2013

SUELOS Y MINERALOGA

QUMICA MENCIN

QM-32

Materia orgnica o humus

Mantillo

Capa intermedia

Roca madre

Lecho rocoso

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LOS SUELOS El Planeta Tierra

La Tierra tiene aproximadamente 40.000 Kilmetros de circunferencia, con un rea total de 500

millones de kilmetros cuadrados. Se divide en tres regiones principales: NCLEO, MANTO y

CORTEZA.

EL NCLEO TERRESTRE SE COMPONE DE HIERRO FUNDIDO CON ALGO DE NQUEL.

EL MANTO EST FORMADO PRINCIPALMENTE POR SILICATOS DE DIVERSOS METALES.

LA CORTEZA terrestre es la capa slida externa de la Tierra (litosfera). Tiene un espesor de

alrededor de 35 Kilmetros bajo los continentes y de unos 10 Kilmetros bajo los fondos marinos.

COMPOSICIN DE LA SUPERFICIE TERRESTRE

Los elementos ms abundantes en la superficie terrestre en forma decreciente son:

1. Oxgeno, presente en la atmsfera en forma de O2, en la hidrosfera formando agua, y

en la litosfera formando silicatos (SiO 4 ) y slice (SiO2) entre otros.

2. Silicio, presente en los silicatos (SiO 4 ) y la slice (SiO2) en la litosfera.

3. Aluminio, combinado con el oxgeno en forma de xidos.

4. Hierro, en forma de xidos

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Elementos de la Corteza Terrestre

ELEMENTOS MS ABUNDANTES SOBRE LA CORTEZA TERRESTRE

Elemento Smbolo Abundancia (%)

1 Oxgeno O 49,3

2 Silicio Si 25,8

3 Aluminio Al 7,6

4 Hierro Fe 4,7

5 Calcio Ca 3,4

6 Sodio Na 2,6

7 Potasio K 2,4

8 Magnesio Mg 1,9

9 Hidrgeno H 0,9

10 Titanio Ti 0,566

11 Cloro Cl 0,145

12 Fsforo P 0,105

LAS ROCAS

Las rocas estn formadas por asociaciones de distintos minerales inorgnicos en proporciones y

composicin definida. Los minerales ms comunes que forman parte de las rocas son el cuarzo

(SiO2), calcita (CaCO3), feldespato (KAlSi3O8) y las micas (SiO4).

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ROCAS GNEAS O MAGMTICAS

Se originan por el enfriamiento y solidificacin del magma. El magma que cristaliza bajo tierra

forma rocas gneas intrusivas o plutnicas, mientras que si alcanza la superficie antes de

solidificarse forma rocas gneas extrusivas o volcnicas.

Este tipo de roca compone ms del 90% de la superficie terrestre. Cuando el enfriamiento

magmtico ocurre muy rpido el material rocoso carece de cristalinidad y por lo tanto es posible la

formacin de vidrio (un ejemplo es el vidrio volcnico u Obsidiana). Las rocas plutnicas como el

Granito suelen ser ms cristalinas y contienen menos vidrio (Holocristalinas).

Adems de cristales, las rocas gneas suelen contener gases y muchas de ellas suelen ser livianas

y porosas (piedra Pmez).

FORMACIN DE ROCAS GNEAS

EJEMPLOS

PIEDRA PMEZ GRANITO

OBSIDIANA BASALTO

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ROCAS SEDIMENTARIAS

Se forman en la superficie terrestre. Normalmente, la roca original se fragmenta y/o disuelve por

accin de la meteorizacin y la erosin, las partculas sedimentan y los minerales disueltos

cristalizan a partir del agua formando sedimentos. El ciclo se repite y las capas ms recientes se

depositan sobre las ms antiguas, que por efecto de la cementacin generan finalmente la roca.

Dentro de este grupo de materiales estn las rocas detrticas formadas por material rocoso

desprendido de las erosiones (arenisca por ejemplo); las orgnicas que presentan restos y

depsitos de materia orgnica animal y vegetal (fsiles) y las qumicas formadas por depsitos de

minerales salinos acumulados durante el tiempo (yeso).

