad.- La densidad de una sustancia es el cociente entre la masa y el volumen:
La masa y el volumen son propiedades generales o extensivas de la materia, es decir son comunes a todos los cuerpos materiales y además dependen de la cantidad o extensión del cuerpo. En cambio la densidad es una propiedad característica, ya que nos permite identificar distintas sustancias. Por ejemplo, muestras de cobre de diferentes pesos 1,00 g, 10,5 g, 264 g, ... todas tienen la misma densidad, 8,96 g/cm3.
La densidad se puede calcular de forma directa midiendo, independientemente, la masa y el volumen de una muestra.
Estas son algunas de las características de los minerales que se pueden observar con cierta facilidad.
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