TEMA 2

DINAMICA MINERALOGICA.

~ La tierra esta formada de minerales, y los minerales son el resultado de una diferenciación geoquímica primigenia ( 4.500* 10e6 años ) se formó por la acreción gravitacional. Provocando una acumulación de materia asociada a una subida de temperatura debido a los impactos de partículas, alcanzando temperaturas suficientes para fundir el hierro ( Fe ), pero insuficiente para encender el hidrógeno ( H ), por lo que cuando terminó la acreción los planetas empezaron a enfriarse. Aunque originalmente estaban fundidos, al estar fundidos se situaron sus materiales según su densidad, gracias a la gravedad, gracias a estos ciertos minerales se sitúan en la corteza, manto, núcleo... Además son el resultado de un ciclo geotérmico que viene ocurriendo en la tierra, hace 3.000 * 10e6 años.

Lo sabemos por el actualismo geológico, que es lo mismo que ocurre ahora en la tierra ocurría antes. También es responsable de los minerales que tenemos hoy en día en la tierra, el ciclo geotérmico es el resultado que se da en las interacciones en la atmósfera y en la hidrosfera, corteza y manto. Son procesos que se dan en la superficie del planeta y que originan los distintos minerales que la forman.

Los minerales son sustancias solidad, naturales, inorgánicas ( también en su origen ), homogéneas ( no se pueden separar los componentes mecánicamente ), composición fija ( siempre son las mismas moléculas ) y suelen ser cristalinos, amorfos ( ordenados o amontonados ).

Los minerales no sueles estar aislados de la naturaleza, lo que vemos son minerales agrupados formando rocas.

Las rocas están formadas por dos tipos de minerales, hay rocas minerales que están agrupadas en grandes cantidades ( minerales petrogeneticos 90% ) la mayoría son silicatos ( silicio, oxigeno, metal, … que se llaman Mena ), Cuarzos ( oxido, silicio, … ) este grupos se llaman Ganga.

Hay otros tipos en pequeñas cantidades que son los óxidos, sulfuros, carbonato, esos se encuentran en pequeñas cantidades se llaman minerales accesorios.

Cuando algún mineral se separa de los restantes se concentran sueles ser los accesorios ( tienen valor económico ).

Estamos hablando de yacimientos, entonces se habla de mena ( tiene valor ), ganga ( no tiene valor ).

1~ Ciclo petrologico / roca / geoquímico:

Los minerales son el resultado de las condiciones ambientales en las que se han formado ( presión más temperatura ), ( fluidos más temperatura, ( tiempo ). Así se va ha originar los minerales.

Ejemplo: a presión y temperatura altas → roca fundida ( forma magma ), se enfría más o menos rápidamente … Así se va ha originar minerales magmáticos que entran a formar parte de las rocas magmáticas.

Si la presión y la temperatura son altas, pero no para fundir las rocas en estas condiciones las rocas mantienen su estado solido sufren una transformación que dan lugar a minerales y rocas metamórficas. Cuando las rocas se someten a bajas temperaturas y presiones originan minerales y rocas sedimentarias. ( esto constituye el ciclo de las rocas ).

Magmáticas → Sedimentarias → Metamórficas ( según las condiciones medioambientales ).

2~ Génesis del ambiente magmático

Todas las rocas magmáticas procedentes del interior de la tierra a 1.000 ºC. Los puntos de fusión de los minerales están a 1.100 – 1.600 ºC.

¿ Como que están a 1.000 ºC fundidos ?: Por los cambios locales de presión y/o temperatura y/o fundidos, a esa temperatura tan altas que están líquidos y estos fundidos rompen y facilita su fusión ( CO2, H2O ) enlaces de silicatos.

Además el magma están en fusión parcial. Hay minerales que están líquidos y otro solidos por las altas presiones y temperaturas que conviven juntos.

El magma está formado por silicatos ( cuarzo, SiO2 + Óxidos metálicos + Sulfuros + Sulfatos )

Ha esas temperatura tan altas permanecen líquidos ( CO2, H2O ) fluidos.

El origen del magma se originan en mayoritariamente en los bordes de las placas. Dorsales donde salen las corrientes de convección procedentes del manto, zonas de subducción ( choques de placas ), fosas oceánicas donde se producen procesos tectónicos ( vulcanismos, formas de cordilleras, … ) con las condiciones que permiten fundir partes bajas de la corteza.

