Dinámica mineralógica
La Tierra está formada de minerales, y estos son el resultado de una diferenciación geoquímica primigenia, la Tierra, como ya sabemos, se formó hace 4500·10^6 años por acreción gravitacional, provocaba acumulación de materia, se producían un incremento de temperatura por impacto de partículas, alcanzando temperaturas suficiente para fundir el Fe pero insuficientes para encender el H por lo que cuando acabó la acreción, los planetas comenzaron a enfriarse aunque inicialmente estaban fundidos, los minerales se fueron situando según su densidad gracias a la gravedad, ciertos minerales se sitúan en la corteza, otros en el manto y otros en el núcleo.Además los minerales son el resultado de un ciclo geoquímico que viene ocurriendo en la tierra desde hace 3000·10^6. Entendemos lo que ocurrió en esta época por actualismo geológico, porque lo que pasaba está pasando en la actualidad.El ciclo geoquímico es el resultado de las interacciones que se dan entre la atmósfera, hidrosfera, corteza, manto y núcleo (procesos que se dan en la superficie del planeta que originan los minerales que la forman).
Los minerales son sustancias sólidas, naturales, inorgánicos (origen inorgánico), homogéneos; no se pueden separar los componentes mecánicamente, composición fija, suelen ser cristalinos, amorfos o amontonados.
No suelen estar aislados de la naturaleza, lo que normalmente vemos son minerales agrupados en rocas.
Las rocas están formadas en dos tipos de minerales:
90% Petrogenéticos:
-Silicatos (Si, O y metal)
-Cuarzo (SiO)
10% Cantidades accesorios: más valiosos, intereses económicos.
-Óxidos, sulfuros, carbonatos.
Cuando algún mineral se separa de los restantes y se concentran suelen ser accesorios.
En un yacimiento se encuentran las menas y las gangas.
Ciclo de las rocas o ciclo petrológico/geoquímico
Los minerales son el resultado de las condiciones ambientales en las que se han formado, nos referimos a la presión y temperatura que dependerá de un mineral u otro, también si existen fluidos.Si la presión y temperaturas son muy altas, las rocas se funden; se convierte en magma. Este magma al formarse luego se enfría más o menos rápidamente, así se va a originar minerales magmáticos que entran a formar parte de rocas magmáticas.Si la presión y temperatura son altas pero no lo suficiente para fundir la roca, aunque mantenga su estado sólido, se transforma y dan lugar a minerales y rocas metamórficas (transformación).
Cuando las rocas se someten a bajas presiones y temperaturas originan minerales y rocas sedimentarias
Génesis ambiente magmático
Todas las rocas magmáticas proceden de un magma. En el magma las rocas están fundidas a temperaturas bajas (1100-1600 ºC) y a altas presiones.Si existen cambios locales de presión y temperaturas minerales pueden llegar a fundirse, también gracias a fluidos. Hay minerales que permanecen líquidos y otros sólidos, estos conviven juntos; fusión parcial.La composición de magma es de silicatos (óxido sulfuro, sulfatos metalicos, cuarzo) y fluidos (CO2, H2O).Los magmas se originan mayoritariamente en los bordes de las placas, en las dorsales por donde salen las corrientes de convección procedentes del manto y zonas de subducción (fosas oceánicas) donde ocurren procesos tectónicos que se encuentran en condiciones para fundir partes de la corteza. Hay zonas donde también se originan, que son las zonas de interplacas.
Clasificación de las rocas magmáticas
Según su origen:
El magma se queda atrapado en la cámara magmática a altas temperaturas, presiones y durante mucho tiempo; da lugar a las rocas plutónicas. También el magma puede salir por un volcán, por las bajas temperaturas y presiones, se forma otro tipo de roca; rocas volcánicas.Las rocas intermedias o filonianas se formaran por temperaturas, presiones y tiempo medio.
Según su textura:
La textura es la relación entre minerales:Las rocas plutónicas tienen grandes cristales.
Las rocas filonianas pueden ser cristalinas o amorfas.
Las rocas volcánicas son amórfas porque no les dio tiempo a que lo minerales formaran su estructura.
Según su composición:
Las rocas magmáticas tienen grandes cantidades de O y en segundo lugar, de cuarzo (SiO2) -> 40%-75%, óxidos (Fe, Mg, Ca, Na, K); la combinación de cuarzo y óxidos es de silicatos.Las rocas que tienen más de un 66% de cuarzo son las llamadas ácidas (Granito).Las rocas neutras 66%-52%. Las rocas básicas 52%-45%.
Y menos del 45% ultrabásicas.
