Minerales y Rocas: Propiedades, Clasificación, Génesis y Tipos

Los minerales son sólidos, inorgánicos y naturales, con una estructura interna definida y una composición química propia, que les confiere propiedades físicas y químicas únicas.//

Estructura interna

La estructura interna puede ser amorfa o cristalina. Existen excepciones:

• Polimorfismo: misma composición química, estructura diferente.
• Isomorfismo: misma estructura, composición química diferente.
• Pseudomorfismo: la forma se conserva pero es adquirida por otro mineral. Pueden ser de: pérdida de constituyente, adquisición de constituyente, cambio parcial de constituyente o cambio total de constituyente.

Propiedades de los minerales

1. Hábito: es la manera en que suele formarse un mineral.
2. Brillo: metálico o no metálico (vítreo, adamantino, resinoso, graso, nacarado, perlado o terroso).
3. Color: idiocromático y alocromático.
4. Raya: color del polvo del mineral.
5. Tenacidad: frágil, maleable, séctil, dúctil, elástico o flexible.
6. Dureza: escala de Mohs: talco (1), yeso (2), calcita (3), fluorita (4), apatito (5), ortosa (6), cuarzo (7), topacio (8), corindón (9), diamante (10). Referencias prácticas: uña (2,5), moneda (3,5), vidrio (5,5), navaja o acero (6,5).
7. Exfoliación
8. Fractura: concoidea, lisa, irregular, astillosa o terrosa.
9. Peso específico (densidad).
10. Magnetismo, radiactividad y luminiscencia.

Grupos minerales

• I. Elementos nativos: sin combinar con otros minerales (metales nativos, semimetales nativos y no metales nativos).
• II. Sulfuros: combinación de azufre (S) con un elemento metálico.
• III. Haluros: Cl, Br, I, F + metal.
• IV. Óxidos e hidróxidos: 1-2 elementos + O o agua.
• V. Carbonatos, nitratos y boratos: anión carbonato, nitrato o borato + metal.
• VI. Sulfatos y wolframatos: estructura cristalina con S o W en el centro y O en los vértices.
• VII. Fosfatos: anión fosfato + metal.
• VIII. Silicatos:
  • Nesosilicatos: tetraedros de Si y O aislados.
  • Sorosilicatos: dos tetraedros comparten un vértice de O.
  • Ciclosilicatos: anillos de 3, 4 o 6 tetraedros.
  • Inosilicatos: tetraedros unidos en cadenas sencillas (piroxenos) o dobles (anfíboles).
  • Filosilicatos: tetraedros que forman anillos hexagonales dando capas.
  • Tectosilicatos: tetraedros unidos en una red tridimensional.

Arcillas hinchables

Son filosilicatos que forman capas, entre las cuales se sitúan cationes para que no se repelan. Si en lugar de catión hay agua, el mineral se hincha porque el agua ocupa más espacio que el catión.

Rocas

Las rocas son materiales de composición heterogénea formados por dos o más minerales, pueden ser sólidas o líquidas. Sus características dependen de su composición química y de su génesis. Pueden ser monominerales (un mineral) o poliminerales (varios minerales). Existen tres tipos principales: ígneas, sedimentarias y metamórficas.

Rocas ígneas

Se solidifican a partir del magma.

• Plutónicas o intrusivas: enfriamiento lento bajo la superficie, con cristales grandes.
• Volcánicas o extrusivas: enfriamiento rápido, con cristales pequeños o textura vítrea y diaclasas (fracturas de enfriamiento).

Clasificación según el contenido de sílice

• Ultrabásicas: sin cuarzo, con muy poca sílice y muy poco viscosas. Ejemplo: peridotita (plutónica).
• Básicas: sin cuarzo. Ejemplos: gabro (plutónica) y basalto (volcánica).
• Intermedias: poco o nada de cuarzo. Ejemplos: diorita (plutónica) y andesita (volcánica).
• Ácidas: mucho cuarzo, más viscosas. Ejemplos: granito (plutónica) y riolita (volcánica).

Cristalización del magma

Al enfriarse el magma, los iones forman estructuras cristalinas. Los minerales con mayor punto de fusión cristalizan antes, según la serie de Bowen. La diferenciación magmática es el proceso mediante el cual la composición de la parte líquida cambia mientras el magma cristaliza.

Texturas ígneas

• Pegmatítica: enfriamiento lento, cristales muy grandes.
• Faneríticas: enfriamiento lento, cristales grandes y visibles (plutónicas).
• Afaníticas: enfriamiento rápido, cristales pequeños (volcánicas).
• Porfídica: enfriamiento lento seguido de rápido; cristales grandes dentro de una matriz de cristales pequeños (volcánicas).
• Vítrea: enfriamiento muy rápido, sin cristales, con vacuolas.
• Piroclástica: fragmentos afaníticos, faneríticos y vítreos expulsados por una chimenea volcánica.

Rocas sedimentarias

Se forman a partir de sedimentos. Su formación es un proceso lento que comprende meteorización, erosión, transporte, sedimentación y diagénesis. Presentan estratos, separados por planos de estratificación.

Diagénesis

Conjunto de cambios físicos, químicos y biológicos que ocurren en los primeros kilómetros de la corteza terrestre y a temperaturas menores de 200 ºC; si superan estas condiciones, se trata de metamorfismo. Depende de la presión, temperatura, pH, factores litológicos y tiempo.