Hay un tercer lugar donde se produce, que se llaman interplacas ( dentro de las placa, por ejemplo: Canarias ).

~ Por su clasificación:

Por su origen: el magma ( minerales fundidos ), son por eso menos densos de los que le rodean, acompañados de fluidos que le favorecen se desplazamiento, esto hace que el magma ascienda, con lo que disminuye la temperatura se enfrían y empiezan a solidificarse, originan la roca magmática.

En algunas ocasiones el magma huye por las grietas y queda prisionero en las rocas. Esta sometidos a altas temperaturas y presiones no tanta para fundir la roca y se llama cámaras magmáticas que dan lugar a rocas plutónicas.

Otras magmas que consiguen salir, salen por un volcán , que esta lava se enfría rápidamente y se originan rocas volcánicas.

Texturas: “ de vistas “, relación que se da entre los distintos minerales de las rocas ( cristales grandes en sus condiciones os minerales son cristalinas, si se saca de sus condiciones no será cristalino ).

Las rocas volcánicas son amorfas por que no le han dado tiempo a formarse por enfriarse muy rápido.

Filonianas: amorficas más cristalinas.

Composición: Las rocas magmáticas tienen grandes cantidades de oxigeno O y SiO2 cuarzo ( 40 – 75% ).

Se clasifican por la cantidad de cuarzo que hay en la roca. Además acompañan al cuarzo, óxidos, hierro, magnesio, calcio, sodio, potasio. Es el componente principal silicatos.

Aquellas rocas magmáticas que tengan más de un 66% SiO2 se llaman Ácidas ( granitos, sienitas ) 66% - 52% neutras ( andesitas ), 52- 45 % básicas ( basalto, gabro ) y menos de 45% ultrabasicas ( peridiotitas ).

Contra más ácidas sean más viscosas son, tienen menos movilidad, y si son más volcánicas las erosiones son explosivas, sus minerales son muy planos ( leucatratos ).

Las rocas básicas son al contrario, son fluidas, tienen más movilidad, y las erosiones no son explosivas. ( salen de una grieta “ fisurales “ ) es igual a las dorsales centroceánicas. Estos minerales son puros “ melanocratos “.

Consolidación magmática: proceso de solidificación del magma, formación de rocas magmaticas.

Podríamos pensar que a medida que se solidifican el magma se solidificaría antes el que tenga más grande el punto de fusión los minerales aparecen en grupos solidificados se llamas “ solidificación fraccionaría “.

Varios minerales con puntos de fusión semejantes se influyen mutuamente y aparecen solidificados junto a una temperatura intermedia entre los puntos de fusión de todos ellos. Los minerales que están solidos al disminuir la temperatura quedan fuera de sus condiciones de equilibrio y reaccionan con los minerales fundidos, originando nuevos minerales que aparecer juntos ( son estables ). Si disminuye la temperatura y presión dejan de ser estables y originan nuevos minerales ( A medida que baja la temperatura y presión originan nuevos minerales ).

Consolidación magmática:

enfriamiento del magma que es igual a la solidificación de las rocas magmáticas fraccionadas.

Los puntos de fusión próximos se influyen mutuamente, aparecen en una temperatura intermedia.

Estos minerales son estables. Si baja la temperatura y presión los minerales se desestabilizan y reaccionan con el resto de minerales que se encuentran en el magma, forman nuevos minerales.

Los que tienen bajo punto de fusión se enfrían rápido, dependen de la composición del magma y el tiempo al solidificarse ( rocas magmáticas, campos mineralógicos ).

La solidificación fraccionada es igual al magma que convive junto con los minerales que son solidos y fluidos.

A medida que el magma avanza los minerales se desplazan y los solidos se van quedando atrás por su peso. Los líquidos van hacia la superficie, huyendo de la presión por la compresión, originándose distintas rocas magmáticas a partir de un magma que era único ( diferenciación magmática ).

También puede ocurrir que mientras se consolida el magma asimile partes de la roca encajantes solidad ( asimilación magmática ). Esto origina roca magmáticas de diferentes composiciones procediendo todas de un mismo magma. Puede ocurrir que dos magmas de diferente origen se fusionen y den lugar a rocas diferentes.