Cuanto más ácida son más viscosas por lo que las erupciones son explosivas cuando las roca es ácida. La roca magmática ácida son muy claras (leucocratos).
Las erupociones son más tranquilas con rocas magmáticas básicas, son fluidas, se producen en zonas fisurales. Son más oscuras (melanocrátos).
El magma que está formado por minerales fundidos son menos densos que los que les rodean, si se les añade que hay una serie de fluidos que favorecen su desplazamiento, hace que el magma ascienda, por lo que se reduce la Temperatura, a medida que se van enfriando y comienzan a solidificarse. Cuando se solidifican se convierte en roca.
Los minerales que están sólidos, al disminuir la temperatura ya no son estables, están fuera de su equilibrio, reaccionan con el resto de minerales que están fundidos transformándose en otros minerales. Si cambia el estado de nuevo procederá el mismo proceso, reaccionarán de nuevo los sólidos con lo minerales líquidos y cambiarán de nuevo los minerales.
Como la solidificación es fraccionada en el magma hay minerales sólidos y fundidos juntos. Estos tiene consecuencias, los minerales sólidos se quedan atrás respecto a los otro en erupción, los líquidos se acercan más a la superficie por compresión.Cuando el magma solidifica se pueden apreciar dos tipos de magma (diferenciación magmática) a partir de un solo magma único.Puede ocurrir que mientras consolida el magma asimile parte de las rocas encajantes sólidas (asimilación magmática) esto origina rocas magmáticas de diferentes composiciones viniendo del mismo magma.También antes de su consolidación el magma se puede fusionar con otro magma dando lugar a otras rocas magmáticas diferentes.
La interperie tiene factores atmosféricos (temperatura, CO2, O2, H2O, seres vivos). Provoca cambios físicos o mecánicos (tamaño) la roca se rompe en trozos, cambios químicos (composición química de la roca).La meteorización es una rotura en un lugar concreto, es diferente a la erosión, que comienza cuando la roca meteorizada se mueve.
La termoplasticidad se origina en lugares donde hay altas temperaturas como en el desierto. La roca de día alcanza unos 60 ºC y de noche baja bruscamente hasta los -10 ºC. Este gran cambio de temperatura produce una rotura en las rocas.
En las altas montañas en cambio ocurre otro proceso parecido; la crioclasticidad. Durante el día el agua líquida se deposita en las grietas de las rocas. Por la noche el agua se congela y actúa como una cuña al aumentar el volumen rompiendo la roca.
En la bioclasticidad las raíces crecen bajo tierra y se entremeten igualmente por las grietas, estas raíces al desarrollarse aumentan de volumen y parten las rocas.
La haloclasticidad consiste en la disolución de las rocas a través de la precipitación de las sales en los huecos porosos de estas mismas.
Meteorización química
Son reacciones químicas que se dan en los minerales y el aire libre, está favorecida por la presencia del agua líquida o vapor de agua y también por la temperatura. Esto se da en los climas cálidos y húmedos.
Oxidación: metales + O2= óxidos
Disolución: las cargas de agua rodean las cargas de enlaces iónicos, aíslan y disuelven.
Hidratación: combinación de H2O, los minerales se hidratan y aumentan su volumen.
Hidrólisis: Se rompen con H2O todos lo enlaces de los minerales descomponiéndolos en otros más sencillos.
Carbonatación: El más importante, el 80% de todas las cordilleras del mundo son calizas (formadas de mineral, CO3Ca; carbonato cálcico), es muy duro y resistente e insoluble, pero cuando se liga a CO2+H2O (dióxido de carbono y agua) se transforma en bicarbonato cálcico y viceversa, esta es soluble y deleznable. Estos cambios dependen de la concentración de CO2, en un lugar con el agua revuelta como el mar la concentración de CO2 es mayor porque el agua atrapa el aire, sin embargo el agua estancada no se podrá mezclar con el dióxido de carbono.
La meteorización prepara las rocas para la erosión. Los agentes geológicos externos son fluidos en movimiento empujados por la energía solar que actúa a través del ciclo del agua.
La abrasión es la erosión por los sedimentos, hay varios tipos de abrasión: abrasión eólica y abrasión glacial.
El transporte selectivo consiste en transportar varios materiales de un mismo lugar de diferentes maneras, como saltación, reptación y suspensión. Sólo la de suspensión llegaran mas lejos que las demás por su nulo rozamiento.La energía del transporte consta de la gravedad, favorece el transporte en pendiente hasta que termina la energía gravitatoria cuando los materiales llegan a la cuenca sedimentaria, como las depresiones.Las mayores cuencas sedimentarias son las oceánicas, aquí se encuentran los geosinclinales; bordean al continente en zonas asísmicas. Los geosinclinales son el semillero de cordilleras, en la zona asísmica al convertirse en zona sísmica, se comenzarán a formar montañas por los restos sedimentarios localizados en ese área. Por eso se pueden encontrar fósiles en las altas montañas.