HULLA ROCA FOSILIZADA ARENISCA

ROCAS METAMRFICAS Por cada kilmetro de profundidad bajo la corteza terrestre, la temperatura aumenta unos 25 C y

la presin en 250 atmsferas. Las rocas situadas cerca de un cuerpo de magma caliente se

pueden transformar por la accin del calor, as mismo las rocas que han sido enterradas a gran

profundidad por la accin de placas tectnicas pueden transformarse por el aumento de la presin

y de la temperatura. Ese cambio se denomina metamorfismo, un proceso que puede modificar

cualquier tipo de roca, sea sedimentaria, gnea o incluso metamrfica.

MRMOL ESQUISTO PIZARRA

Agua Roca

detrtica

1. Acumulacin de sedimentos 2. Compactacin 3. Cementacin

Fragmentos rocosos

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CICLO DE LAS ROCAS

Siempre (y muy lentamente) las rocas se transforman unas en otras en un ciclo continuo, esto se

conoce como ciclo de las rocas y puede durar miles o millones de aos.

EL SUELO

Corresponde a la capa fina de material frtil que cubre la superficie terrestre. Su origen se

remonta a unos 350 millones de aos, evolucionando constantemente y adaptndose a los

cambios del medio. La edafologa es la ciencia que estudia las caractersticas de los suelos, su

formacin, evolucin (edafognesis), distribucin, propiedades fsicas, morfolgicas, qumicas y

mineralgicas. Tambin comprende el estudio de las aptitudes de los suelos para la explotacin

agraria o forestal.

Una definicin ms formal de suelo sera:

"ente natural organizado e independiente, con unos constituyentes, propiedades y

gnesis que son el resultado de la actuacin de una serie de factores activos sobre un

material pasivo (la roca madre)".

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FORMACIN DEL SUELO (EDAFIZACIN)

El suelo procede de la interaccin entre la atmsfera y la bisfera. El suelo se forma a partir de la

descomposicin de una roca (roca madre), por factores climticos y la accin de los seres vivos.

Esto implica que el suelo tiene una parte mineral y otra biolgica, lo que le permite ser el sustento

de multitud de especies vegetales y animales. La descomposicin de la roca madre puede deberse

a factores fsicos y mecnicos, de alteracin o descomposicin qumica.

Al proceso de formacin del suelo se le denomina edafizacin y ocurre en 4 etapas:

ETAPA I ETAPA II ETAPA III ETAPA IV

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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FORMACIN DEL SUELO

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HORIZONTES (CAPAS DEL SUELO)

Los horizontes corresponden a la variacin regular de las propiedades y constituyentes del suelo

en funcin de la profundidad. La superposicin de capas constituye el perfil del suelo. Cada un de

las letras constituye un perfil u horizonte con propiedades fsicas y qumicas nicas.

Horizonte A: Capa superficial de estructura migajosa y granular, con mayor porcentaje de

materia orgnica (humus) que las capas ms profundas. En l se enraza la vegetacin herbcea.

De color gris oscuro, casi negro, aun cuando si contiene poca materia orgnica (suelos cultivados)

puede ser claro. Contiene materiales de tamao fino y compuestos solubles. Su porosidad

determina el paso de agua, su densidad aparente y el grado de fertilidad.

Horizonte B: Conocido como subsuelo tiene estructura organizada, sus componentes son en su

gran mayora minerales (arcillas, xidos de hierro y aluminio), posee materia orgnica pero en

bajo porcentaje.

Horizonte C: Es parte del material original de la roca, no tiene estructura, es eminentemente

inorgnico. Zona de contacto entre la roca madre y las capas superiores con estructura.

Horizonte D (R): Es la capa ms profunda y constituida por la roca madre que no ha sufrido

alteraciones qumicas ni fsicas significativas.

