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GEOLOGÍA

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Índice de contenidos TEMA 4 La escala del tiempo geológico. Geocronología absoluta.. Geocronología relativa TEMA 5 Concepto de mineral Propiedades de los minerales Clasificación de los minerales Principales minerales no silicatados Silicatos Cuestiones de Mineralogía TEMA 6 Concepto de roca. Clasificación genética de las rocas Procesos magmáticos Composición química y mineralógica de las rocas ígneas Texturas de las rocas ígneas Afloramientos Clasificación de las rocas ígneas TEMA 7 Procesos metamórficos. Tipos de metamorfismo. Composición química y mineralógica de las rocas metamórficas. Textura de las rocas metamórficas. Facies metamórfica. Principales series de rocas metamórficas TEMA 8 Procesos sedimentarios: meteorización, sedimentación y diagénesis. Medios y cuencas sedimentarios. Texturas y estructuras de las rocas sedimentarias. Clasificación y génesis de las principales rocas sedimentarias. Estratigrafía. TEMA 9 Características internas de la Tierra Métodos de estudio

TEMA 4

m.a. EÓN ERA PERIODO ÉPOCA Fanerozoico Cenozoico Cuaternario Holoceno Pleistoceno 65 Terciario Plioceno Mioceno Oligoceno Eoceno Paleoceno 250 Mesozoico Cretácico Jurásico Malm Doger Lias Triásico 540 Plaeozoico Pérmico Carbonífero Devónico Silúrico Ordovicico Cámbrico Azoico 4500 LA ESCALA DEL TIEMPO GEOLÓGICO La presencia de fósiles (vida) sirvió de base para dividir la historia de la Tierra en dos grandes eones :

• Azoico = sin vida (también denominado Proterozoico)
• Fanerozoico = vida visible El eón Fanerozoico se divide en eras : Paleozoico (vida antigua), Mesozoico (vida media) y Cenozoico (vida reciente). Los límites entre las divisiones en la escala del tiempo geológico representan épocas de cambios geológicos o biológicos significativos. El límite entre Paleozóico y Mesozóico (Permotriásico) se conoce como primera crisis biótica hace 250 M.a. Tiene especial interés el límite entre el Mesozoico y el Cenozoico

(límite K-T) hace 66m.a. Segunda crisis biótica. Las eras se dividen en periodos que se caracterizan por un cambio menos profundo en la forma de vida. Los periodos se dividen en épocas. GEOCRONOLOGÍA Es la parte de la Estratigrafía que trata de la determinación de la edad de los procesos geológicos y de las rocas que los registran. Es uno de los objetivos más importantes de la Estratigrafía y la Geología Histórica Se basa en : Geocronología relativa. Determina el orden en el que se suceden las rocas y los procesos geológicos. No se datan los materiales. Edad relativa Geocronología absoluta Precisa la magnitud del tiempo transcurrido desde que se formó una rocao tuvo lugar un proceso determinado. Edad absoluta Métodos de geocronologia absoluta a) Absoluta (no radiactiva )

1. Espesor de los sedimientos » la velocidad de depósito puede variar y el espesor se reduce
2. Varvas glaciares (depósitos glaciares) » Arena  arcilla » depósitos estacionales (cada claro + oscuro = 1 año)
3. Dendrocronología
4. Esqueletos corales  anillos anuales
5. Fósil guía / Fósil banal  Ej: Ignitas – Ignofósil b) Métodos radiactivos

• Isotopo radiactivo (intestable) por radación alfa, beta o gamma pasa a ser estable
• No se puede aplicar en rocas sedimentarias
• Porporción C^14 /C^12 t= 5750 años
• K-Ar t= 1'3 · 10^9 años Geocronologia relativa Determina el orden en el que se suceden las rocas y los procesos geológicos. No puede decirnos cuánto hace que sucedió algo, sólo que ocurrió primero un acontecimiento y luego otro. Reglas o principios :
• Ley de superposición de los estratos. “En una secuencia no deformada de rocas sedimentarias, cada estrato es más antiguo que el que tiene por encima”

TEMA 5. MINERALES

CONCEPTO DE MINERAL :

Elemento o compuesto químico con:

• composición química definida
• disposición ordenada de las partículas (sistema cristalino)
• formado mediante un proceso geológico (magmático, sedimentario o metamórfico),
• estable dentro de unos límites de presión y temperatura Ej de minerales:
• Olivino [(MgFe) 2 SiO 4 ]
• Ópalo [SiO4+H2O]  Mineraloide  Estructura amorfa (no cristaliza)
• Zircón [ZnSiO 4 ]
• Orige magmático (fases del enfriamiento del magma)
• ortomagmático
• pegmatítico
• hidrotermal
• Origen sedimentario
• placeres (sitios de acumulación de arenas)
• evaporítico
• precipitación químia o bioquímica
• alteración de minerales ya existentes (minerales secundarios)