El ambiente Kárstico es un ambiente sedimentario formado por carbonatación en terrenos carbonatados. Las aguas ácidas producen disolución y generan cuevas.
Cuando las condiciones son convenientes, precipitan los carbonatos y forman estalactitas o estalagmitas.
Los detritos de tamaño medio las contienen las areniscas.
Y los conglomerados contienen detritos mayores.
La suma de la meteorización, la erosión, el transporte y la sedimentación producen química disolución, donde la sedimentación es por precipitación; se producen las rocas químicas y bioquímicas: como las calizas, el sílex (SiO2) y las evaporitas (sales y yesos).
Hay otro tipo de rocas llamadas orgánicas como el carbón y el petróleo
Las rocas sedimentarias mixtas como la Marga (arcilita más carbonato cálcico), la piedra ostionera (ostiones más grava)
La presión es litostática cuando se debe al peso de las rocas.
La presión es orogénica por el propio choque de placas.Los propios fluidos dentro de las rocas producen presión.La temperatura ,debida al gradiente geotérmico, es mayor cuanto mas cerca esté la roca del magma, por lo que se generaría una metamorfosis, pero recordemos que no puede llegar a fundirse, sino mantener una temperatura alta constante para que se pueda llevar a cabo este proceso.Los fluidos son agua debido a la deshidratación de las rocas generada por las altas temperaturas que hacen desprender el poco agua que tienen.Y fluidos con dióxido de carbono que producen carbonatación en las rocas transformándolas.La presencia de factores actuando durante miles de años son los que producen las transformaciones
La brechificación es el proceso que la roca sufre por presión en la superficie, llega a romperse por completo, pero la propia presión hace de compactación, y une los fragmentos rotos en una nueva roca
La temperatura en aumento actúa en las rocas procediendo a la recristalización; los cristales de las rocas se vuelven más grandes por uniones de otros cristales.
Los fluidos de dióxido de carbono y agua favorecen las reacciones químicas entre los minerales porque disminuyen la presión y temperatura necesarios para reaccionar. Así se originan nuevos minerales (transformaciones mineralógicas) unos minerales se transforman en otros. Depende de que minerales reaccionen y las condiciones de presión y temperatura tendrán diferentes transformaciones.
En el metamorfismo actúan conjuntamente la presión y la temperatura, pero puede ocurrir que predomine una sobre otra dando lugar diferentes tipos de metamorfismo.
Dinamometamorfismo: predomina la presión sobre la temperatura, forman las estructuras orientadas por presión tipo orogénicas (presión choque de las placas) y también por donde hay grandes fallas en superficie, entonces la roca se tritura.
Metamorfismo térmico: la temperatura predomina sobre la presión. El magma se aproxima a la roca sólida encajante. El magma transmite su alta temperatura a la roca, pero recordemos que no llega a fundirla, sino se transformaría en roca magmática.
Metamorfismo regional: la presión y temperatura son altas y se igualan. Regional por su expansión de miles de kilómetros cuadrados de roca metamórfica; son cordilleras, que se deben al choque de placas.
Metamorfismo gradual: aquí se cierra el ciclo de las rocas. Las rocas en la zona de subducción son obligadas a hundirse, las rocas sedimentarias son transformadas en metamórficas en el propio hundimiento, si continúa el hundimiento la roca metamórfica se vuelve magmática; su proceso es llamado magmatismo o anatexia.
x
Cuanto más ácida son más viscosas por lo que las erupciones son explosivas cuando las roca es ácida. La roca magmática ácida son muy claras (leucocratos).
Las erupociones son más tranquilas con rocas magmáticas básicas, son fluidas, se producen en zonas fisurales. Son más oscuras (melanocrátos).
El magma que está formado por minerales fundidos son menos densos que los que les rodean, si se les añade que hay una serie de fluidos que favorecen su desplazamiento, hace que el magma ascienda, por lo que se reduce la Temperatura, a medida que se van enfriando y comienzan a solidificarse. Cuando se solidifican se convierte en roca.
Consolidación magmática
Proceso de solidificación del magma. A medida que se va solidificando el magma van apareciendo los minerales por grupos; solidificación fraccionada, que consiste en que varios minerales se influyen juntos (solidifican juntos) pero a una temperatura intermedia entre todos los puntos de fusión de los minerales que se encuentran agrupados.Los minerales que están sólidos, al disminuir la temperatura ya no son estables, están fuera de su equilibrio, reaccionan con el resto de minerales que están fundidos transformándose en otros minerales. Si cambia el estado de nuevo procederá el mismo proceso, reaccionarán de nuevo los sólidos con lo minerales líquidos y cambiarán de nuevo los minerales.
