Minerales y Rocas

¿Qué son los Minerales?

Un mineral es una sustancia sólida, inorgánica, natural, con una estructura interna ordenada y una composición química definida (ejemplos: calcita, cuarzo, feldespato).

¿Qué son las Rocas?

Las rocas son asociaciones o agrupaciones de minerales. Pueden estar constituidas por un único mineral principal (cuarcita, caliza, mármol) pero más frecuentemente están formadas por varios minerales principales (arenisca, arcillitas o lutitas, granito).

Clasificación de Minerales

Los criterios que se utilizan para la clasificación de minerales son dos:

• Composición química: Establece los principales grupos de minerales. Según el anión o grupo aniónico que se combina con diferentes cationes, definimos los distintos grupos (ejemplos: óxidos, carbonatos).
• Estructura interna cristalina: Permite subdivisiones dentro de cada grupo. Por ejemplo, en el grupo de los carbonatos, existen minerales con la misma composición química pero diferente estructura, como la calcita (sistema trigonal) y el aragonito (sistema ortorrómbico).

En los silicatos, el grupo aniónico es el SiO₄^4-, que se combina con cationes (Al, Ca, Ti, Fe, Mg, K, Na, Mn, P) para formar distintos tipos de silicatos. Los grupos aniónicos SiO₄^4- presentan formas de tetraedros y, combinados entre sí y con diferentes cationes, generan cadenas, anillos, capas, parejas y diferentes estilos de agrupaciones de tetraedros. Así definimos los distintos grupos de silicatos: (nesosilicatos, sorosilicatos, ciclosilicatos, inosilicatos, filosilicatos, tectosilicatos).

Tipos de Rocas

Rocas Ígneas

Provienen de fundidos del interior terrestre. Se clasifican según:

• Composición químico-mineralógica:
  • Rocas ígneas máficas o básicas: Pobres en Si, ricas en Mg, Fe; formadas por minerales máficos como olivino y piroxenos.
  • Rocas ígneas intermedias: Contenidos intermedios en Si, Fe, Mg; formadas por minerales máficos (piroxenos, anfíboles, biotita) y minerales félsicos (feldespatos, cuarzo).
  • Rocas ígneas félsicas o ácidas: Contenidos altos en Si y pobres en Mg, Fe; formadas por minerales félsicos: cuarzo, feldespatos, moscovita; escasos minerales máficos (biotita).
• Nivel de emplazamiento:
  • Rocas ígneas plutónicas: Se emplazan y enfrían en profundidad, lentamente, y sus texturas son de grano grueso (texturas faneríticas).
  • Rocas ígneas volcánicas: Ascienden hasta la superficie, donde se enfrían bruscamente formando texturas con tamaño de cristales muy fino (texturas afaníticas).

Rocas Metamórficas

Provienen de la transformación, en estado sólido y asistida por H₂O, de rocas previas al variar las condiciones de presión y temperatura. Se clasifican en función de:

• Protolito (roca previa):
  • Arcilla o lutita: pizarra-filita-esquisto-paragneis-migmatita (serie metamórfica de menor a mayor grado o P-T).
  • Granito: granito deformado-ortogneis-migmatita.
• Texturas:
  • Rocas metamórficas foliadas: Con sus minerales orientados.
  • Rocas metamórficas no foliadas: Sin orientación preferente de sus minerales.
• Minerales índice: Minerales que determinan el grado de metamorfismo de la roca. Se forman durante el proceso de aumento o variación de P y T. De menor a mayor grado: clorita – moscovita – biotita – granate – estaurolita – andalucita – silimanita.

Rocas Sedimentarias

Provienen de la precipitación/decantación de partículas minerales en cuencas sedimentarias. Se dividen en:

• Rocas detríticas o clásticas: Provienen de la erosión de rocas previas, transporte y sedimentación. Se clasifican según el tamaño de grano: gravas, arenas, limos y arcillas. Las gravas y las arenas suelen estar formadas por cuarzo y, en menor proporción, por feldespatos y arcillas. Los limos-arcillas están formadas por filosilicatos.
• Rocas químicas: Provienen de la precipitación química/bioquímica de minerales dentro de la propia cuenca sedimentaria marina o lacustre. Las más abundantes son las carbonatadas (calizas, dolomías, formadas por partículas minerales de calcita/dolomita). Otros grupos menos abundantes son las silíceas (radiolaritas), evaporitas (yesos) y los carbones.

Calizas

Se forman principalmente en cuencas sedimentarias marinas (plataformas continentales). Sus componentes minerales son partículas de calcita (CaCO₃) que provienen, en gran parte, de fragmentos de conchas de invertebrados marinos. Las partículas minerales de calcita pueden formar cementos o matriz (componentes ortoquímicos) o ser componentes aloquímicos (formados en otras partes de la cuenca y transportados).

Estructura Interna de la Tierra

Modelo Estático

• Corteza (<1% volumen de la Tierra):
  • Continental (35-45 km, composición variable)
  • Oceánica (3-15 km, composición basáltica)
• Manto (82% volumen de la Tierra, composición peridotita):
  • Superior (hasta 410 km)
  • Zona de transición (410-660 km)
  • Inferior (660-2900 km)
• Núcleo (~17% volumen, ~32% masa de la Tierra, composición Fe (80%), Ni (5-10%), S, O):
  • Externo (2900-5170 km)
  • Interno (5170-6370 km)

Los cambios en las propiedades mecánicas del manto a 410 y 660 km de profundidad se deben a cambios en la estructura de los minerales. En los 200 km inferiores del manto (capa D’’) desciende la velocidad de las ondas P.

Modelo Dinámico

• Litosfera: Comprende la corteza y parte del manto superior. Es relativamente rígida y fría. Espesor medio de 100 km (hasta 250 km bajo áreas continentales antiguas, varios km bajo dorsales oceánicas).
• Astenosfera: Zona relativamente blanda, plástica y dúctil, hasta unos 660 km de profundidad. Contiene la zona de baja velocidad (LVZ), con una pequeña proporción (~1%) de fusión parcial.

Estructuras Sedimentarias

Marcas y formas producidas por procesos naturales (sedimentación y diagénesis). Nos dan información sobre el medio sedimentario y criterios de polaridad estratigráfica.

Tipos

• Primarias (originadas durante la sedimentación):
  • Inorgánicas:
    • De ordenamiento interno: estratificación, ripples, dunas, estratificación cruzada, granoselección, imbricación de cantos.
    • Erosivas: flute-marks, groove-marks, crescent-marks.
    • De deformación: grietas de desecación.
  • Orgánicas: arrecifes, estromatolitos, icnofósiles.
• Secundarias o diagenéticas: nódulos, birdeseyes.

Polaridad Estratigráfica

Criterios de polaridad de los estratos (ripples, dunas, estratificación cruzada, granoselección, marcas erosivas, grietas de desecación, estructuras orgánicas).

Discontinuidades Estratigráficas

Interrupciones en el registro sedimentario (periodos sin sedimentación con o sin erosión):

• Paraconformidad: Estratos concordantes y superficie de discontinuidad paralela a ellos.
• Disconformidad: Estratos paralelos y superficie de discontinuidad irregular por erosión.
• Discordancia angular: Estratos no paralelos y superficie de discontinuidad plana o irregular.
• Inconformidad: Rocas sedimentarias depositadas sobre rocas no estratificadas (ígneas o metamórficas).