~ Geodinámica externa e historia de la tierra:

Génesis sedimentaria: las rocas sedimentarias se originan por temperaturas y presiones bajas en superficies y zonas de contactos entre la atmósfera, hidrosfera, corteza. Las rocas sedimentarias se forman de rocas ya existentes que pueden ser previamente magmáticas, metamórficas, sedimentarias. Se forman por la acción del aire libre ( intemperie ), sobre las rocas y los agentes geológicos externos ( fluidos en movimientos: el viento, el río, un glaciar, el mar, … ) . cuyo efecto son los procesos geológicos externos ( erosión, transporte y sedimentación, meteorización ).

Meteorización: efecto del aire libre, intemperie ( factores atmosféricos libres: temperatura, vapor de agua, dióxido de carbono, oxigeno, seres vivos. ( nitrógeno no influye en las rocas ) ). Provocas cambios básicos ( tamaño ), y/o químicos ( de componentes químicos ). se habla de dos meteorizaciones:

a ~ mecánicas ( cambio de tamaño ).

b ~ químicas ( cambios de componentes ).

IN SITU ( sin cambiar de posición, cambios que producen las rocas ).

~ Meteorización mecánica:

Termoplasticidad: se produce en sitios donde hay mucha temperatura.

Ejemplo: temperatura del desierto alta

60 ºC día, - 10 ºC noche. En el día se dilata con la calor, y de noche se contrae con el frío, esto hace que se rompan.

Crioclasticidad: en las altas montañas el agua liquida se mete entre las grietas de las rocas, se congelan durante la noche, aumenta de volumen y actúa como especie de cuña donde la piedra se rompe.

Bioclasticidad: las raices de las plantas se meten por las grietas de las rocas y a medida que van creciendo va quebrando la roca, se produce la rotura de esta.

Haloclasticidad: agua acumulada con sal, se introduce entre las grietas de las rocas hasta que la quiebra y rompe.

Mucho menos significativas y menos importante, menos efecto la meteorización mecánica a la química.

Meteorización química: cambio en la composición, reacciones químicas por los minerales y el aire libre …

Está favorecida por el H2O liquido o vapor de agua a mayor temperatura.

Se da en climas cálidos y húmedos.

Así obtenemos:

• Oxidación: metal + O2 = Óxidos.
• Disolución: cargas del agua rodean las cargas de enlaces iónicos, aisla y disuelven.
• Hidratación: combinación con H2O que da lugar a minerales hidratados que aumentan el volumen.
• Hidrólisis: se rompen con H2O todos los enlaces que la desprenden al formarse. Por ejemplo : Feldespato ( silicato Al + K ). La hidrólisis del Feldespato produce SiAl silicato de Aluminio hidratado ( Arcilla ( más iones ) ).
• Carbonatación: el más importante de todos, el 80% de todas las cordilleras del mundo son calizas. Las rocas calizas están formadas por un mineral: carbonato cálcico CO3Ca entre otras cosas. Es muy dure e insoluble, es resistente a la erosión, pero tiene una debilidad. Cuando se combina con el CO2 + H2O se forma bicarbonato cálcico, soluble deleznable y blando, es soluble a la erosión.

CO3Ca + CO2 + H2O → Ca ( CO3H )2.

De carbonato a bicarbonato: se produce erosión y forman las cuevas.

De bicarbonato a carbonato ( descarbonatación ): se produce sedimentación y se forman las estalactitas y estalagmitas.

Todo esto se llama modelo castico debido por la concentración de CO2 por “turbulencias” ( H2O + Aire ( agua estancada ) ).

La meteorización prepara a las rocas para la erosión ( acción de los agentes externos ).

¿ bloques de 1Tm Fe o caliza en el fondo del río ?

Fe + O → FeO ( Óxido de Hierro, deleznable y soluble ).

CO3Ca → Ca (CO3H )2 ( roca blanda, deleznable y soluble ).

Agentes externos es igual a los fluidos en movimientos como el viento, los glaciares, los ríos, las olas, …

Empujados por la energía solar actúan a través del ciclo del agua H2O cargado positivamente ( g ).

~ Procesos geologicos fluidos con movimientos impulsados por la energía solar a través del ciclo del agua capaces de erosionar, transportar y sedimentar.

Erosión: cambio mecánico o químico de las rocas asociados a un cambio de posición. En forma sólida ( mecánico ) o en disolución ( químico ). La erosión siempre está asociada con el transporte que es igual al desgaste de la roca.

Abrasión: erosión por los sedimentos ( eólica, hielo ).

Transporte: cambio de posición de los sedimentos físicos ( sólidos ) o químicos ( disolución ).

Transporta en suspensión ( ni flota, ni se hunde ).

Transporta en saltación ( Saltando ).