Como la solidificación es fraccionada en el magma hay minerales sólidos y fundidos juntos. Estos tiene consecuencias, los minerales sólidos se quedan atrás respecto a los otro en erupción, los líquidos se acercan más a la superficie por compresión.Cuando el magma solidifica se pueden apreciar dos tipos de magma (diferenciación magmática) a partir de un solo magma único.Puede ocurrir que mientras consolida el magma asimile parte de las rocas encajantes sólidas (asimilación magmática) esto origina rocas magmáticas de diferentes composiciones viniendo del mismo magma.También antes de su consolidación el magma se puede fusionar con otro magma dando lugar a otras rocas magmáticas diferentes.
Génesis sedimentaria
Las rocas sedimentarias se originan en superficie con bajas presiones y temperaturas, más exactamente en la zona de contacto entre la atmósfera, hidrosfera y corteza. Van a formarse a partir de rocas preexistentes que ya estaban en las corteza que pueden ser rocas magáticas, metamórficas o sedimentarias previamente.Se forman por la acción del aire libre (interperie, humedad, CO2), por la acción de los agentes geológicos externos (vientos, rios, glaciares y mar). El efecto de la interperie y de los agentes geológicos externos son los procesos geológicos externos (meteorización ,erosión, transporte y sedimentación).Meteorización
Es el efecto del aire libre (interperie) sobre las rocas.La interperie tiene factores atmosféricos (temperatura, CO2, O2, H2O, seres vivos). Provoca cambios físicos o mecánicos (tamaño) la roca se rompe en trozos, cambios químicos (composición química de la roca).La meteorización es una rotura en un lugar concreto, es diferente a la erosión, que comienza cuando la roca meteorizada se mueve.
La termoplasticidad se origina en lugares donde hay altas temperaturas como en el desierto. La roca de día alcanza unos 60 ºC y de noche baja bruscamente hasta los -10 ºC. Este gran cambio de temperatura produce una rotura en las rocas.
En las altas montañas en cambio ocurre otro proceso parecido; la crioclasticidad. Durante el día el agua líquida se deposita en las grietas de las rocas. Por la noche el agua se congela y actúa como una cuña al aumentar el volumen rompiendo la roca.
En la bioclasticidad las raíces crecen bajo tierra y se entremeten igualmente por las grietas, estas raíces al desarrollarse aumentan de volumen y parten las rocas.
La haloclasticidad consiste en la disolución de las rocas a través de la precipitación de las sales en los huecos porosos de estas mismas.
Meteorización química
Son reacciones químicas que se dan en los minerales y el aire libre, está favorecida por la presencia del agua líquida o vapor de agua y también por la temperatura. Esto se da en los climas cálidos y húmedos.
Oxidación: metales + O2= óxidos
Disolución: las cargas de agua rodean las cargas de enlaces iónicos, aíslan y disuelven.
Hidratación: combinación de H2O, los minerales se hidratan y aumentan su volumen.
Hidrólisis: Se rompen con H2O todos lo enlaces de los minerales descomponiéndolos en otros más sencillos.
Carbonatación: El más importante, el 80% de todas las cordilleras del mundo son calizas (formadas de mineral, CO3Ca; carbonato cálcico), es muy duro y resistente e insoluble, pero cuando se liga a CO2+H2O (dióxido de carbono y agua) se transforma en bicarbonato cálcico y viceversa, esta es soluble y deleznable. Estos cambios dependen de la concentración de CO2, en un lugar con el agua revuelta como el mar la concentración de CO2 es mayor porque el agua atrapa el aire, sin embargo el agua estancada no se podrá mezclar con el dióxido de carbono.
La meteorización prepara las rocas para la erosión. Los agentes geológicos externos son fluidos en movimiento empujados por la energía solar que actúa a través del ciclo del agua.
Erosión
Cambio mecánico o químico de las rocas asociado a un cambio de posición. Puede ser desgaste en forma sólida que corresponde con el cambio mecánico, y la disolución con el cambio químico con transporte.La abrasión es la erosión por los sedimentos, hay varios tipos de abrasión: abrasión eólica y abrasión glacial.