• Polimorfismo = misma composición y estructura diferente Ej: diamante y grafito

• Factores :
• Composición química
• Enlace químico predominante entre los átomos del mineral
• Estrtuctura cristalina
• Defectos estructurales
• Ej: Berilo = Al 2 Be 3 Si 6 O 18 (incoloro) Esmeralda susitute Al por Cr3+^  defecto estructural (no son frecuentes)

PROPIEDADES FISICAS DE LOS MINERALES

• Propiedades escalares
  • Densidad: ρ = m/V g/cm^3
  • Peso específico Ξ G = peso del mineral / peso de volumen equivalente de H 2 O medido a 4ºC
  • Propiedades sensoriales (olor, sabor)
• Propiedades vectoriales a) Propiedades mecánicas :
• dureza: resistencia de un mineral a ser rallado. Se mide en la escala de Mohs. Propiedad anisótropa exponencial (no lineal)
• La cianita o distena tiene dos durezas (H=7 y H=5) 1 Talco Se puede rayar fácilmente con la uña Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 2 Yeso Se puede rayar con la uña con más dificultad CaSO 4 ·2H 2 O 3 Calcita Se puede rayar con una moneda de cobre CaCO 3 4 Fluorita Se puede rayar con un cuchillo de acero CaF 2 5 Apatito Se puede rayar difícilmente con un cuchillo Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH-,Cl-,F-) l 6 Ortosa Se puede rayar con una lija para el acero KAlSi 3 O 8 7 Cuarzo Raya el vidrio SiO 2 8 Topacio Rayado por herramientas de carburo de wolframio Al 2 SiO 4 (OH-,F-) 2 9 Corindón Rayado por herramientas de carburo de silicio Al 2 O 3 10 Diamante El material más duro en esta escala (rayado por otro diamante).
• exfoliación: tendencia de un mineral a romperse en planos relacionados con la estructura del cristal
• Cúbica - se rompe siguiendo planos de cubo
• Octaédrica
• Láminar
• Hay varios niveles, en plan, perfecta, buena, etc.
• partición: tendencia de un mineral a romperse seguiendo planos d debilidad estructural
• fractura: tendencia de un mineral a romperse por planos que no son ni de exfoliación ni de partición
• Concoide – forma curva. Es la más usual. Ej: Cuarzo
• tenacidad: resistencia de un mineral a ser molido/partido/ roto/desgarrado/doblado
• Ductil  en hilo. Ej: Oro

Hábito/Forma Aspecto del mineral en la naturaleza

• Hábito aciuclar  aspecto de agujas
• Hábito fibroso  aspecto de fibras
• Hábito granular  aspecto de granulos PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS MINERALES
• reacción con ácidos Propiedades diagnósticas: Aquellas que sirven para reconocer un mineral
• Peso específico
• Forma cristalina (hábito)
• Brillo
• Color
• Raya o huella
• Dureza
• Exfoliación
• Propiedades ópticas especiales Son las que se pueden determinar mediante la observación o realizando una prueba sencilla Conceptos importantes: Yacimiento mineral: Parte de la corteza terrestre donde, por procesos geológicos, se formaron o se forman sustancias minerales útiles, que pueden ser explotadas, con beneficio económico, con los medios técnicos actuales. Depósito mineral o criadero mineral. Minerales petrogenéticos o esenciales: Son aquellos minerales importantes formadores de rocas. Mineral presente en una roca que sirve para clasificarla. Mineral accesorio: Mineral que aparece en proporción reducida (<5%) en la composición de una roca. Mena: Roca o sustancia de la que pueden extraerse minerales o metales de utilidad, con beneficio económico. Ganga: Conjunto de sustancias minerales presentes en la mena que, por carecer de valor o utilidad, son separadas o eliminadas de acuerdo a especificaciones de mercado, con los medios técnicos disponibles.

CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES

Clase 1. Elementos nativos Clase 2. Sulfuros y sulfosales Clase 3. Haluros Clase 4. Óxidos e hidróxidos Clase 5. Carbonatos (nitratos y boratos) Clase 6. Sulfatos (molibdatos, wolframatos y cromatos) Clase 7. Fosfatos (arseniatos y vanadatos) Clase 8. Silicatos Se clasifican según su composición química, en función de su fupo aniónico Mismo anión = estructura similar = Propiedades químicas parecidas Los silicatos son los minerales petrogenéticos por excelencia Clase 1. ELEMENTOS NATIVOS Representan el 0.1% de todos los minerales. Son generalment eminerales accesorios. Se subdividen en metales y no metales. Metales : Oro (Au), platino (Pt), plata (Ag), cobre (Cu), hierro(Fe). Por su resistencia a la alteración se pueden encontrar en placeres (arenas fluviales). No metales : Azufre (S), diamante (C) y grafito (C). El azufre tiene origen volcánico El grafito es metamórfico de origen orgánico El diamante se puede encontrar en kimberlitas (ígneas) y en placeres (origen secundario) Clase 2. SULFUROS

• Grupo aniónico principal S^2 -. Fórmula general Mx Sy.
• Propiedades físicas derivadas de tener en parte enlace metálico.
• Origen común de la mayoría de los sulfuros: hidrotermal, formando filones o venas. Principales minerales: Galena PbS : sistema cúbico, menadeplomo. Esfalerita o blenda ZnS : sistema cúbico, mena de zinc. Pirita FeS 2 : sistema cúbico. Sulfuro más extendido.

Clase 5. CARBONATOS

• Grupo aniónico CO 32 -.
• Algunos son importantes formadores de rocas sedimentarias.
• Tienen tendencia a formar sales dobles.
• Reaccions con ácidos ◦ CO 32 -^ + H+^ ⇋ CO 2 ↑
• Formación por precipitación química/bioquímica Minerales más comunes
• CaCO 3
  • Calcita (trigonal). Sedimentaria. Pecursora del Marmol
    • Siderita FeCO 3  Isomorfo
    • Rodocrosita MnCO 3
    • Smithsonita ZnCO 3
    • Magnesita MgCO 3 R catión < Ca
  • Aragonito (rómbico)Polimorfo de la calcita
    • Cerusita PbCO 3
    • Witherita BaCO 3
    • Estroncianita SrCO 3 R catión > Ca  Isomorfo : compustos minerales con diferente composición química pero la misma estructura Carbonatos dobles: Dolomita MgCa(CO 3 ) 2 (forma Dolomias, roca sedimentaria), Anquerita CaFe(CO 3 ) 2. Carbonatos hidratados: Malaquita Cu 2 CO 3 (OH) 2 , Azurita Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 Clase 6. SULFATOS
• Grupo aniónico SO 42 -.
• Pocos de estos minerales son importantes minerales petrogenéticos Anhidrita CaSO 4 :Rómbico.Origenevaporítico. Barita BaSO 4 : Rómbico. Incoloro o blanco, brillo vítreo. Bastante denso. Origen hidrotermal. Mena de Ba. Celestina SrSO 4 : Rómbico. Origen hidrotermal. Mena de Sr. Anglesita PbSO 4 : Rómbico. Origen por alteración de minerales de Pb. Yeso CaSO 4 .2H 20 : Monoclínico. Habito tabular o masivo. Frecuentes maclas. Dureza 2. Color blanco, grisaceo o rojizo. Origen evaporítico. Aplicaciones: producción de escayola, construcción y ornamental.

Clase 7. FOSFATOS Apatito Ca 5 (PO 4 ) 3 (F-,Cl-,OH-) : Sistema hexagonal. Color blanco o verde (variedad esparraguina). Fosforescente. Mineral accesorio en rocas ígneas. También pegmatítico. Asociado a rocas metamórficas. Sedimentario por precipitación bioquímica en aguas marinas (fosforitas). Aplicación comof ertilizante. CLASE 8: SILICATOS Grupo aniónico SiO 44 -. Son los minerales petrogenéticos más importantes y abundantes (alrededor del 90% de todos los minerales de la corteza terrestre). Las razones de su abundancia son:

• El O, Si y Al son los elementos más abundantes de la corteza.
• La gran diversidad de estructuras que se pueden formar con el grupo aniónico principal.
• Facilidad de formación de series isomórficas de minerales de- bido a la complejidad estructural y a que se forman, en general, a altas temperaturas. *Serie isomórfica: misma estructura y composición química gradual CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SILICATOS
• El grupo aniónico SiO 4 tiene coordinación tetraédrica.
• El enlace Si-O es fuerte: 50% iónico y 50% covalente.
• Los tetraedros SiO 4 pueden polimerizarse compartiendo oxígenos. De neso a tecto aumenta el grado de polimerización.
• Son muy frecuentes las sustituciones isomórficas dando lugar a series continuas de minerales.
• La mayoría se forman a altas temperaturas.
• Son constituyentes esenciales de rocas ígneas y metamórficas.
• Los minerales resistentes a la meteorización también se encuentran en rocas sedimentarias. CLASIFICACIÓN ESTRUCTURAL DE LOS SILICATOS Los silicatos se clasifican atendiendo al grado de polimerización de los tetraedros SiO 4 en seis subclases:

Importantes formadores de la fracción mineral de los suelos. Ej.: Biotita, moscovita, talco, caolinita

6. Tectosilicatos : SiO 2. Relación Si/O = 1/ Todos comparten todos los átomos de oxígeno. Estructura tridi- mensional. Son los silicatos más polimerizados. En general son duros, de colores claros. Son los silicatos más abundantes en las ro- cas Se subdividen en cuatro grupos:
   1. Grupo de la sílice. Cuarzo y sus varieda- des. SiO 2. Ej.: Cuarzo, tridimita y cristoba- lita o Variedades macrocristalinas ▪ Cuarzo cristal de roca ▪ Amatista ▪ Cuarzo rosa  masivo ▪ Cuarzo citrino (falso topacio) ▪ Cuarzo ahumado ▪ Jacintos de Compostela o Variedades microcristalinas ▪ Ágata ▪ Calcedonia ▪ Ónice ▪ Jaspe o Ópalo [SiO 2 (H 2 O) (^) n]  amorfo
   2. Feldespatos (Ortosa) o Serie de los feldespatos alcalinos Ortosa [KAlSi 3 O 8 ]  Albita [NaAlSi 3 O 8 ] o Serie de las plagioclasas (constituyentes rocas ígneas) [Si 4 O 8 ]  [Al 2 Si 2 O 82 - ]  Anortita [CaAl 2 Si 2 O]  Albita 3. Feldespatoides o [SiO 2 ] x3  [Si 3 O 6 ]  [AlSi 2 O 6 - ] (+ cationes) o [SiO 2 ] x2  [Si 2 O 4 ]  [AlSiO 4 - ] (+ cationes)
   3. Zeolitas  ósmosis

• Ej.: Cuarzo, calcedonia, ópalo, ágata, ortosa, microclina, labrado- rita

TEMA 6

Una roca es cualquier masa sólida de materia mineral, o parecida a mineral, que se presenta de forma natural como parte de nuestro planeta. CLASIFICACIÓN GENÉTICA DE LAS ROCAS

• ENDÓGENAS Procesos magmáticos  ROCAS ÍGNEAS Procesos metamórficos  ROCAS METAMÓRFICAS
• EXÓGENAS Procesos de meteorización  ROCAS SEDIMENTARIAS CICLO GEOLÓGICO Ej. de rocas:
• Granito  asociación de minerales (Cuarzo + Feldes- pato + Mica)
• Caliza  formada por calcita (monominerálica)
• Mármol  formada por calcita (monominerálica)
• Pumita  no formada por minerales  formada por ce- niza volcánica
• Obsidiana  vidrio volcánico

LITOGÉNSIS

OROGÉNSIS

GLIPTOGÉNSIS

Formación de las montañas Formación de sedimentos por desgaste del relieve Formación de las rocas

PROCESOS MAGMÁTICOS

• Aquellos procesos que dan lugar a la formación de las rocas íg- neas. Son endógenos.
• Empiezan por la formación de un magma:
  • Masa de roca parcial o totalmente fundida.
  • Constituida esencialmente por SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, FeO, Na 2 O, K2O. Además, otros muchos elementos en ppm. y gases (H 2 O, CO 2 , CO, H 2 S, etc.) ¿Dónde se originan los magmas? Corteza inferior y manto superior ¿Cómo se forman? Mecanismos a) Aumento de temperatura
    • Gradiente geotérmico (30º/Km).
    • Zonas de subducción  La corteza oceánica se intro- duce por debajo de la corteza continental
    • El ascenso de material caliente profundo puede fundir rocas cerca de la superficie. Las rocas no tienen un punto de fusión fijo. La tempe- ratura a la que empieza a fundir: punto de sólidos. La temperatura a la que está totalmente fundida: punto de líquidos. La fusión parcial se denomina anatexia (in- tervalo en que la roca está parcialmente fundida) b) Disminución de la presión de confinamiento
    • Dorsales oceánicas (bordes divergentes)
      • Fusión por descompresión (sin aumento de Tª) T 1 T 2 T

Roca sólida Roca empieza a fundirse (roca + magma) Roca fundida