Transporta en rodadura ( arrastrando las rocas ).

Transporta en disolución ( suspensión ).

Transporta en reptación ( arrastrando ).

Todo esto se llama transporte selectivo.

Transporte selectivo: separa los sedimentos, formando distintos tipos de rocas sedimentarias.

¿ existen energía en el transporte ?: Sí, hace falta una gran energía para el transporte.

El transporte se realiza a favor de pendientes hasta que se termina la energía gravitatoria del agente.

Los sedimentos se acumulan al pie de la montaña, en depresiones ( lagos, ríos, cuencas sedimentarias, … ), al finalizar el transporte se acumulan los sedimentos ( material transportado ).

Las mayores cuencas sedimentarias están en los océanos.

Geosinclinales, bordean los bordes continentales asísmicos, a partir de esto se formaran los semilleros de cordilleras, es el ambiente sedimentario más importante.

( Esto nos permite entender por que hay fósiles marino en las altas montañas ).

Ambiente sedimentario: glaciar, lacustre, albufera, arrecife, carstico.

Carstico abundan en las cordilleras calizas.

Torcal ruidiforme: cordilleras que abajo tienen galerías subterráneas y se hunden.

~ Diagénesis:

Sedimentación + litificación ( convertirse en piedras ).

En las cuencas sedimentarias caen materiales sueltos ( sedimentos ) se acumulan por capas ( estratos aspecto más característicos, rocas sedimentarias ) originalmente horizontal.

Se hunden por movimientos epirogenicos ( debido al peso ).

Los geosinclinales son tales depresiones los forman los propios sedimentos por el peso 15 Km de espesor.

A medida que aumenta el peso, aumenta la presión del peso debido a estos materiales producen la compactación de estos sedimentos, disminuye los huecos, el volumen, el H2O y los gases.

A medida que baja la profundidad también aumenta la temperatura ( gradiente geotermico 3ºC / 100 m ).

Esto produce la cementación: evapora el H2O, precipitan las sales ocupando los huecos y pegando sedimentos “descarbonatación”.

Ocurre algo parecido con los granos de arcilla, hasta transformar los sedimentos en rocas, sedimentos se compactan que esto es la diagénesis litificación.

Durante este proceso también se producen las disoluciones e intercambios iónicos.

Disolución → sedimentos.

( Hay iones que pasan a la disolución, e iones de la disolución que pasan a los minerales, esto da lugar a nuevos minerales “intercambios iónicos”. Son estables en estas condiciones exclusivamente sedimentarios. ( mineral autóctonos ( se forman aquí ), minerales aloctonos ( los que llegan de fuera ) ) ).

Citificación: procesos físicos y químicos más biológicos que transforman los sedimentos en rocas sedimentarias … son el 75% de la superficie terrestre ( ahí se forman ), 5% el volumen de la corteza. Lo más característicos es los estratos, capas originalmente horizontal, plegadas y fraccionadas.

~ El suelo el asiento de la vida en la superficie terrestre, se forma siempre a partir de una roca pelada, cuando la roca madre sufre la meteorización y cambia su superficie se formará el horizonte “C”.

Líquenes primeras plantas terrestres ( algas + hongos ), acuáticas, capaces de vivir en las rocas.

Después llega los musgos, microorganismos, hongos, plantas superiores, todos forman el horizonte “A” ( formación de humus: restos de material orgánico descompuesto ).

El humus es lo que le da la fertilidad al suelo, posteriormente se forma el horizonte “B”, rico en sales.

Las sales que se lavan en el horizonte “A” precipitan en el horizonte “B”, y por otro lado viene del horizonte “C”, por el ascenso de la capilaridad ( evaporación de las aguas subterráneas ).

Distintas rocas madre con el mismo clima da el mismo suelo.

~ Ecosistema:

Seres vivos en un medio ambiente con un limite.

Tomamos la energía del sol que la transformamos en calor y llega otra vez al espacio, donde se repite la operación, esto se llama flujo de energía.

Toda la materia del ecosistema pasa de un ser vivo a otro, donde llegan por desechos, … etc, al suelo.

La materia procede del ecosistema y vuelve al ecosistema “Ciclo de la materia”. Esto lo hace los microorganismos descomponedores.

~ Clasificación de las rocas sedimentarias:

Las rocas sedimentarias se clasifican por su origen, que quiere decir como se han formado: meteorización, erosión, transportación y sedimentación.