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PROPIEDADES FSICAS DEL SUELO

Color

Es una propiedad muy usada al estudiar los suelos pues es fcilmente observable y a partir de l

se pueden deducir rasgos importantes. Las tablas Munsell permiten predecir en funcin del color

observado, las caractersticas y propiedades del suelo en estudio.

Permeabilidad

Representa la facilidad de circulacin del agua en el suelo. Es un parmetro muy importante que

influir en la velocidad de edafizacin y en la actividad biolgica que puede soportar un suelo.

Textura

El suelo est constituido por partculas de muy diferente tamao. Bsicamente todas aceptan los

trminos de grava, arena, limo y arcilla, pero difieren en los valores de los lmites establecidos

para definir cada clase.

-

T

A

M

A

O

+

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Acidez

La acidez del suelo se mide conociendo la concentracin de hidrogenoides (H+). En los suelos

existen H+ en solucin (acidez real o activa) y H+ que estn adsorbidos sobre los materiales que lo

componen (acidez de cambio o reserva). Existe un equilibrio dinmico entre estos dos tipos de

acidez. Si se eliminan H+ de la solucin se liberan otros tantos H+ adsorbidos. Como consecuencia

el suelo muestra una fuerte resistencia a cualquier modificacin de su pH, (acta como un buffer).

El pH ideal para el desarrollo de la vida vegetal vara entre 6,5-7,2.

Degradacin Del Suelo

Segn la FAO - UNESCO la degradacin es el proceso que rebaja la capacidad actual y potencial del suelo para producir, cuantitativa y cualitativamente, bienes y servicios, es decir es toda modificacin que conduzca al deterioro de ste. La degradacin del suelo es la consecuencia

directa de la utilizacin del suelo por el hombre, bien como resultado de actuaciones directas,

impacto agrcola, forestal, ganadera, uso de agroqumicos y riego, o por acciones indirectas, como

son las actividades industriales, eliminacin de residuos, transporte, etc.

La degradacin del suelo ocurre cuando ste pierde la capacidad de producir bienes y servicios.

Este fenmeno puede ocurrir por tres diferentes motivos, erosin, contaminacin y degradacin

de fertilidad.

TIPOS DE DEGRADACIONES

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TIPOS DE SUELOS

MINERALOGA

La mineraloga estudia aquellas especies inorgnicas llamadas minerales, que juntas en masas

rocosas o en forma aislada constituyen el material constituyente de la corteza terrestre, y de otros

cuerpos en el universo.

MINERAL

Son sustancias slidas, se origen inorgnico y con composicin qumica definida. Poseen una

disposicin ordenada de sus tomos y cuando las distancias entre stos son las mismas y la

estructura es perfecta en simetra se les conoce como cristales.

Los compuestos de Silicio y Aluminio (aluminosilicatos) componen la mayora de los minerales

presentes en el suelo y rocas. Algunos ejemplos de minerales son los silicatos SiO4-, el slice SiO2

y la caliza CaCO3.

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Los distintos tipos de minerales se clasifican:

Segn origen: si consideramos que los minerales provienen fundamentalmente del magma, el

depsito de estos se va realizando segn la temperatura, los primeros minerales

en depositarse son los primarios y a medida que se van combinando entre ellos se

forman los minerales secundarios.

Minerales primarios: Son aquellos que no han sufrido cambios qumicos desde su

formacin inicial y se acumulan principalmente en las fracciones de arena y limo.

Los silicatos componen la gran mayora de minerales primarios en la corteza

terrestre. Adems de stos, hay otros minerales que son xidos metlicos y

carbonatos metlicos que son de importancia vital en el suelo. La distribucin de

este tipo de minerales en las rocas depende de su naturaleza qumica y de las

condiciones generales que conforman a las rocas.

Ejemplos, pirita FeS; calcopirita CuFeS2; galena PbS; blenda ZnS.

Minerales secundarios: Son aquellos que resultan de la descomposicin de los

minerales primarios y recombinacin de los productos. Predominan en las arcillas,

algunos xidos y silicatos. Estos ltimos se clasifican en 3 grupos:

Silicatos laminares: presentes principalmente en suelos meteorizados.