Procesos: compactación, cementación, disolución por presión, recristalización, sustitución (polimorfos), metasomatización (pseudomorfos) y neoformación.

Sedimentarias detríticas (clásticas)

Componentes: porosidad, clastos (esqueleto de la roca), matriz (partículas de menor tamaño) y cemento.

• Estructura: clastosostenida (más clastos que matriz) o no clastosostenida (más matriz que clastos).
• Textura: aspecto de las partículas, agente erosivo y distancia recorrida. Selección: muy buena, buena, pobre o mala. Forma de los granos: redondeados o angulosos.

Clasificación:

• Conglomerados y brechas (ruditas): cantos mayores de 2 mm. Sin cemento ni matriz: gravas (o cantos si superan 256 mm). Con cemento y matriz: brechas (cantos angulosos) y conglomerados (cantos redondeados). Según la naturaleza de los cantos: oligomícticos (de una misma naturaleza) o polimícticos (de distinta naturaleza).
• Areniscas: granos entre 62 µm y 2 mm. Sin cementar: arenas; cementadas: areniscas. Clasificación de Pettijohn según la presencia de cuarzo.
• Lutitas: granos menores de 63 µm, con 75 % de arcilla y limo. Sin compactar: limo y arcilla; compactadas: limonita y arcillita.

Sedimentarias químicas

Se forman por precipitación de material disuelto, de dos formas: inorgánicas (evaporación) y orgánicas (origen bioquímico).

• Calizas: rocas sedimentarias químicas más abundantes, formadas por CaCO₃. Su génesis es mayoritariamente bioquímica. Están compuestas por granos, matriz y cemento. Según su composición mineralógica: calcita, aragonito o dolomita.
• Evaporitas: precipitación química a partir de soluciones saturadas de sales alcalinas y alcalinotérreas, por evaporación del agua en lagunas.
• Silíceas no detríticas:
  • De origen orgánico: radiolaritas, espongiolitas y diatomitas.
  • De origen químico: chert, sílex y pedernal.
• Aluminico-ferruginosas: lateritas (colores rojizos) y bauxitas (colores blancos); areniscas ferruginosas (areniscas con cemento ferruginoso).
• Fosfatadas: fosfatos de calcio, como el guano.
• Organógenas: de origen vegetal, formadas en pantanos por acción de bacterias anaerobias. Ejemplos: petróleo, carbón y gas natural.

Estructuras sedimentarias

• Primarias: se forman durante el depósito (laminación horizontal, rizaduras, dunas, estratificación cruzada, impacto de gotas y grietas de desecación).
• Secundarias: se forman durante la diagénesis.

Rocas metamórficas

Se forman a partir de otras rocas por cambios en su estado sólido. Si contienen fósiles, la roca original era una caliza; si presentan poros, no están metamorfizadas; si hay agua, esta entra por fracturas. El metamorfismo produce cambios mineralógicos (transformación de minerales en otros y recristalización) y cambios texturales (reorientación de minerales por presión).

Factores del metamorfismo

• Presión confinante: proviene del peso de las rocas y sedimentos; causa pérdida de poros y aumento de la densidad de la roca madre (recristalización en polimorfos).
• Presión dirigida: diferencias de presión en el sentido de las placas litosféricas; provoca rotación de granos, recristalización de minerales y cambios en la forma de los granos.
• Temperatura: asociada al gradiente geotérmico; origina cristales más grandes y nuevas especies minerales.
• Presión de fluidos: presión del agua en los poros y deshidratación de minerales hidratados; provoca recristalización de granos, disolución donde hay más presión y precipitación donde hay menos, y nuevas especies minerales.
• Roca madre: las rocas metamórficas son similares a su roca madre; cada roca madre da lugar a una roca metamórfica característica.

Procesos metamórficos

• Brechificación o trituración (presiones tectónicas dirigidas).
• Reorientación de minerales planares (esquistosidad o foliación).
• Deshidratación, recristalización y reajustes minerales y químicos (desaparición de minerales metaestables).
• Metasomatismo (incorporación de sustancias externas al sistema metamórfico).

Grado de metamorfismo

Valores de presión y temperatura necesarios para formar un mineral índice.

Facies metamórficas: asociaciones de minerales estables para una presión y temperatura determinadas, que indican el grado de metamorfismo experimentado por la roca. Existen ocho facies:

• Zeolita
• Esquisto verde (clorita, epidota, almandino, sillimanita)
• Anfibolita
• Granulita
• Esquisto azul (jadeíta, glaucofana, lawsonita, albita, moscovita, granate)
• Eclogita
• Corneanas hornbléndicas
• Corneanas piroxénicas

Tipos de metamorfismo

• Térmico o de contacto: ocurre cerca de una intrusión ígnea; cuanto más cerca, más metamorfismo. Forma una aureola; las rocas resultantes se llaman corneanas (hornfels), compactas y sin foliación.
• De presión o dinámico: presión dirigida en planos de falla. Produce tres tipos de roca:
  • Brecha de falla: roca rota y aplastada, no cohesiva y sin foliación, en superficie.
  • Harina de falla: en superficie, no cohesiva y sin foliación.
  • Milonita de falla: a mayor profundidad, cohesiva y con foliación.
• Regional: aumento de temperatura y presión en zonas de convergencia de placas.