Pueden ser en mecanización física en sólidos, se llama rocas detríticas, Se la reconoce fácilmente por los sedimentos. Dentro de las rocas detríticas se caracterizan por:

tamaño detrítico → arcillas ( arcilitas ), climos ( limolitas ).

→ arenisca ( arena ).

→ conglomerados ( gravas ).

meteorización + erosión + transportación + sedimentación = disolución química.

Por lo que la sedimentación es por la precipitación, sería el caso de las sales + descarbonatación = rocas químicas y bioquímicas. ( dentro de esto se encuentran los corales ( seres vivos ), Silex ( SiO2 ), evaporitas ( sales y yeso ) ).

Sobre todo las calizas ( por que son las más abundantes ).

Por su origen hay otras rocas llamadas orgánicas: carbón y petróleo.

Rocas mixtas ( rocas sedimentarias ), están las piedras ostioneras ( ostiones + gravas ( son las más abundantes en la Bahía de Cádiz ) ).

~ Génesis metamórficas: viene de metamorfoo ( transformación ).

Metamorfismo: cambio físicos y químicos que sufren las rocas sometidas a presiones y temperaturas en estados sólidos y fluidos. ( nunca llegan a fluirse ).

En cuanto la presión que produce el metamorfismo es una presión litostatica ( peso de las rocas que tienen encima las de abajo ), y orogénicas ( por fenómenos tectónicos, choques de placas ), presión de fluidos ( líquidos que hay en las rocas que también empujan ).

temperaturas debido al gradiente geotermico ( + profundidad, + temperatura, 3ºC / 100m ).

La cercanía del magma ( sin llegar a fundirse ).

Fluidos:

→ H2O ( se produce por la deshidratación de los minerales ).

→ CO2 ( se produce por la descarbonatación de los minerales )

Estos factores tienen que actuar, estos factores actuando 10e3 años provocan el metamorfismo, todos los cambios.

Procesos metamórficos se producen características, estructuras orientadas:

→ pizarrosidad a + temperatura escamas a + temperatura esquistosidad a + temperatura cristales orientados por presión.

También debido a la presión:

→ Brechificación ( trituración, piedra que parece que esta rota, presión orogénica ).

Tipo de proceso debido a la temperatura:

→ recristalización ( se producen cristales más grandes, que se unen ).

Fluidos:

→ CO2 + H2O favorecen las reacciones químicas entre los minerales, por que disminuyen la presión y temperatura necesaria para que los minerales reaccionen, se originan nuevos minerales.

Minerales, transformaciones mineralógicas ( dependen de los minerales iniciales ), y de las condiciones sometidas de presión y temperatura.

Por ejemplo:

Caolín → +temp. → Moscovita → +temp. → Ortosa → +temp. → Clorita → +temp. → Biotita.

( Cada uno a una temperatura y presión diferente ).

Estos minerales son muy útiles, se llaman minerales índices.

~ Tipos de metamorfismos:

En general en el metamorfismo actúan conjuntamente la presión y temperatura, pero puede predominar una sobre la otra, entonces se hablaría de:

~ Metamorfismo dinámicos ( presión sobre temperatura ): Para este tipo de metamorfismo son las estructuras orientadas ( por presiones orogénicas ). También se producen por donde hay grandes fallas ( se producen en superficies ). La roca se rompe, tritura, está sufriendo más presión a igual temperatura.

~ Metamorfismo contacto / térmico ( temperatura sobre presión ): Por la proximidad del magma, la roca encajante cerca del magma sigue sólida ( aureola de contacto ).

~ Metamorfismo regional ( presión es igual a la temperatura ): (10e3 Km cuadrados = cordilleras, toda es metamorfismo regional ). Esto se debe al choque de placas, afectan al geosinclinal. Esto se llamaría metamorfismo gradual ( no ha tenido el mismo efecto por todas partes ). Se cierra los ciclos de las rocas, si se siguen hundiendo se convierten en metamórficas y si siguen bajando anatexia, más bajo magmáticas.

Ya podríamos cerrar el ciclo de las rocas ( metamorfismo ).

Ejemplo:

Arcilla → +T,P → Pizarra → +T,P → Micacita → +T,P → Esquisto → +T,P → Granito → +T,P → Gneis → +T,P → Migmatitas → +T,P → Knatexia ( no se puede fundir más, fondo grosinclinal ).

Si empezáramos por Knatexia hasta llegar a Arcilla sería un proceso sedimentario.