Silicatos fibrosos: presentes en suelos secos.

Silicatos volcnicos: presentes en sedimentos no cristalinos derivados de

materiales volcnicos.

Ejemplo, malaquita Cu2CO3 Cu(OH)2

Segn el contraion que presentan: este acompaa, principalmente, a un metal.

Nativos: constan de un solo elemento.

Sulfuros: acompaado por S-2

Haluros: metales con Halgeno (F-, Cl-, Br-, I-)

xidos e hidrxidos: acompaan a O-2 u OH-

Carbonatos, nitratos y boratos: acompaado por los grupos CO3-2; NO3

-; BO3,

respectivamente.

Sulfatos, cromatos, molibdatos y wolframatos: acompaados por los grupos SO4-2;

CrO4-, MO4

-2; WO4-2, respectivamente.

Fosfatos, arseniatos y vanadatos: acompaados por grupos PO4-3; AsO4

-3 y VO4-3

respectivamente

Silicatos: con excepciones, todas las rocas gneas, lo son, es decir, el 90% de la

corteza terrestre. Acompaados por el anin SiO4-2.

Segn naturaleza

Minerales metlicos: cobre, oro, plata, hierro, molibdeno, litio

Minerales no metlicos: (la mayor parte de ellos son sales) azufre, yodo, yeso,

carbonato de litio, salitre, cloruro de sodio, talco, mrmol

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MINERALES Y CRISTALES

Algunas caractersticas de un mineral:

Son naturalmente formados.

Inorgnicos

En general slidos

Poseen una composicin qumica definida

Materialmente homogneos

Cristalinos (con estructura atmica ordenada)

o amorfos (sin estructura cristalina, por

ejemplo los vidrios naturales)

La mayora de los minerales son cristales

Algunas caractersticas de un cristal:

Los cristales son formados naturalmente

o son cultivados artificialmente.

Inorgnicos u orgnicos

En general slidos.

Materialmente homogneos.

Cristalinos, nunca amorfos.

Los cristales tienen una disposicin o un

arreglo atmico nico de sus elementos.

Los cristales naturales poseen grados de

simetra caractersticos los que son

consecuencia del arreglo interno de los

tomos que los forman.

El mineral que se ve a continuacin es halita (mineral de NaCl) quien tiene distribuido a sus

tomos en disposicin cbica cristalina (isomtrica).

RECURSOS NATURALES

Los recursos naturales son aquellos que podemos utilizar para realizar una actividad econmica y

que nos permiten satisfacer algunas necesidades bsicas, es decir, son todos aquellos elementos

que estn presentes en la naturaleza y que las personas podemos utilizar, directamente o

transformados, para producir un bien econmico.

Recursos Energticos

En la actualidad, los combustibles no renovables o fsiles encabezan la produccin y el consumo

energtico. Sin embargo, el peligro de esta demanda es el agotamiento de las reservas, sobre

todo las de petrleo y el efecto invernadero que producen. En los ltimos aos se ha buscado,

incentivar la inversin en el mejoramiento de las tecnologas relacionadas con recursos

energticos alternativos como los paneles solares.

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Recursos Hdricos

Ros y lagos proporcionan gran parte del agua necesaria para la supervivencia de la especie

humana. Sus aportes hacen posible la vida y adems proporcionan otros beneficios, ya sea

depositando limos frtiles, entregando agua para riego, para producir energa y proporcionando

espacios de recreacin.

Recursos Biolgicos

Por recursos biolgicos son aquellos que dependen de la interaccin de los seres vivos: bosques,

cultivos, pesca y ganadera. Ellos permiten nuestra alimentacin y gran parte de nuestras

actividades econmicas, sin embargo, una serie de problemas amenaza seriamente su

continuidad, especialmente la deforestacin, que deja el suelo a merced de la erosin y la

desertificacin.