Transporte y sedimentación
Cambio de posición de los sedimentos físico (en sólido) y químico (en disolución).El transporte selectivo consiste en transportar varios materiales de un mismo lugar de diferentes maneras, como saltación, reptación y suspensión. Sólo la de suspensión llegaran mas lejos que las demás por su nulo rozamiento.La energía del transporte consta de la gravedad, favorece el transporte en pendiente hasta que termina la energía gravitatoria cuando los materiales llegan a la cuenca sedimentaria, como las depresiones.Las mayores cuencas sedimentarias son las oceánicas, aquí se encuentran los geosinclinales; bordean al continente en zonas asísmicas. Los geosinclinales son el semillero de cordilleras, en la zona asísmica al convertirse en zona sísmica, se comenzarán a formar montañas por los restos sedimentarios localizados en ese área. Por eso se pueden encontrar fósiles en las altas montañas.
El ambiente Kárstico es un ambiente sedimentario formado por carbonatación en terrenos carbonatados. Las aguas ácidas producen disolución y generan cuevas.
Cuando las condiciones son convenientes, precipitan los carbonatos y forman estalactitas o estalagmitas.
Clasificación de rocas sedimentarias
Las rocas detríticas se clasifican por el tamaño de los detritos o sedimentos. Las limolitas yarcilitas contienen tamaño pequeño de detritos.Los detritos de tamaño medio las contienen las areniscas.
Y los conglomerados contienen detritos mayores.
La suma de la meteorización, la erosión, el transporte y la sedimentación producen química disolución, donde la sedimentación es por precipitación; se producen las rocas químicas y bioquímicas: como las calizas, el sílex (SiO2) y las evaporitas (sales y yesos).
Hay otro tipo de rocas llamadas orgánicas como el carbón y el petróleo
Las rocas sedimentarias mixtas como la Marga (arcilita más carbonato cálcico), la piedra ostionera (ostiones más grava)
Génesis Metamórfica
El metamorfismo son cambios físicos y químicos que sufren las rocas sometidas a altas presiones, temperatura y fluidos, pero siempre en estado sólido.La presión es litostática cuando se debe al peso de las rocas.
La presión es orogénica por el propio choque de placas.Los propios fluidos dentro de las rocas producen presión.La temperatura ,debida al gradiente geotérmico, es mayor cuanto mas cerca esté la roca del magma, por lo que se generaría una metamorfosis, pero recordemos que no puede llegar a fundirse, sino mantener una temperatura alta constante para que se pueda llevar a cabo este proceso.Los fluidos son agua debido a la deshidratación de las rocas generada por las altas temperaturas que hacen desprender el poco agua que tienen.Y fluidos con dióxido de carbono que producen carbonatación en las rocas transformándolas.La presencia de factores actuando durante miles de años son los que producen las transformaciones
Procesos metamórficos
Lo más peculiar de la metamorfósis es que tienen estructuras orientadas como las pizarras que están compuestas por capas, sin embargo, con un aumento de presión pasará a convertirse en escamas, esquiostisidad y cristales orientados, progresivamente. Siempre la orientación de los cristales serán perpendiculares a la dirección de la presión.La brechificación es el proceso que la roca sufre por presión en la superficie, llega a romperse por completo, pero la propia presión hace de compactación, y une los fragmentos rotos en una nueva roca
La temperatura en aumento actúa en las rocas procediendo a la recristalización; los cristales de las rocas se vuelven más grandes por uniones de otros cristales.
Los fluidos de dióxido de carbono y agua favorecen las reacciones químicas entre los minerales porque disminuyen la presión y temperatura necesarios para reaccionar. Así se originan nuevos minerales (transformaciones mineralógicas) unos minerales se transforman en otros. Depende de que minerales reaccionen y las condiciones de presión y temperatura tendrán diferentes transformaciones.
Tipos de metamorfismo
Dinamometamorfismo: predomina la presión sobre la temperatura, forman las estructuras orientadas por presión tipo orogénicas (presión choque de las placas) y también por donde hay grandes fallas en superficie, entonces la roca se tritura.
Metamorfismo térmico: la temperatura predomina sobre la presión. El magma se aproxima a la roca sólida encajante. El magma transmite su alta temperatura a la roca, pero recordemos que no llega a fundirla, sino se transformaría en roca magmática.
Metamorfismo regional: la presión y temperatura son altas y se igualan. Regional por su expansión de miles de kilómetros cuadrados de roca metamórfica; son cordilleras, que se deben al choque de placas.
Metamorfismo gradual: aquí se cierra el ciclo de las rocas. Las rocas en la zona de subducción son obligadas a hundirse, las rocas sedimentarias son transformadas en metamórficas en el propio hundimiento, si continúa el hundimiento la roca metamórfica se vuelve magmática; su proceso es llamado magmatismo o anatexia.
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