Recursos Minerales

Suelen dividirse en metlicos y no metlicos, ya sea que contengan o no metales, y son utilizados

como materia prima en el proceso de produccin de bienes de consumo, tanto industriales como

domsticos. Los encontramos a lo largo y ancho de nuestro territorio, destacndose en

importancia la explotacin de cobre, por la significacin en la economa nacional.

Minerales metlicos

Los recursos minerales metlicos en nuestro pas se encuentran repartidos por el territorio en

yacimientos de cobre, hierro, manganeso, oro, plata, molibdeno, plomo y zinc.

ORO

El 65% del oro se obtiene de lavaderos y minas, y el 35% restante proviene de la refinacin de

los concentrados de cobre. El principal mineral es La Coipa (III regin) que aporta un 56% del

total de la produccin nacional. Por su parte, en la IV Regin, se encuentran los yacimientos El

Indio y Andacollo Oro, que en conjunto alcanzan el 29% del total de la produccin del pas.

MANGANESO

El manganeso es un mineral metlico que es utilizado en la siderurgia y cuyas reservas no

sobrepasan los 3 millones de toneladas, encontrndose en las regiones de Antofagasta, Atacama y

Metropolitana de Santiago. En la actualidad, se explotan los yacimientos de Corral Quemado y Los

Loros, ubicados en la IV Regin, que producen el 86%.

HIERRO

Los minerales de hierro se caracterizan por ser de alta ley, y alrededor de un 55% se encuentra

en condiciones favorables para su explotacin. Las estimaciones de reserva ascienden a unos

2.000 millones de toneladas mtricas.

PLATA

La minera de la plata proviene en un 75% de la minera del cobre y en un 25% de minerales

combinados. En el mbito sudamericano, Chile se ubica en el segundo lugar entre los productores

y en el mbito latinoamericano, ocupamos el tercero, detrs de Per y Mxico. Son de importancia

los yacimientos de La Coipa, en la III Regin y Laguna Verde, en la XI Regin.

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Minerales no metlicos

Los minerales no metlicos son de gran importancia en el proceso productivo de nuestro pas,

aunque, a simple vista, no lo parece. Muchos de los productos que usamos en forma cotidiana son

minerales no metlicos, por ejemplo, en la construccin, en la industria qumica, en la elaboracin

de fertilizantes, etc.

Los principales recursos no metlicos con produccin en nuestro pas son: apatita, arcilla, azufre,

baritina, bentonita, boro, caoln, carbonato de calcio, carbonato de litio, cloruro de sodio (sal de

roca), cuarzo, feldespato, lapislzuli, mrmol, oxido de hierro, puzolana, nitratos, sulfato de sodio,

talco, yeso, azufre y yodo.

LITIO

El litio es extrado desde las salmueras del salar de Atacama por la empresa Soquimich (SQM).

Estas salmueras son concentradas y posteriormente procesadas para ser convertidas en carbonato

de litio, cloruro de litio o litio metlico, usando tecnologa de punta para la extraccin y

conversin. El litio se utiliza en la industria electrnica, del aluminio, vidrio, fritas para

recubrimientos vtreos, grasas lubricantes, aire acondicionado, cemento y polmeros entre otras.

Debido a su elevado potencial electroqumico y a que es el elemento slido ms liviano su

principal uso es en la fabricacin de ctodos de bateras usadas en telfonos mviles,

computadores porttiles y cmaras digitales.

SALITRE

El salitre est formado por nitrato de sodio y/o potasio contenido en el caliche. La explotacin de

salitre tuvo su poca de oro en Chile entre los aos 1884 y 1920. En la actualidad, se mantiene en

explotacin en las oficinas de Mara Elena, Pedro de Valdivia y Coya Sur, que pertenecen a la

Sociedad Qumica y minera de Chile S. A. (SOQUIMICH).

YODO

Est asociado a la produccin del salitre en los yacimientos citados. Los centros de explotacin se

localizan principalmente en las regiones de Tarapac y Antofagasta.

DMTR-QM32